Team rapporterar om ultrasnabb lasertillståndsaktiv styrning baserad på anisotropt kvasi-1D-material
a, De riktningsberoende optiska egenskaperna för Ta2 PdS6 . Teoretiska simuleringar av den polariserade optiska absorptionen av Ta2 PdS6 . Ta2 PdS6 uppvisar betydande polariserade absorptionsegenskaper under optisk excitation vid 1,56 μm (motsvarande en fotonenergi på cirka 0,8 eV). b, Den polarisationsberoende transmissionen vid olika infallseffekter. Den anisotropa transmittansen av Ta2 PdS6 mättes experimentellt under laserexcitation vid en våglängd av 1,56 μm. Resultaten visar att ljusabsorptionsintensiteten är relaterad till polarisationstillståndet, och polarisationskontrasten ökar med ökningen i pumpeffekt. c, Ta2 PdS6 olinjär transmission kontra energiintensitet vid olika lutningsvinklar. d, den omättade förlusten av Ta2 PdS6 för olika lutningsvinklar. Med polarisationskontrollvinkeln från 0° till 180°, parametrarna för Ta2 PdS6 mättnadsintensitet och moduleringsdjup bildade regelbundna svängningar. Bland dem visar den icke-mättbara förlusten en signifikant variation, med den maximala mättbara absorptionsförlusten på cirka 65,8 % vid en lutningsvinkel på 0° och den minsta mättbara förlusten på cirka 56,3 % vid en lutningsvinkel av 180°. Den polarisationsberoende variationen av den icke-mättbara förlusten i kvasi-endimensionell Ta2 PdS6 ger en ny grad av frihet för den statliga regleringen av ultrasnabba system. Kredit:Zixin Yang, Qiang Yu, Jian Wu, Haiqin Deng, Yan Zhang, Wenchao Wang, Tianhao Xian, Luyi Huang, Junrong Zhang, Shuai Yuan, Jinyong Leng, Li Zhan, Zongfu Jiang, Junyong Wang, Kai Zhang och Pu Zhou
Stämbara ultrasnabba lasrar med justerbara parametrar, såsom våglängd, intensitet, pulsbredd och lasertillstånd är önskvärda som nästa generations intelligenta ljuskällor. På grund av komplexa olinjära effekter inom det ultrasnabba systemet är det utmanande för lasertillstånds aktiv styrning (LSAC) i ultrasnabba fiberlasrar, särskilt för passiv modlåsning, på ett bekvämt och kontrollerbart sätt.
Anisotropa lågdimensionella material med reducerad symmetri i planet uppvisar polarisationsberoende egenskaper, vilket ger ytterligare frihetsgrader i kompakta avstämbara fotoniska enheter.
I en ny artikel publicerad i Light:Science &Applications , ett team av forskare ledda av professor Pu Zhou från College of Advanced Interdisciplinary Studies, National University of Defense Technology, Kina, professor Kai Zhang från Suzhou Institute of Nano-Tech and Nano-Bionics, Chinese Academy of Sciences, Kina, och co. -arbetare har uppnått LSAC mellan konventionell soliton (CS) och brusliknande puls (NLP) genom polarisationskontroll baserad på en kvasi-endimensionell materialväxling i lager.
Det polarisationskänsliga olinjära optiska svaret underlättar Ta2 PdS6 -baserad lägeslåsningslaser för att upprätthålla två lasertillstånd, dvs CS och NLP. Lasertillståndet var omkopplingsbart i enfiberlasern med en mekanism som avslöjades genom numerisk simulering. Digital kodning demonstrerades ytterligare i denna plattform genom att använda lasern som en kodbar ljuskälla.
a, Fasbrusegenskaperna för CS-tillståndslasern. b, Fasbrusegenskaperna för NLP-tillståndslasern. Pulsbrusprestandan för de två olika tillstånden visar att fasbruset (timing-jitter) för CS-tillståndet är bättre än NLP. c, DFT-inspelning av enkelbildsspektra över 25 på varandra följande rundresor d, De sex typiska ramarna för NLP-spektra baserade på den dispersiva Fourier-transformeringstekniken. Flankeringen av NLP-spektra mätt med den dispersiva Fourier-transformeringstekniken varierar från skott till skott, men bandbredden förblir väsentligen oförändrad jämfört med spektrometerns. Sex typiska bildruta-för-bildruta spektrala spår illustrerar utvecklingen av NLP-spektrumet mer visuellt. De starkaste topparna i dess spektrum alternerar vid mittvåglängden, och utvecklingen av sidbanden är ganska kaotisk. Fenomenet kan tillskrivas egenskaperna hos NLP, det vill säga ett kluster av pulser som består av en serie subpulser med slumpmässigt fördelade amplituder och varaktigheter. Kredit:Zixin Yang, Qiang Yu, Jian Wu, Haiqin Deng, Yan Zhang, Wenchao Wang, Tianhao Xian, Luyi Huang, Junrong Zhang, Shuai Yuan, Jinyong Leng, Li Zhan, Zongfu Jiang, Junyong Wang, Kai Zhang och Pu Zhou
I pumpeffektområdet 450mw ~ 830mw kan växling mellan två olika lasertillstånd, CS och NLP, uppnås med konstant pumpeffekt genom att helt enkelt justera lutningsvinkeln på polarisationsregulatorn. Utgångsspektrumet från en Ta2PdS6-baserad ultrasnabb fiberlaser för en kontinuerlig konverteringsoperation under en period av 3,5 timmar. Spektrana för de två lasertillstånden före och efter omvandlingen är oförändrade, vilket visar stabiliteten i tillståndsväxlingen för den ultrasnabba fiberlasern baserat på Ta2 PdS6 . Kredit:Zixin Yang, Qiang Yu, Jian Wu, Haiqin Deng, Yan Zhang, Wenchao Wang, Tianhao Xian, Luyi Huang, Junrong Zhang, Shuai Yuan, Jinyong Leng, Li Zhan, Zongfu Jiang, Junyong Wang, Kai Zhang och Pu Zhou
Polarisationskontroll är ett praktiskt tillvägagångssätt för att justera parametrarna för intrakavitet och styra laserns drifttillstånd.
För att sammanfatta de viktigaste resultaten från den avstämbara ultrasnabba lasern, säger forskarna, "(1) det anisotropa kvasi-endimensionella skiktade materialet Ta2 PdS6 användes som en mättbar absorbator för att effektivt modulera de olinjära parametrarna i ett ultrasnabbt system genom polarisationsberoende absorption; (2) det polarisationskänsliga olinjära optiska svaret underlättar Ta2 PdS6 -baserad modlåsningslaser för att upprätthålla två distinkta typer av lasertillstånd, dvs CS och NLP; (3) lasertillståndet var omkopplingsbart i enfiberlasern med en mekanism som avslöjades genom numerisk simulering; och (4) digital kodning demonstrerades ytterligare i denna plattform genom att använda lasern som en kodbar ljuskälla."
"Den kontrollerade och stabila omkopplingen av distinkta pulsade laserlägen i ett enda ultrasnabbt fiberlasersystem representerar betydande framsteg inom kompakt ultrasnabb fotonik, som erbjuder möjligheter till tillämpningar som kommunikationskodning och optisk omkoppling."
Mer information: Zixin Yang et al, Ultrasnabb lasertillståndsstyrning baserad på anisotropt kvasi-1D-material, Light:Science &Applications (2024). DOI:10.1038/s41377-024-01423-3
Journalinformation: Ljus:Vetenskap och tillämpningar
Tillhandahålls av Changchun Institute of Optics, Fine Mechanics And Physics
