Od preciznog obrade do napredne mikroskopije, potražnja za višim - energijom, ultrafast laseri i dalje rastu. Tradicionalno se istraživači oslanjali na siseno - mod mod za izgradnju ovih lasera, ali suočavaju se sa osnovnim fizičkim granicom na izlazu energije. Da bismo se provalili kroz ovo grlo, okrenuli smo se u multimodne vlakna, što može nositi mnoge režime svjetlosti - u suštini različitim oblicima svjetlosti - odjednom, tehnika poznata kao SpaTiotemporal mod - Zaključavanje (STML).
Međutim, dobivanje ovih različitih načina rada u skladu su bili značajan izazov. U našim najnovijim istraživanjima objavljenim uOptika slova, Razvili smo novu tehniku koja nam omogućava precizno i samostalno kontrolirajući svaki od ovih poprečnih režima, što dovodi do dramatičnog pojačanja u laserskoj snazi i svestranosti.
Osnovni problem koji smo se susreli poznat je kao intermodalna disperzija. U multimodnoj vlaknima, različiti režimi svjetlosti putuju u nešto različitim brzinama. Ova neusklađenost brzine uzrokuje da se laserski impulsi rašire i odvoje u vremenu i prostoru, sprečavajući stvaranje stabilnog, visokog - impulsa. Prethodne tehnike STML-a obično su koristile metodu koja se zove prostorno filtriranje za kompenzaciju ove disperzije, ali ovaj pristup ograničava broj načina koji se mogu zaključati, na taj način prikupljanje potencijalnog poboljšanja energije.
Da biste to riješili, predložili smo poprečnu tehniku divizijske kontrole. Naš pristup je jednostavan: Koristimo uređaj koji se zove multiplekser režima / demultiplexer (MUX / DEMUX) za odvajanje mješovitih snopa unutar multimodne vlakane u pojedine kanale, jedan za svaki mod. Jednom razdvojeni, možemo upravljati disperzijom (tj. Kašnjenjem putovanja) za svaki režim samostalno dodavanjem preciznih duljina kompenzacijskog vlakana svakom kanalu.
Nakon optimizacije svakog načina, rekombinujemo ih multiplekserom u jedno, snažnu i koherentnu gredu. Ova metoda teoretski nam omogućava zaključavanje bilo kojeg broja načina, maksimiziranje energetskog potencijala vlakana.
Proveli smo našu tehniku na slici - Osam, yb - dopida, sve - vlakna, Spatiotemporal, mod - zaključani laser. Eksperimentalni rezultati bili su vrlo ohrabrujući. Zaključavanjem četiri poprečna režima (LP01, LP11, LP21 i LP02) postigli smo disipativni SOLITON impulse sa 15 NJ energije na stopi ponavljanja od 14,49 MHz.
Ključno smo pokazali da vaga izlazne snage s brojem načina sudjelovanja. Kada su četiri načina zaključana, laserova efikasnost nagiba - Mjera koliko efikasno pretvara snagu pumpe na izlaznu snagu - dostigla 7,9%, što je više od 3,79% efikasnosti samog {- načina rada.
Nadalje, naša tehnika nudi neviđenu gredu - mogućnosti oblikovanja. Dinamički odabirom kombinacije načina uključenih u mod - Zaključavanje, uspješno smo generirali kvazi - ravan - gornji snop s profilom jedinstvenog intenziteta. Ova specijalizovana snopa postigla je prosječnu izlaznu snagu od 150 MW i jednu impulsku energiju od 10,4 Nj na snazi pumpe od 3 W. Naš laser je također pokazao izvrsnu pojavu, s minimalnim središtem - frekvencijskom radom nakon 12 sati neprekidnog rada.
Zaključno, razvili smo i eksperimentalno potvrdili novu kontrolnu tehniku koja prevladava osnovnu snagu - boce za skalabilnost u laserima STML vlakana. Samostalno kontroliranjem disperzije svakog poprečnog načina, naša shema pruža održiv put za sinkronizaciju bilo kojeg broja načina i maksimiziranje ekstrakcije energije.
Vjerujemo da se ovaj univerzalni okvir za više - mod dinamika kontrolira kontrola za sljedeću generaciju ultra tastera ultrastavih izvora svjetlosti, obećavajućim supermalnim aplikacijama u preciznom izmišljopiju, nelinearnu mikroskopiju i nauku o attosekundi.
Ova je priča dio dijaloške znanosti X, gdje istraživači mogu prijaviti nalaze iz svojih objavljenih istraživačkih članaka. Posjetite ovu stranicu za informacije o dijaloškom okviru nauke X i kako sudjelovati.
