สถาบันทัศนศาสตร์และเครื่องจักรแห่งเซี่ยงไฮ้สร้างความก้าวหน้าในการซิงโครไนซ์ความแม่นยำของเลเซอร์พัลส์สั้นพิเศษโดยใช้เส้นใยกลวงแกนป้องกันเรโซแนนซ์

เมื่อเร็ว ๆ นี้ ห้องปฏิบัติการที่สำคัญของรัฐของฟิสิกส์เลเซอร์สนามแรง, สถาบันทัศนศาสตร์และเครื่องจักรความแม่นยำแห่งเซี่ยงไฮ้, สถาบันวิทยาศาสตร์จีน, ศูนย์รัสเซลสำหรับวิทยาศาสตร์คลื่นแสงขั้นสูง, สถาบันทัศนศาสตร์และเครื่องจักรความแม่นยำหางโจว, Efibe (Ningbo) Optoelectronics Technology Co., Ltd และมหาวิทยาลัยเทคโนโลยีหวู่ฮั่นมีความก้าวหน้าในการบรรลุการซิงโครไนซ์ที่แม่นยำของเลเซอร์พัลส์สั้นเกินขีดโดยใช้เส้นใยแกนกลวงที่ต้านเรโซแนนซ์ ทีมวิจัยได้รายงานเป็นครั้งแรกเกี่ยวกับเทคโนโลยีการซิงโครไนซ์แบบแอกทีฟของเลเซอร์พัลส์แบบสั้นเกินขีดที่ใช้ไฟเบอร์แกนกลวงแบบต้านเรโซแนนซ์ ซึ่งทำให้มีสัญญาณรบกวนต่ำและการส่งสัญญาณที่มีประสิทธิภาพสูง และการควบคุมเวลาที่แม่นยำของเลเซอร์พัลส์แบบสั้นเกินแบนด์แบนด์ที่มีความแม่นยำในการซิงโครไนซ์ 2.23 fs (RMS) . ผลการวิจัยถูกนำเสนอในชื่อ "การส่งพัลส์ความเร็วสูงระดับไมโครจูลที่มีความเสถียรสูงและมีความยืดหยุ่นสูงในเส้นใยกลวงแกนกลวงป้องกันการสั่นพ้องแบบสุญญากาศสำหรับการซิงโครไนซ์แบบแอคทีฟ" เผยแพร่ใน Optics Letters
เทคโนโลยีการควบคุมการซิงโครไนซ์ที่มีความแม่นยำสูงซึ่งใช้เลเซอร์พัลส์สั้นเกินขนาดได้ถูกนำมาใช้อย่างแพร่หลายในแป้นเหยียบคันเร่งและอุปกรณ์เลเซอร์แบบเข้มข้นต่างๆ ซึ่งได้ปรับปรุงความแม่นยำในการควบคุมเวลาของอุปกรณ์วิทยาศาสตร์ขนาดใหญ่อย่างมาก กุญแจสำคัญในการซิงโครไนซ์เวลาที่มีความแม่นยำสูงคือเพื่อให้แน่ใจว่าการส่งสัญญาณพัลส์เลเซอร์สั้นมากในระยะไกลมีความเสถียร เส้นใยควอตซ์แบบดั้งเดิมนั้นยากที่จะบรรลุการส่งผ่านประสิทธิภาพสูงของเลเซอร์พัลส์สั้นพิเศษที่มีพลังงานพัลส์เดี่ยวเหนือไมโครจูล นี่เป็นเพราะกำลังสูงสุดของเลเซอร์พัลส์สั้นพิเศษในช่วงไมโครจูล ซึ่งสามารถสะสมความไม่เชิงเส้นที่มากเกินไปอย่างรวดเร็วในเส้นใยด้วยแกนซิลิกาที่หลอมรวม ส่งผลให้พัลส์ผิดเพี้ยนทั้งในโดเมนเวลาและความถี่
เพื่อแก้ไขปัญหานี้ ทีมวิจัยได้ใช้เส้นใยแกนกลวงที่ต้านเรโซแนนซ์เพื่อให้ได้การส่งพัลส์เลเซอร์ที่สั้นมากอย่างเสถียรและมีประสิทธิภาพด้วยพลังงานพัลส์เดียวตามลำดับไมโครจูลและความกว้างพัลส์น้อยกว่า 200 fs และประสบความสำเร็จในการใช้งาน สำหรับการศึกษาการซิงโครไนซ์พัลส์เลเซอร์ที่มีความแม่นยำสูง เมื่อพัลส์เลเซอร์ที่สั้นเกินขีดถูกส่งไปในเส้นใยกลวงแกนกลางที่ต้านเรโซแนนซ์ที่อพยพออกมา สเปกตรัมและความกว้างของพัลส์ของพวกมันยังคงไม่เปลี่ยนแปลงมากนักเนื่องจากการยับยั้งผลกระทบของก๊าซที่ไม่เชิงเส้นอย่างมีประสิทธิภาพ และพัลส์เลเซอร์ที่เอาต์พุตของไฟเบอร์นั้นเทียบได้กับ ที่อินพุตในแง่ของกำลังเฉลี่ยและความเสถียรของสเปกตรัม ด้วยคุณสมบัติของท่อนำคลื่น ความเสถียรในการชี้ของเลเซอร์เอาท์พุตจึงดีขึ้นจาก 6 ไมโครแรดเป็น 1 ไมโครแรด และสามารถควบคุมการกระวนกระวายใจของพัลส์เลเซอร์เป็น 2.23 fs (RMS) ภายใน 90 นาทีหลังจากการส่งผ่านไฟเบอร์แกนกลวงยาว 10 เมตร การศึกษานี้ตรวจสอบความเป็นไปได้ของการซิงโครไนซ์ออปติคัลออปติคอลที่เร็วเป็นพิเศษโดยใช้เส้นใยแกนกลวงที่ต้านการสะท้อน และชี้ให้เห็นถึงศักยภาพของเส้นใยแกนกลวงที่ต้านการสะท้อนของคลื่นสำหรับการควบคุมการซิงโครไนซ์เวลาของอุปกรณ์เลเซอร์และอุปกรณ์คันเร่งขนาดใหญ่
งานที่เกี่ยวข้องได้รับการสนับสนุนจาก National Natural Science Foundation of China, National Postdoctoral Innovation Talent Support Program, the Chinese Postdoctoral Science Foundation, the Young Team Program in Basic Research of the Chinese Academy of Sciences, the Basic Research Program of Shanghai Science and แผนปฏิบัติการนวัตกรรมเทคโนโลยีและโครงการก่อสร้างและปฏิบัติการห้องปฏิบัติการจางเจียง