L'Institut d'optique et de machinerie de Shanghai fait des progrès dans la synchronisation de précision des lasers à impulsions ultracourtes à l'aide de fibres à noyau creux anti-résonnantes

Récemment, le State Key Laboratory of Strong Field Laser Physics, Shanghai Institute of Optics and Precision Machinery, Chinese Academy of Sciences, Russell Center for Advanced Lightwave Science, Hangzhou Institute of Optics and Precision Machinery, Efibe (Ningbo) Optoelectronics Technology Co., Ltd et l'Université de technologie de Wuhan ont fait des progrès dans la synchronisation de précision des lasers à impulsions ultracourtes en utilisant une fibre à noyau creux anti-résonnante. L'équipe de recherche a signalé pour la première fois la technologie de synchronisation active du laser à impulsions ultracourtes basée sur une fibre à noyau creux anti-résonnante, qui permet une transmission à faible bruit et à haute efficacité et un contrôle précis du temps du laser à impulsions ultracourtes à large bande avec une précision de synchronisation de 2,23 fs (RMS). . Les résultats de la recherche ont été présentés sous la forme d'une publication dans la revue "Optics Letters".
La technologie de contrôle de synchronisation de haute précision basée sur des lasers à impulsions ultracourtes a été largement utilisée dans diverses pédales d'accélérateur et appareils laser intenses, ce qui a considérablement amélioré la précision du contrôle du temps des grands appareils scientifiques. La clé d'une synchronisation temporelle de haute précision est d'assurer la transmission stable à longue distance des lasers à impulsions ultracourtes. La fibre de quartz traditionnelle est difficile à obtenir une transmission haute performance des lasers à impulsions ultra-courtes avec une énergie d'impulsion unique supérieure au micro-joule. Cela est dû à la puissance de crête élevée des lasers à impulsions ultra-courtes dans la gamme des microjoules, qui peuvent rapidement accumuler des non-linéarités excessives dans la fibre avec un noyau en silice fondue, entraînant une distorsion de l'impulsion dans les domaines temporel et fréquentiel.
Pour résoudre ce problème, l'équipe de recherche a utilisé une fibre à noyau creux anti-résonnante pour obtenir une transmission stable et efficace d'impulsions laser ultracourtes avec une seule énergie d'impulsion de l'ordre des microjoules et une largeur d'impulsion inférieure à 200 fs, et a utilisé avec succès pour des études de synchronisation d'impulsions laser de haute précision. Lorsque les impulsions laser ultracourtes sont transmises dans la fibre à noyau creux anti-résonnante sous vide, leurs spectres et leurs largeurs d'impulsion restent largement inchangés en raison de la suppression efficace des effets non linéaires du gaz, et les impulsions laser à la sortie de la fibre sont comparables à celles à l'entrée en termes de puissance moyenne et de stabilité spectrale. Grâce aux caractéristiques du guide d'ondes, la stabilité de pointage du laser de sortie est améliorée de 6 μrad à 1 μrad, et la gigue de l'impulsion laser peut être contrôlée à 2,23 fs (RMS) dans les 90 min après transmission à travers une fibre à noyau creux de 10 m. Cette étude vérifie la faisabilité de la synchronisation optique-optique ultra-rapide basée sur une fibre à noyau creux antirésonnante et souligne le potentiel de la fibre à noyau creux antirésonnante pour le contrôle de la synchronisation temporelle des grands dispositifs à laser et à pédale d'accélérateur.
Les travaux connexes ont été soutenus par la National Natural Science Foundation of China, le National Postdoctoral Innovation Talent Support Program, la Chinese Postdoctoral Science Foundation, le Young Team Program in Basic Research de l'Académie chinoise des sciences, le Basic Research Program of Shanghai Science and Plan d'action pour l'innovation technologique et programme de construction et d'exploitation du laboratoire de Zhangjiang.