Nell'ultimo decennio, antirisonante, le fibre di cristallo fotonico a nucleo cavo (HC-PCF) sono diventate piattaforme eccellenti per lo studio dell'ottica non lineare ultraveloce come la compressione di impulsi ultracorti al regime a ciclo singolo, generazione efficiente di onde dispersive sintonizzabili (DW) a lunghezze d'onda ultraviolette profonde e nel vuoto e interazioni solitone-plasma.

Sebbene la finestra di trasmissione dell'HC-PCF antirisonante sia interrotta dalla presenza di diverse risonanze acute, la comparsa di queste bande di risonanza dà luogo ad un nuovo approccio all'emissione ad alta efficienza di DW a banda stretta. Però, la generazione DW ad alta efficienza può essere ottenuta solo quando le lunghezze d'onda degli impulsi di pompa sono vicine alle bande di risonanza delle fibre antirisonanti.

Recentemente, il gruppo di ricerca dell'Istituto di ottica e meccanica fine di Shanghai dell'Accademia cinese delle scienze ha effettuato un nuovo studio sull'emissione ad alta efficienza dell'onda dispersiva.

Hanno dimostrato che l'effetto di fotoionizzazione dell'impulso della pompa potrebbe migliorare notevolmente l'emissione DW con adattamento di fase all'interno della banda di risonanza di un HC-PCF pieno di gas. I risultati sono stati pubblicati in Ottica Express .

Il gruppo di ricerca ha svolto una serie di studi teorici e sperimentali sull'interazione solitone-plasma, inclusa la generazione di solitoni blueshifting sintonizzabili in lunghezza d'onda e lo studio del processo di compressione solitonico adiabatico.

In questo studio, i ricercatori hanno ottenuto l'emissione ad alta efficienza dell'onda dispersiva nella banda di risonanza attraverso un solitone blueshifting guidato dal plasma.

Negli esperimenti, hanno osservato che all'aumentare dell'energia dell'impulso, l'impulso di pompa si è gradualmente spostato a lunghezze d'onda più corte a causa delle interazioni solitone-plasma. Quando la lunghezza d'onda centrale del solitone blueshifting era vicina alla banda di risonanza dell'HC-PCF, si potrebbe ottenere un trasferimento di energia ad alta efficienza dalla luce della pompa al DW nella regione visibile.

Durante questo processo di emissione DW, il centro spettrale del DW si è spostato gradualmente a lunghezze d'onda più lunghe, portando a una larghezza di banda DW leggermente aumentata, che potrebbe essere ben spiegato come conseguenza dell'accoppiamento ad adattamento di fase tra l'impulso della pompa e il DW.

In particolare, con un'energia dell'impulso in ingresso di 6 μJ, il rapporto spettrale del DW all'uscita della fibra è stato misurato fino a ~ 53%, corrispondente a un'efficienza di conversione complessiva di ~19%.

Questi risultati sperimentali, ben accompagnato da simulazioni e analisi teoriche, offrono un metodo pratico ed efficace per generare sorgenti di luce visibile sintonizzabili ad alta efficienza e forniscono informazioni sull'interazione solitone-plasma e sull'emissione DW indotta dalla risonanza.