超快測(cè)量技術(shù)揭露激光從混亂到相干性的演變過程

　　據(jù)悉，最近一篇由坦佩雷理工大學(xué)(TUT蘭)光子學(xué)研究人員共同撰寫、在Nature Photonics(自然光子學(xué))上發(fā)表的研究論文，揭示了激光脈沖如何從噪聲中憑空出現(xiàn)、在穩(wěn)定運(yùn)行之前處于復(fù)雜的分散和振蕩狀態(tài)等。

　　能發(fā)射超短脈沖光的激光器是通信和工業(yè)加工等技術(shù)的關(guān)鍵組成部分，并且是獲得諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)的基礎(chǔ)研究的核心。雖然最初于20世紀(jì)60年代發(fā)明，但激光器能產(chǎn)生如此明亮光的確切機(jī)制仍然難以捉摸。

　　TUT光子實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)該研究的Goery Genty教授表示：“理解這些激光器的難度之所以如此之大，是因?yàn)樗鼈儺a(chǎn)生的脈沖通常持續(xù)皮秒或更短時(shí)間;在激光器穩(wěn)定之前，有數(shù)百個(gè)這樣的短脈沖的復(fù)雜累積動(dòng)態(tài)，這超出了當(dāng)前光學(xué)測(cè)量技術(shù)的能力。”

　　這項(xiàng)研究由法國FEMTO-ST研究所和TUT的光子實(shí)驗(yàn)室合作完成。正是這種對(duì)亞皮秒分辨率下的激光時(shí)間強(qiáng)度以及亞納米分辨率下光譜的實(shí)時(shí)測(cè)量，推動(dòng)了這種新穎發(fā)現(xiàn)的特殊科學(xué)進(jìn)展。通過同時(shí)記錄這些時(shí)間和頻譜特性，先進(jìn)的計(jì)算算法可以檢索出底層電磁場(chǎng)的完整特性。

　　除了為關(guān)于脈沖激光器如何操作提供新的見解之外，該研究結(jié)果還具有重要的跨學(xué)科應(yīng)用。弗朗什-孔泰大學(xué)帶領(lǐng)此次研究的John. M. Dudley教授表示：“這些結(jié)果提供了一個(gè)非常方便的、被稱為‘耗散孤子系統(tǒng)’的實(shí)驗(yàn)室案例，它是非線性科學(xué)的一個(gè)中心概念，也與生物學(xué)、醫(yī)學(xué)甚至社會(huì)科學(xué)等其他領(lǐng)域的研究有關(guān)。”

　　在重建電磁場(chǎng)的演變過程中，該研究團(tuán)隊(duì)觀察到噪聲中出現(xiàn)的耗散孤子結(jié)構(gòu)之間的各種相互作用情景。

　　Genty教授表示：“我們實(shí)施的方法可以在低輸入功率和高速下運(yùn)行，研究結(jié)果為以碰撞、合并或分散等形式出現(xiàn)的耗散孤子之間以前看不見的相互作用提供了一個(gè)全新的途徑。”

　　研究人員認(rèn)為，此次研究結(jié)果將改進(jìn)超快脈沖激光器的設(shè)計(jì)和性能。