Récemment, l'équipe du professeur Mao Dong et du professeur Zhao Jianlin de l'Université polytechnique du Nord-Ouest (NWPU), en collaboration avec le professeur Zhang Yong de l'Université de Nanjing et le professeur Sun Zhipei de l'Université Aalto, en Finlande, a réalisé des progrès significatifs dans le soliton de Talbot. lasers à mode verrouillé. Les résultats de la recherche ont été publiés dans la principale revue universitaire internationale Science Advances (un sous-ensemble de Science) sous le titre « Le laser à fibre soliton dissipatif Talbot » et ont été sélectionnés comme image vedette du numéro. Image en vedette) du problème. Le premier auteur de l'article est Heze Zhang, actuellement doctorant, et l'auteur correspondant est le professeur Dong Mao.
En tant que système dissipatif typique contenant des gains, des pertes, des dispersions et des effets non linéaires périodiques, un laser à superfibre constitue une plate-forme de recherche idéale pour explorer le verrouillage de mode dans l'espace-temps, les ondes optiques étranges, les nouveaux solitons et leurs interactions. L'effet Talbot fait référence à une classe de phénomènes d'auto-imagerie d'un champ lumineux périodique ou d'une impulsion à un emplacement spécifique, dominés par les effets de diffraction et de dispersion dans les domaines spatial et temporel, respectivement. Dans les lasers à mode verrouillé conventionnels, l'effet Talbot est rarement associé au comportement évolutif des impulsions à mode verrouillé en raison du faible espacement des modes longitudinaux et des valeurs de dispersion de la cavité résonante, qui ne peuvent pas satisfaire la condition d'auto-imagerie de Talbot dans le domaine temporel. .
Images de solitons Talbot (a, b) en régime permanent et (c, d) en état respiratoire dans un laser à fibre
L’équipe de recherche a découvert pour la première fois des impulsions verrouillées en mode soliton dominées par l’effet Talbot, appelées solitons Talbot, dans un laser à fibre verrouillé en mode synchrone multi-longueurs d’onde utilisant des techniques de mise en forme d’impulsions pour moduler la différence de fréquence entre les spectres adjacents. Il s'avère que lorsque le nombre de longueurs d'onde à mode verrouillé est supérieur ou égal à 3, l'état de fonctionnement du laser à fibre est déterminé par l'effet Talbot dans le domaine temporel - le laser émet des solitons respiratoires lorsque la distance entière d'auto-imagerie dévie. à partir de la longueur de la cavité, et le laser produit des solitons en régime permanent lorsque la distance entière d'auto-imagerie est égale à la longueur de la cavité ; basés sur la dualité spatio-temporelle de l'onde lumineuse, ils ont proposé une théorie de Talbot améliorée qui inclut la dispersion et la non-linéarité, qui explique et décrit avec précision le phénomène d'auto-imagerie et le comportement respiratoire en régime permanent des solitons de Talbot dans la cavité, et fournit une nouvelle plateforme et une nouvelle idée pour l'étude de l'évolution non linéaire des paquets d'ondes multicolores dans les systèmes optiques dissipatifs.
Ce travail a été soutenu par la Fondation nationale des sciences naturelles de Chine dans le cadre du projet de haut niveau (12274344), du programme de recherche fondamentale en sciences naturelles de la province du Shaanxi (2021JC-09) et des dépenses de fonctionnement de la recherche fondamentale des universités centrales ( 3102019JC008).
En tant que jeune professeur exceptionnel dans la discipline de l'ingénierie optique de notre université, le professeur Mao Dong, soutenu par la Fondation nationale des sciences naturelles de Chine, le Fonds des jeunes scientifiques exceptionnels de la province du Shaanxi et les Fonds de recherche fondamentale des universités centrales, a a réalisé de nombreux travaux de recherche fondamentale de pointe dans les domaines des lasers à fibre ultrarapides, de la modulation spatio-temporelle du champ optique et d'autres domaines, et a été publié dans Nature Communications, Science. Il a publié 62 articles dans Nature Communications, Science Advances, Light: Science & Applications, Laser & Photonics Reviews et autres revues en tant que premier auteur correspondant. Les articles pertinents ont été cités plus de 8 800 fois, et il a été sélectionné parmi les chercheurs les plus cités d'Elsevier 2020 et parmi les 2 % des meilleurs scientifiques mondiaux de l'Université de Stanford, et ce travail est l'un des résultats représentatifs de la récente étude. travail.
