Laser cực nhanh có thể điều chỉnh được với các thông số có thể điều chỉnh được, chẳng hạn như bước sóng, cường độ, độ rộng xung và trạng thái laser được mong muốn làm nguồn sáng thông minh thế hệ tiếp theo. Do các hiệu ứng phi tuyến phức tạp trong hệ thống cực nhanh, việc kiểm soát hoạt động trạng thái laser (LSAC) trong laser sợi quang cực nhanh là thách thức, đặc biệt là đối với khóa chế độ thụ động, một cách thuận tiện và có thể điều khiển được.
Các vật liệu dị hướng chiều thấp có tính đối xứng trong mặt phẳng giảm thể hiện các đặc tính phụ thuộc vào phân cực, cung cấp thêm bậc tự do trong các thiết bị quang tử điều chỉnh nhỏ gọn.
Trong một bài báo mới được xuất bản trong Ánh sáng: Khoa học & Ứng dụng, một nhóm các nhà khoa học do Giáo sư Pu Zhou từ Trường Cao đẳng Nghiên cứu liên ngành nâng cao, Đại học Quốc phòng dẫn đầu Công nghệ, Trung Quốc, Giáo sư Kai Zhang từ Viện Công nghệ nano và Sinh học Nano Tô Châu, Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc, Trung Quốc và các đồng nghiệp đã đạt được LSAC giữa soliton thông thường (CS) và xung giống tiếng ồn (NLP) bằng điều khiển phân cực dựa trên bộ chuyển đổi vật liệu xếp lớp gần như một chiều.
Đáp ứng quang phi tuyến nhạy cảm với phân cực tạo điều kiện thuận lợi cho Ta2PdS6Laser khóa chế độ dựa trên cơ sở để duy trì hai trạng thái laser, tức là CS và NLP. Trạng thái laser có thể chuyển đổi trong laser sợi quang đơn với cơ chế được thể hiện bằng mô phỏng số. Mã hóa kỹ thuật số đã được thể hiện rõ hơn trên nền tảng này bằng cách sử dụng tia laser làm nguồn sáng có thể mã hóa.
-
a, Đặc tính nhiễu pha của laser trạng thái CS. b, Đặc tính nhiễu pha của laser trạng thái NLP. Hiệu suất nhiễu xung của hai trạng thái khác nhau cho thấy nhiễu pha (jitter thời gian) của trạng thái CS tốt hơn NLP. c, Ghi DFT của quang phổ một lần chụp trong 25 chuyến đi khứ hồi liên tiếp d, Sáu khung phổ NLP điển hình dựa trên kỹ thuật biến đổi Fourier phân tán. Phần sườn của phổ NLP được đo bằng kỹ thuật biến đổi Fourier phân tán thay đổi tùy theo từng lần bắn, nhưng băng thông về cơ bản vẫn không thay đổi khi so sánh với băng thông của máy quang phổ. Sáu dấu vết quang phổ theo từng khung hình điển hình minh họa sự phát triển của phổ NLP một cách trực quan hơn. Các đỉnh phổ mạnh nhất của nó xen kẽ ở bước sóng trung tâm và sự phát triển của các dải biên khá hỗn loạn. Hiện tượng này có thể được quy cho các đặc tính của NLP, tức là một cụm xung bao gồm một loạt các xung phụ có biên độ và thời lượng được phân bố ngẫu nhiên. Nhà cung cấp hình ảnh: 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 và Pu Chu
-
Trong phạm vi công suất bơm từ 450 mw ~ 830 mw, việc chuyển đổi giữa hai trạng thái laser khác nhau, CS và NLP, có thể đạt được ở công suất bơm không đổi bằng cách điều chỉnh góc nghiêng của bộ điều khiển phân cực. Phổ đầu ra của laser sợi quang cực nhanh dựa trên Ta2PdS6 cho hoạt động chuyển đổi liên tục trong khoảng thời gian 3.5 giờ. Phổ của hai trạng thái laser trước và sau khi chuyển đổi không thay đổi, thể hiện tính ổn định trong chuyển đổi trạng thái của laser sợi quang cực nhanh dựa trên Ta2PdS6. Nhà cung cấp hình ảnh: 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 và Pu Chu
Kiểm soát phân cực là một cách tiếp cận thực tế để điều chỉnh các thông số nội bộ và kiểm soát trạng thái hoạt động của laser.
Tóm tắt những phát hiện chính từ tia laser cực nhanh có thể điều chỉnh được, các nhà khoa học cho biết, “(1) vật liệu phân lớp gần như một chiều dị hướng Ta2PdS6 được sử dụng làm chất hấp thụ bão hòa để điều chỉnh các tham số phi tuyến một cách hiệu quả trong hệ thống cực nhanh bằng cách hấp thụ phụ thuộc vào phân cực; (2) đáp ứng quang phi tuyến nhạy cảm với phân cực tạo điều kiện thuận lợi cho Ta2PdS6laser khóa chế độ dựa trên cơ sở để duy trì hai loại trạng thái laser riêng biệt, tức là CS và NLP; (3) trạng thái laser có thể chuyển đổi được trong laser sợi quang đơn với cơ chế được thể hiện bằng mô phỏng số; và (4) mã hóa kỹ thuật số đã được thể hiện rõ hơn trên nền tảng này bằng cách sử dụng tia laser làm nguồn sáng có thể mã hóa.”
“Việc chuyển đổi ổn định và được kiểm soát của các chế độ laser xung riêng biệt trong một hệ thống laser sợi quang cực nhanh duy nhất thể hiện những tiến bộ đáng kể trong lĩnh vực quang tử cực nhanh nhỏ gọn, mang lại triển vọng cho các ứng dụng như mã hóa truyền thông và chuyển mạch quang học.”