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2024-11-24点击量：316
本文摘要：日前，深圳大学微纳光电子研究院张晗教授课题组宋宇锋研究员在《AppliedPhysicsReview》上公开发表了为题“Recentprogressofstudyonopticalsolitonsinfiberlasers”的综述论文，论文系统总结了光纤激光器内可经过实验仔细观察研究过的光孤子，同时对基于光纤激光器的光孤子研究未来发展作出了未来发展。日前，深圳大学微纳光电子研究院张晗教授课题组宋宇锋研究员在《AppliedPhysicsReview》上公开发表了为题“Recentprogressofstudyonopticalsolitonsinfiberlasers”的综述论文，论文系统总结了光纤激光器内可经过实验仔细观察研究过的光孤子，同时对基于光纤激光器的光孤子研究未来发展作出了未来发展。1834年。约翰·斯科特·拉塞尔在苏格兰的一条运河里首先仔细观察到了孤子现象。
在他的报告中，孤子被定义为一种类似的波，可以无变形传播很长的距离。物理学中，孤子是一种自强化的局域孤子波包，可以在介质中长距离传播而不转变形状。孤子的研究限于于多个非线性领域物理场景，还包括流体力学，等离子体物理，光学，生物与大气系统、非线性光纤等。
由于光通信和光信号处理系统的潜在应用于，光孤子在过去三十年中引发了人们的很大兴趣。以稀土掺入光纤为增益介质的超快光纤激光器被指出是研究时间光孤子的构成和动力学的理想平台之一。光脉冲在光纤中传输时，同时受到色散和非线性Kerr效应的影响。
在两种效应分别分开起到影响下，脉冲皆不会再次发生展宽。在异常色散光纤中，色散和非线性的联合起到可以构建互相均衡，由此构成了传输中无形逆的光脉冲，这种光脉冲被称作光孤子，光纤传输中的光孤子一般能用非线性薛定谔方程来叙述。在单模光纤的条件下，由于双折射的不存在，腔内传输不存在两个相互横向偏振模式，孤子如果以两种模式比较独立国家的传输，则可叙述其为矢量孤子，如图1右图。
矢量孤子的叙述由图中右图的耦合非线性薛定谔方程来叙述，耦合方程减少了四波混频和交叉振幅调制对脉冲传输的影响。图1矢量孤子的产生示意图目前，研究的主要实验研究平台是锁住模光纤激光器。利用被动锁模技术构建的非同脉冲可以在光纤中构成光孤子，典型的锁模光纤激光器装置如图2右图。
孤子光纤激光器在光谱上具备显著的平面边带，时域脉冲宽度为皮秒或百飞秒量级。图2孤子锁模脉冲光纤激光器示意图。
近十年来，在光纤激光器中实验观测到了多种理论预测的光孤子。光纤激光器中目前早已实验观测到由上述数学模型叙述的光孤子，还包括在色散，非线性效应联合起到下产生，基于传统的非线性薛定谔方程暗孤子和亮孤子；在增益和损耗因素影响下，基于金斯伯格朗道方程的力学系统孤子；基于耦合波方程的矢量孤子；偏振磁畴壁光孤子；以及多孤子产生机制下经常出现的有意思的孤子相互作用现象，以束缚态孤子，孤子雨等形式为代表。该综述对上述的研究皆做到了详尽的总结。
可饱和吸收体是孤子锁模光纤激光器的核心器件。在过去的十年里，基于二维材料等新型非线性材料的可饱和吸收体较慢发展很大增进了光纤激光器中孤子的研究。随着二维材料的更进一步发展成熟期，孤子光纤激光器的研究将获得较慢发展。
近年来，一种新的测量技术，时间剪切光谱法在超快分析中开始广泛应用。目前这项技术已普遍用作光纤激光器分析孤子脉冲动力学，孤子分子，孤子发生爆炸，力学系统孤子，力学系统孤子分子和相互作用，光怪波等等。
时间剪切集中傅里叶转换技术早已沦为研究未来光纤激光器中的孤子的最重要工具。可以意识到的是，随着新材料新技术的大大产生，孤子光纤激光器研究不仅将获得更为较慢的发展，同时不会扩展出有更加多有价值的应用于，推展光纤激光器的产业化。
该项目获得了国家自然科学基金项目的资助。
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