Теперь исследователи из Института оптики университета получили те же мощные импульсы, известные как чирпированные импульсы, таким образом, что они работают даже с относительно некачественным и недорогим оборудованием. Новая работа может открыть путь для:
Лучшие телекоммуникационные системы с высокой пропускной способностью
Улучшенные астрофизические калибровки, используемые для поиска экзопланет
Еще более точные атомные часы
Точные устройства для измерения химических загрязнителей в атмосфере
В статье в Optica исследователи описывают первую демонстрацию сильно чирпированных импульсов, созданных с помощью спектрального фильтра в резонаторе Керра – типе простого оптического резонатора, который работает без усиления.
Эти полости вызвали широкий интерес среди исследователей, поскольку они могут поддерживать «множество сложных режимов, включая полезные широкополосные вспышки света», – говорит соавтор Уильям Реннингер, доцент оптики.
Добавляя спектральный фильтр, исследователи могут управлять лазерным импульсом в резонаторе, чтобы расширить его волновой фронт, разделяя цвета луча.
Новый метод выгоден тем, что «по мере того, как вы расширяете импульс, вы уменьшаете пик импульса, а это означает, что вы можете вложить в него больше общей энергии, прежде чем он достигнет высокой пиковой мощности, вызывающей проблемы», – говорит Реннингер.
Новая работа связана с подходом, который использовали лауреаты Нобелевской премии Донна Стрикленд ’89 (доктор философии) и Жерар Муру, которые помогли совершить революцию в использовании лазерных технологий, когда они впервые применили усиление чирпированных импульсов во время исследований в Лаборатории лазеров Университета.
Энергетика.
Работа использует то, как свет рассеивается при прохождении через оптические полости. Большинство предшествующих резонаторов требует редкой «аномальной» дисперсии, что означает, что синий свет распространяется быстрее, чем красный.
Однако чирпированные импульсы живут в "обычных" дисперсионных полостях, в которых красный свет распространяется быстрее.
Дисперсия называется «нормальной», потому что это гораздо более распространенный случай, который значительно увеличивает количество полостей, которые могут генерировать импульсы.
Предварительные резонаторы также рассчитаны на потери менее одного процента, тогда как чирпированные импульсы могут сохраняться в резонаторе, несмотря на очень высокие потери энергии. «Мы показываем чирпированные импульсы, которые остаются стабильными даже при потере энергии более 90%, что действительно бросает вызов общепринятым представлениям», – говорит Реннингер.
"С помощью простого спектрального фильтра мы теперь используем потери для генерации импульсов в системах с потерей и нормальной дисперсией.
Таким образом, помимо улучшенных энергетических характеристик, это действительно открывает, какие типы систем можно использовать."
Среди других сотрудников – ведущий автор Кристофер Списс, Цян Ян и Сюэ Дун, все нынешние и бывшие научные сотрудники аспирантуры в лаборатории Реннингера, а также Виктор Баклью, бывший научный сотрудник лаборатории.
«Мы очень гордимся этой статьей», – говорит Реннингер. "Это было давно."
Университет Рочестера и Национальный институт биомедицинской визуализации и биоинженерии при Национальных институтах здравоохранения поддержали этот проект финансированием.