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加拿大国立科学研究所(INRS)突破了稳定脉冲激光的光学带宽记录

2017-01-26 200浏览 标签: 加拿大脉冲激光

2017123日,加拿大国立科学研究所(INRS)宣布其超快光学处理课题组突破了稳定脉冲激光的光学带宽记录,重新定义了超快脉冲激光。Roberto Morandotti教授的研究团队生产出了首个脉冲被动锁模纳秒激光器,它具有105MHz的历史最低变换限制频谱宽度(record-low and transform-limited spectral width),不到现有锁模激光器的1/100。凭借紧凑的架构,适度的功率需求以及在射频(RF)领域覆盖全部激光光谱的独特能力,这种激光器为新型传感与光谱器件的完全芯片集成(full on-chip integration)铺平了道路。

发射强烈光脉冲串(light-pulse trains)的激光器能够在多种不同的研究学科中观察到许多现象,这是实现现代物理学,化学,生物学和天文学中的最先进实验的基础。然而,高脉冲强度和低重复率需要以中等噪声性质为代价。这就是被动锁模激光系统的过人之处:它们是生产低噪音光学脉冲序列的最佳选择。虽然很多锁模技术都已经过验证,但是它们中大部分的研究目的在于产生更宽频谱和更短脉冲;产生稳定的纳秒窄带宽脉冲源这一方向迄今为止几乎没有取得进展。

在这项新研究中,INRS的研究团队展示了一种新的激光器结构,它利用了最新的非线性微腔光学研究进展。特别的,他们利用了集成微环谐振器的窄带滤波器特性(narrowband filter characteristic),除了实现高非线性相移之外,还能够通过锁模产生纳秒脉冲。其历史最低的激光带宽使得利用目前广泛可用的RF电子器件测量RF域中的锁模激光器的全光谱特性以及确认激光器的强时间相干性首次成为可能。

这种稳定的窄带宽纳秒脉冲源对于许多传感和显微镜应用以及高效的原子和分子激发都有帮助。该研究有利于进一步研究非线性模式耦合和复杂锁模机制。

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