O Instituto de Óptica e Maquinário de Xangai faz progresso na sincronização de precisão de lasers de pulso ultracurto usando fibras de núcleo oco anti-ressonantes

Recentemente, o 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 e a Universidade de Tecnologia de Wuhan fizeram progressos na obtenção de sincronização precisa de lasers de pulso ultracurto usando fibra de núcleo oco antirressonante. A equipe de pesquisa relatou pela primeira vez a tecnologia de sincronização ativa do laser de pulso ultracurto baseado em fibra de núcleo oco anti-ressonante, que atinge baixo ruído e transmissão de alta eficiência e controle de tempo preciso do laser de pulso ultracurto de banda larga com precisão de sincronização de 2,23 fs (RMS). . Os resultados da pesquisa foram apresentados como "Fornecimento flexível e altamente estável de pulsos ultrarrápidos em nível de microjoule em fibras ocas antirressonantes a vácuo para sincronização ativa" foi publicado na Optics Letters.
A tecnologia de controle de sincronização de alta precisão baseada em lasers de pulso ultracurto tem sido amplamente utilizada em vários pedais de gás e dispositivos de laser intenso, o que melhorou muito a precisão do controle de tempo de grandes dispositivos científicos. A chave para a sincronização de tempo de alta precisão é garantir a transmissão estável de longa distância de lasers de pulso ultracurto. A fibra de quartzo tradicional é difícil de alcançar transmissão de alto desempenho de lasers de pulso ultracurto com energia de pulso único acima de microjoule. Isso se deve à alta potência de pico dos lasers de pulso ultracurto na faixa de microjoule, que podem acumular rapidamente não linearidades excessivas na fibra com um núcleo de sílica fundida, resultando em distorção do pulso nos domínios de tempo e frequência.
Para resolver esse problema, a equipe de pesquisa usou uma fibra de núcleo oco antirressonante para obter uma transmissão estável e eficiente de pulsos de laser ultracurtos com uma única energia de pulso da ordem de microjoules e uma largura de pulso inferior a 200 fs, e usado com sucesso para estudos de sincronização de pulso de laser de alta precisão. Quando os pulsos de laser ultracurtos são transmitidos na fibra de núcleo oco anti-ressonante evacuada, seus espectros e larguras de pulso permanecem praticamente inalterados devido à supressão efetiva de efeitos não lineares de gás, e os pulsos de laser na saída da fibra são comparáveis ​​aos na entrada em termos de potência média e estabilidade espectral. Graças às características do guia de onda, a estabilidade de apontamento do laser de saída é melhorada de 6 μrad para 1 μrad, e o jitter do pulso do laser pode ser controlado para 2,23 fs (RMS) em 90 min após a transmissão através de uma fibra de núcleo oco de 10 m. Este estudo verifica a viabilidade da sincronização óptico-óptica ultrarrápida baseada em fibra antirressonante de núcleo oco e aponta o potencial da fibra antirressonante de núcleo oco para controle de sincronização de tempo de grandes dispositivos a laser e pedal de acelerador.
O trabalho relacionado foi financiado pela National Natural Science Foundation of China, National Postdoctoral Innovation Talent Support Program, Chinese Postdoctoral Science Foundation, Young Team Program in Basic Research da Chinese Academy of Sciences, Basic Research Program of Shanghai Science and Plano de Ação para Inovação Tecnológica e Programa de Construção e Operação do Laboratório de Zhangjiang.