Rapport d'équipe sur le contrôle actif d'état laser ultrarapide basé sur un matériau anisotrope quasi-1D
a, Les propriétés optiques dépendant de la direction de Ta2 PdS6 . Simulations théoriques de l'absorption optique polarisée de Ta2 PdS6 . Ta2 PdS6 présente des propriétés d'absorption polarisées significatives sous excitation optique à 1,56 μm (correspondant à une énergie photonique d'environ 0,8 eV). b, La transmission dépendante de la polarisation à différentes puissances d'incidence. La transmission anisotrope de Ta2 PdS6 a été mesuré expérimentalement sous excitation laser à une longueur d'onde de 1,56 μm. Les résultats montrent que l’intensité d’absorption de la lumière est liée à l’état de polarisation et que le contraste de polarisation augmente avec l’augmentation de la puissance de la pompe. c, Ta2 PdS6 transmission non linéaire par rapport à l'intensité énergétique à différents angles d'inclinaison. d, La perte non saturable de Ta2 PdS6 pour différents angles d'inclinaison. Avec l'angle de contrôle de polarisation de 0° à 180°, les paramètres de Ta2 PdS6 l'intensité de saturation et la profondeur de modulation formaient des oscillations régulières. Parmi eux, la perte non saturable présente une variation significative, avec la perte d'absorption saturable maximale d'environ 65,8 % à un angle d'inclinaison de 0° et la perte saturable minimale d'environ 56,3 % à un angle d'inclinaison de 180°. La variation dépendante de la polarisation de la perte non saturable dans Ta2 quasi unidimensionnelle PdS6 offre un nouveau degré de liberté pour la régulation étatique des systèmes ultrarapides. Crédits :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 et Pu Zhou
Les lasers ultrarapides accordables avec des paramètres réglables, tels que la longueur d’onde, l’intensité, la largeur d’impulsion et les états du laser, sont souhaitables en tant que sources de lumière intelligentes de nouvelle génération. En raison des effets non linéaires complexes au sein du système ultrarapide, il est difficile de contrôler activement l'état du laser (LSAC) dans les lasers à fibre ultrarapide, en particulier pour le verrouillage de mode passif, de manière pratique et contrôlable.
Les matériaux anisotropes de faible dimension avec une symétrie dans le plan réduite présentent des propriétés dépendantes de la polarisation, offrant des degrés de liberté supplémentaires dans les dispositifs photoniques accordables compacts.
Dans un nouvel article publié dans Light :Science &Applications , une équipe de scientifiques dirigée par le professeur Pu Zhou du Collège d'études interdisciplinaires avancées, Université nationale de technologie de la défense, Chine, le professeur Kai Zhang de l'Institut de nanotechnologie et de nanobionique de Suzhou, Académie chinoise des sciences, Chine, et co -Workers a obtenu le LSAC entre le soliton conventionnel (CS) et l'impulsion de type bruit (NLP) grâce à un contrôle de polarisation basé sur un commutateur de matériau en couches quasi unidimensionnel.
La réponse optique non linéaire sensible à la polarisation facilite le Ta2 PdS6 Laser à verrouillage de mode basé sur deux états laser, c'est-à-dire CS et NLP. L’état du laser était commutable dans le laser à fibre unique grâce à un mécanisme révélé par simulation numérique. Le codage numérique a été démontré davantage sur cette plate-forme en utilisant le laser comme source de lumière codable.
a, Les caractéristiques du bruit de phase du laser à état CS. b, Les caractéristiques du bruit de phase du laser à état NLP. Les performances en matière de bruit d'impulsion des deux états différents montrent que le bruit de phase (gigue temporelle) de l'état CS est meilleur que celui du NLP. c, enregistrement DFT de spectres mono-coup sur 25 allers-retours consécutifs d, Les six images typiques des spectres PNL basées sur la technique de transformée de Fourier dispersive. Le contour des spectres NLP mesurés par la technique de transformée de Fourier dispersive varie d'un plan à l'autre, mais la bande passante reste essentiellement inchangée par rapport à celle du spectromètre. Six traces spectrales typiques image par image illustrent plus visuellement l’évolution du spectre NLP. Les pics les plus forts de son spectre alternent à la longueur d'onde centrale, et l'évolution des bandes latérales est plutôt chaotique. Le phénomène peut être attribué aux propriétés de la PNL, c’est-à-dire un groupe d’impulsions constitué d’une série de sous-impulsions dont les amplitudes et les durées sont distribuées de manière aléatoire. Crédits :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 et Pu Zhou
Dans la plage de puissance de pompe de 450 mw ~ 830 mw, la commutation entre deux états laser différents, CS et NLP, peut être obtenue à une puissance de pompe constante en ajustant simplement l'angle d'inclinaison du contrôleur de polarisation. Le spectre de sortie d'un laser à fibre ultrarapide basé sur Ta2PdS6 pour une opération de conversion continue sur une période de 3,5 h. Les spectres des deux états du laser avant et après la conversion sont inchangés, démontrant la stabilité de la commutation d'état du laser à fibre ultrarapide basé sur Ta2 PdS6 . Crédits :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 et Pu Zhou
Le contrôle de la polarisation est une approche pratique pour ajuster les paramètres intracavités et contrôler les états de fonctionnement du laser.
Résumant les principales découvertes du laser ultrarapide accordable, les scientifiques déclarent :« (1) le matériau en couches anisotrope quasi unidimensionnel Ta2 PdS6 a été utilisé comme absorbeur saturable pour moduler efficacement les paramètres non linéaires dans un système ultrarapide par absorption dépendante de la polarisation ; (2) la réponse optique non linéaire sensible à la polarisation facilite le Ta2 PdS6 -laser à verrouillage de mode basé sur deux types distincts d'états laser, à savoir CS et NLP ; (3) l'état du laser était commutable dans le laser à fibre unique grâce à un mécanisme révélé par simulation numérique ; et (4) le codage numérique a été démontré davantage sur cette plate-forme en utilisant le laser comme source de lumière codable. "
"La commutation contrôlée et stable de modes laser pulsés distincts dans un seul système laser à fibre ultrarapide représente des avancées significatives dans la photonique ultrarapide compacte, qui offre des perspectives d'applications telles que le codage des communications et la commutation optique."
Plus d'informations : Zixin Yang et al, Contrôle actif d'état laser ultrarapide basé sur un matériau anisotrope quasi-1D, Light :Science &Applications (2024). DOI :10.1038/s41377-024-01423-3
Informations sur le journal : La lumière :science et applications
Fourni par l'Institut d'optique, de mécanique fine et de physique de Changchun
