近日《中國激光》雜志社旗下《Advanced Optics》發布2019年被引用數量10篇論文。
此(ci)次為大家介紹一(yi)篇(pian)光學(xue)孤子(zi)方面(mian)入(ru)選的論文《Revealing the behavior of soliton buildup in a mode-locked laser》

對于(yu)非線性系統，瞬(shun)(shun)(shun)態(tai)現象和瞬(shun)(shun)(shun)態(tai)動(dong)力學是(shi)一(yi)個非常(chang)重要的(de)特征(zheng)。比如在鎖(suo)模光纖激(ji)光器中，雖然(ran)對于(yu)產生穩定的(de)孤子序列已經有比較(jiao)深入的(de)了解(jie)，但是(shi)對于(yu)蕞初的(de)孤子自(zi)激(ji)產生的(de)研究(jiu)，一(yi)直較(jiao)為欠缺(que)。主(zhu)要原因(yin)是(shi)缺(que)少對于(yu)瞬(shun)(shun)(shun)態(tai)過程的(de)探測手段。近年(nian)來，隨著時間拉伸(shen)技術的(de)發展（Time-Stretch Dispersive Fourier Transform, TS-DFT），使(shi)觀察(cha)單次(ci)瞬(shun)(shun)(shun)態(tai)現象成為可能。

過去20多(duo)(duo)年里，對于被動(dong)(dong)鎖模的建立機(ji)制，有許許多(duo)(duo)多(duo)(duo)的理論和實驗上的探索。在出現(xian)時間拉(la)升(sheng)技(ji)術之前，瞬(shun)態(tai)現(xian)象只能通過示波(bo)器(qi)來觀察，但是示波(bo)器(qi)無法解析出瞬(shun)態(tai)的建立過程。進來隨著時間拉(la)伸技(ji)術的出現(xian)，瞬(shun)態(tai)光(guang)譜和時域動(dong)(dong)態(tai)都可(ke)以(yi)被觀察到了。

使用(yong)時間拉伸技術觀察被動(dong)(dong)(dong)鎖(suo)模(mo)光纖激光器中(zhong)孤(gu)子的(de)產生，需(xu)要抑(yi)制(zhi)環境擾動(dong)(dong)(dong)，例如腔內偏振(zhen)變化，還有(you)泵浦功率浮動(dong)(dong)(dong)。這些(xie)會讓(rang)激光產生額(e)外的(de)不(bu)穩定(ding)態，例如調Q激發。為了揭(jie)示真正的(de)孤(gu)子建立過程，必須盡可能地(di)抑(yi)制(zhi)環境擾動(dong)(dong)(dong)。然而目前(qian)無法*抑(yi)制(zhi)擾動(dong)(dong)(dong)。因此在文章中(zhong)將會圍繞孤(gu)子分子展開討論，而不(bu)是孤(gu)子本(ben)身。

在實驗中，使用了多種方法抑制環境擾動，比如碳納米管偏振強度飽和吸收體（Carbon NanoTube Saturable Absorber, CNT-SA）、偏振控制器、波分復用器、tap耦合器、隔離器等，并因此得以觀察到兩種鎖模激光中的孤子產生過程。
實驗光路結構如下：

實驗分析就不在此贅述，詳細分析請參考原文。以下為測量結果：
鎖模激光中孤子建立過程的實時記錄

帶有節拍穩定動態（beating dyamics）的孤子形成過程

具有瞬態關聯態的孤子建立過程

關聯態的雙孤子相互作用

近，實驗中使用的測量光路，已經有了集成化的綜合測量設備 COMET系列時間拉伸(shen)光譜儀            
COMET系列主要特點：
- 實時單發測量（沒有掃描），高采集率，蕞高可達10億幀每秒
- 可以測量構成單發脈沖的連續光譜信息
- 光譜測量寬度可達650nm
- 高頻率分辨率 >10pm
- 高時域分辨率 >15fs
- 高靈敏度 μW等級
- 支持光纖出入

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