Une nouvelle technique de mesure ultrarapide montre comment les lasers partent du chaos
Les lasers qui émettent une lumière pulsée ultra-courte sont un élément clé des communications et du traitement industriel, et sont au cœur de la recherche fondamentale qui a remporté le prix Nobel de physique. Bien qu'initialement inventé dans les années 1960, le mécanisme exact par lequel un laser produit réellement un tel flash lumineux est toujours insaisissable. Il n'a jamais été possible de voir le laser à l'intérieur du laser auparavant, car le laser verra comment les impulsions laser sont accumulées par le bruit lorsqu'il est allumé pour la première fois. Cependant, la recherche publiée récemment démontre pour la première fois comment les impulsions laser apparaissent soudainement à partir du bruit, puis montre des accidents complexes et une dynamique d'oscillation, et finalement se stabilise au fonctionnement normal.
«La raison pour laquelle ces lasers sont si difficiles à comprendre est que les impulsions qu'ils génèrent sont généralement maintenues en picosecondes ou moins, avant que le laser ne se stabilise, il y a des centaines d'accumulations complexes et dynamiques d'impulsions courtes et parfois des milliers. Les sursauts dépassent les capacités de la technologie de mesure optique» , a déclaré le professeur qui supervise la recherche en laboratoire de photonique à l'Université de technologie.
L'étude a été réalisée en collaboration avec l'Institut français et le Laboratoire de photonique. Les avancées scientifiques spéciales qui conduisent à de nouvelles découvertes sont la mesure en temps réel de l'intensité du temps laser à une résolution sub-picoseconde et une résolution sub-nanométrique. En enregistrant simultanément ces caractéristiques temporelles et spectrales, les algorithmes de calcul avancés peuvent récupérer les caractéristiques complètes du champ électromagnétique sous-jacent.
En plus de fournir de nouvelles perspectives sur la façon dont les lasers pulsés fonctionnent, les résultats de la recherche ont également d'importantes applications interdisciplinaires.
« Ces résultats fournissent un exemple d'un laboratoire pratique, appelé » système de soliton dissipant «qui est le concept de base de la science non linéaire, mais aussi à la recherche dans d'autres domaines, comme la biologie, la médecine et même les sciences sociales » Le professeur a dit.
Au cours de l'évolution du champ électromagnétique reconstruit, l'équipe a observé différents scénarios d'interaction entre les structures de solitons dissociées apparues dans le bruit.
Le professeur dit: « Nous avons implémenté procédé peut fonctionner à une vitesse élevée et une faible puissance d'entrée, les résultats fournissent une nouvelle fenêtre dans les interactions inédites, ces interactions former une nouvelle solitons dissipatifs entrent en collision, la fusion ou à l'effondrement. »
Les chercheurs pensent que leurs résultats amélioreront la conception et la performance des lasers pulsés ultrarapides.
«C'est un domaine de recherche vraiment fascinant: les recherches fondées sur des questions scientifiques fondamentales peuvent avoir un réel impact pratique sur les futures technologies photoniques», a conclu le professeur.
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