Il team riferisce sul controllo attivo dello stato del laser ultraveloce basato su materiale anisotropo quasi-1D
a, Le proprietà ottiche dipendenti dalla direzione di Ta2 PdS6 . Simulazioni teoriche dell'assorbimento ottico polarizzato di Ta2 PdS6 . Ta2 PdS6 mostra significative proprietà di assorbimento polarizzato sotto eccitazione ottica a 1,56 μm (corrispondente a un'energia fotonica di circa 0,8 eV). b, La trasmissione dipendente dalla polarizzazione a varie potenze di incidenza. La trasmittanza anisotropa di Ta2 PdS6 è stato misurato sperimentalmente sotto eccitazione laser ad una lunghezza d'onda di 1,56 μm. I risultati mostrano che l’intensità di assorbimento della luce è correlata allo stato di polarizzazione e il contrasto di polarizzazione aumenta con l’aumento della potenza della pompa. c, Ta2 PdS6 trasmissione non lineare rispetto all'intensità energetica a vari angoli di inclinazione. d, La perdita non saturabile di Ta2 PdS6 per vari angoli di inclinazione. Con l'angolo di controllo della polarizzazione da 0° a 180°, i parametri di Ta2 PdS6 l'intensità della saturazione e la profondità della modulazione formavano oscillazioni regolari. Tra questi, la perdita non saturabile mostra una variazione significativa, con la perdita massima di assorbimento saturabile di circa il 65,8% con un angolo di inclinazione di 0° e la perdita minima saturabile di circa 56,3% con un angolo di inclinazione di 180°. La variazione dipendente dalla polarizzazione della perdita non saturabile in Ta2 quasi unidimensionale PdS6 fornisce un nuovo grado di libertà per la regolamentazione statale dei sistemi ultraveloci. Crediti: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 e Pu Zhou
Laser ultraveloci sintonizzabili con parametri regolabili, come lunghezza d'onda, intensità, larghezza dell'impulso e stati del laser, sono desiderabili come sorgenti di luce intelligente di prossima generazione. A causa dei complessi effetti non lineari all'interno del sistema ultraveloce, è difficile per il controllo attivo dello stato del laser (LSAC) nei laser a fibra ultraveloci, in particolare per il blocco della modalità passiva, in modo comodo e controllabile.
I materiali anisotropi a bassa dimensionalità con simmetria nel piano ridotta mostrano proprietà dipendenti dalla polarizzazione, fornendo ulteriori gradi di libertà in dispositivi fotonici sintonizzabili compatti.
In un nuovo articolo pubblicato su Light:Science &Applications , un team di scienziati guidato dal professor Pu Zhou del College of Advanced Interdisciplinary Studies, National University of Defense Technology, Cina, dal professor Kai Zhang del Suzhou Institute of Nano-Tech and Nano-Bionics, Accademia cinese delle scienze, Cina, e co. -workers ha raggiunto l'LSAC tra solitone convenzionale (CS) e impulso simile al rumore (NLP) mediante il controllo della polarizzazione basato su uno switcher di materiale stratificato quasi unidimensionale.
La risposta ottica non lineare sensibile alla polarizzazione facilita il Ta2 PdS6 laser con blocco della modalità basato su per sostenere due stati laser, ovvero CS e PNL. Lo stato del laser era commutabile nel laser a fibra singola con un meccanismo rivelato dalla simulazione numerica. La codifica digitale è stata ulteriormente dimostrata in questa piattaforma utilizzando il laser come sorgente luminosa codificabile.
a, Le caratteristiche del rumore di fase del laser a stati CS. b, Le caratteristiche del rumore di fase del laser a stato PNL. Le prestazioni del rumore impulsivo dei due diversi stati mostrano che il rumore di fase (jitter temporale) dello stato CS è migliore di quello NLP. c, Registrazione DFT di spettri a scatto singolo su 25 viaggi di andata e ritorno consecutivi d, I sei fotogrammi tipici degli spettri NLP basati sulla tecnica dispersiva della trasformata di Fourier. Il fiancheggiamento degli spettri NLP misurati con la tecnica dispersiva della trasformata di Fourier varia da scatto a scatto, ma la larghezza di banda rimane sostanzialmente invariata se confrontata con quella dello spettrometro. Sei tipiche tracce spettrali fotogramma per fotogramma illustrano più visivamente l'evoluzione dello spettro PNL. I picchi più forti del suo spettro si alternano al centro della lunghezza d'onda, e l'evoluzione delle bande laterali è piuttosto caotica. Il fenomeno può essere attribuito alle proprietà della PNL, cioè un cluster di impulsi costituito da una serie di sottoimpulsi con ampiezze e durate distribuite casualmente. Crediti: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 e Pu Zhou
Nell'intervallo di potenza della pompa di 450 mw ~ 830 mw, la commutazione tra due diversi stati laser, CS e NLP, può essere ottenuta con una potenza della pompa costante semplicemente regolando l'angolo di inclinazione del controller di polarizzazione. Lo spettro di uscita di un laser a fibra ultraveloce basato su Ta2PdS6 per un'operazione di conversione continua per un periodo di 3,5 ore. Gli spettri dei due stati laser prima e dopo la conversione rimangono invariati, dimostrando la stabilità della commutazione di stato del laser a fibra ultraveloce basato su Ta2 PdS6 . Crediti: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 e Pu Zhou
Il controllo della polarizzazione è un approccio pratico per regolare i parametri intracavità e controllare gli stati operativi del laser.
Riassumendo i principali risultati del laser ultraveloce sintonizzabile, gli scienziati affermano:"(1) il materiale stratificato anisotropo quasi unidimensionale Ta2 PdS6 è stato utilizzato come assorbitore saturabile per modulare efficacemente i parametri non lineari in un sistema ultraveloce mediante assorbimento dipendente dalla polarizzazione; (2) la risposta ottica non lineare sensibile alla polarizzazione facilita il Ta2 PdS6 laser con blocco della modalità basato su per sostenere due tipi distinti di stati laser, ovvero CS e PNL; (3) lo stato del laser era commutabile nel laser a fibra singola con un meccanismo rivelato dalla simulazione numerica; e (4) la codifica digitale è stata ulteriormente dimostrata in questa piattaforma utilizzando il laser come sorgente luminosa codificabile."
"La commutazione controllata e stabile di distinte modalità laser pulsate in un singolo sistema laser a fibra ultraveloce rappresenta progressi significativi nella fotonica ultraveloce compatta, che offre prospettive di applicazioni come la codifica delle comunicazioni e la commutazione ottica."
Ulteriori informazioni: Zixin Yang et al, Controllo attivo dello stato laser ultraveloce basato su materiale anisotropo quasi-1D, Luce:scienza e applicazioni (2024). DOI:10.1038/s41377-024-01423-3
Informazioni sul giornale: Luce:scienza e applicazioni
Fornito dall'Istituto di ottica, meccanica e fisica di Changchun
