"Причина, по которой понимание этих лазеров было настолько трудным, заключается в том, что импульсы, которые они производят, обычно имеют пикосекундную длительность или короче. «Следить за сложной динамикой нарастания таких коротких импульсов для сотен, а иногда и тысяч всплесков до того, как лазер фактически стабилизируется, – это выходит за рамки возможностей оптических методов измерения», – говорит профессор Гери Генти, который руководил исследованиями в Лаборатории фотоники в Технологический университет Тампере (TUT).
Это исследование было выполнено в сотрудничестве между Институтом FEMTO-ST во Франции (CNRS и Университет Бургундии-Франш-Конт) и Лабораторией фотоники в TUT. Особый научный прогресс, который привел к новым открытиям, – это измерение в реальном времени временной интенсивности лазера с субпикосекундным разрешением, а также его оптического спектра с субнанометровым разрешением.
За счет одновременной регистрации этих временных и спектральных свойств усовершенствованный вычислительный алгоритм может получить полные характеристики основного электромагнитного поля.
Помимо предоставления нового понимания того, как работают импульсные лазеры, результаты исследований имеют важные междисциплинарные приложения.
«Результаты представляют собой очень удобный лабораторный пример того, что известно как« диссипативная солитонная система », которая является центральной концепцией в нелинейной науке, а также имеет отношение к исследованиям в других областях, таких как биология, медицина и, возможно, даже социальные науки», – говорит Профессор Джон.
M. Дадли, который руководил исследованиями в Университете Бургундии-Франш-Конт.
Реконструируя эволюцию электромагнитного поля, команда наблюдала широкий спектр сценариев взаимодействия между диссипативными солитонными структурами, возникающими из-за шума.
«Реализованный нами подход может работать при низких уровнях входной мощности и высоких скоростях.
Результаты открывают совершенно новое окно для ранее невиданных взаимодействий между возникающими диссипативными солитонами в форме столкновений, слияния или коллапса », – говорит Генти.
Исследователи считают, что их результаты позволят улучшить конструкцию и производительность сверхбыстрых импульсных лазеров.
«Это поистине увлекательная область исследований, где исследования, мотивированные вопросами фундаментальной науки, могут иметь реальное практическое влияние на будущие фотонные технологии», – заключает Дадли.