El láser de fibra de bloqueo de modo inteligente con un controlador de pulso en tiempo real asistido por estiramiento de tiempo integrado (TSRPC). El controlador de polarización eléctrica (EPC) y el polarizador juntos producen una absorción saturada artificialmente en el bloqueo de modo basado en la evolución de polarización no lineal (NPE). Parte de la potencia de salida se envía al sistema de medición para su caracterización, y el resto se utiliza para retroalimentación. El TSRPC consta de una fibra de compensación de dispersión (DCF) para completar el mapeo espectral-temporal, un fotodiodo (PD), y un optimizador inteligente en tiempo real basado en algoritmos genéticos. Crédito:por Guoqing Pu, Lilin Yi, Li Zhang, Chao Luo, Zhaohui Li y Weisheng Hu
Investigadores en China dirigidos por Lilin Yi en la Universidad Jiao Tong de Shanghai desarrollaron aparatos y algoritmos de software que permiten un "control inteligente" automático sobre los pulsos de femtosegundos generados por láseres de fibra de modo bloqueado. El sistema puede manipular aspectos clave del rango de longitud de onda y la composición de los pulsos, técnicamente su 'ancho espectral' y 'forma espectral', de manera más efectiva que antes. El procedimiento también proporciona nuevos conocimientos técnicos sobre los factores que determinan la naturaleza de la generación de pulsos de femtosegundos.
Debido a que los trenes de pulsos logran un rendimiento excelente con una configuración láser simple, Los láseres de fibra de modo bloqueado pasivamente (MLFL) basados en la evolución de polarización no lineal (NPE) tienen numerosas aplicaciones. Sin embargo, Los MLFL basados en NPE son difíciles de operar en el régimen de pulsaciones deseado mediante el ajuste manual de la polarización y son propensos a separarse del régimen deseado debido a la deriva de polarización de las perturbaciones ambientales. Para abordar estos desafíos, En los últimos años han surgido técnicas de bloqueo de modo automático o inteligente que utilizan algoritmos adaptativos y controladores de polarización eléctrica (EPC). Varios láseres de bloqueo de modo automático utilizan información temporal para ayudar a identificar los regímenes de bloqueo de modo. Combinado con algoritmos de optimización automática, tales láseres pueden alcanzar con éxito los regímenes de bloqueo de modo, pero su ancho de pulso y forma espectral son impredecibles. Por lo tanto, Las técnicas de bloqueo de modo automático basadas en una discriminación temporal por sí solas no pueden lograr el bloqueo de modo con el ancho de pulso más corto posible y la distribución espectral deseada. Aunque la información espectral óptica se puede utilizar en el modo de bloqueo automático utilizando un analizador de espectro óptico (OSA), Este equipo voluminoso y lento solo obtiene información espectral integrada y, por lo tanto, no se puede utilizar para el bloqueo de modo en tiempo real.
a, B, Programación de ancho completo espectral a la mitad del máximo (FWHM) de 10 nm a 40 nm con intervalos de 5 nm, incluidos los espectros (a) y las trazas de autocorrelación (b) para una tasa de repetición fundamental de ~ 3,78 MHz. C, D, Programación espectral FWHM de 10 nm a 20 nm con intervalos iguales de 5 nm, incluidos los espectros (c) y las trazas de autocorrelación (d) para una tasa de repetición fundamental de ~ 8,6 MHz. mi, Prueba de repetibilidad de búsqueda de la máxima FWHM espectral. F, El bloqueo de modo resulta sin el TSRPC. Crédito:por Guoqing Pu, Lilin Yi *, Li Zhang, Chao Luo, Zhaohui Li y Weisheng Hu
En un nuevo artículo publicado en Luz:ciencia y aplicación , científicos del State Key Lab of Advanced Communication Systems and Networks, Instituto de Shanghai para la Comunicación Avanzada y la Ciencia de Datos, Universidad Jiao Tong de Shanghai, Llevar a la fuerza, Porcelana, por primera vez, propuso utilizar el análisis espectral rápido basado en la transformación dispersiva de Fourier (TS-DFT) como criterio de discriminación para lograr regímenes ricos de bloqueo de modo. Simplemente insertando un medio de dispersión en el circuito de retroalimentación en tiempo real de un láser de bloqueo de modo automático y combinando este método con una búsqueda de polarización inteligente usando un algoritmo genético (GA), pueden manipular el ancho espectral y la forma de los pulsos de femtosegundos de modo bloqueado en tiempo real. La técnica se denomina controlador de pulso en tiempo real asistido por estiramiento de tiempo (TSRPC). Con la TSRPC, el ancho espectral de los pulsos de femtosegundos de modo bloqueado se puede ajustar de 10 nm a 40 nm con una resolución de ~ 1,47 nm, y la forma espectral se puede programar para que sea secante hiperbólica o triangular. Beneficiándose del TS-DFT y del optimizador GA en tiempo real, la TSRPC supera la considerable lentitud, costo, y volumen de los OSA tradicionales utilizados en láseres de bloqueo de modo automático anteriores. El TSRPC se puede hacer aún más portátil reemplazando el DCF con una pequeña rejilla óptica, y su resolución de programación espectral se puede mejorar utilizando un ADC con una frecuencia de muestreo más alta o un medio con una gran dispersión. Es más, con control en tiempo real del ancho espectral y la forma de los pulsos de bloqueo de modo, revelaron la dinámica de transición compleja y repetible del régimen de bloqueo de modo de espectro estrecho al régimen de bloqueo de modo de amplio espectro, incluyendo cinco fases intermedias:una oscilación de relajación, estado de un solo solitón, estado de varios solitones, transición de espectro triangular, y transición caótica, proporcionando una visión profunda de la formación de pulsos ultracortos que no se pueden observar con los láseres de modo bloqueado tradicionales.
a, Toda la transición del régimen de espectro reducido al régimen de amplio espectro, mostrando dinámicas complejas. B, El estado de oscilación de relajación (RO) inducido por la asignación de polarización del EPC. C, El estado de múltiples solitones con tres solitones en un solo viaje de ida y vuelta y la ruidosa transición de amplio espectro en el viaje de ida y vuelta 15201, donde aparece un pulso ruidoso a la derecha, agregando ruido al rango de longitud de onda corta del espectro en tiempo real. D, La dinámica de la transición del espectro triangular a la transición caótica donde un cambio abrupto en la posición del solitón, un solitón que se desvanece, y aparece un cambio de posición del solitón. Comparando una franja del régimen de espectro triangular y una franja que se asemeja a una mezcla de la transición de espectro triangular y las oscilaciones de bloqueo de modo de conmutación Q (QML) de la transición caótica, la última franja tiene una profundidad de modulación más baja y comprende pulsos más anchos y ruidosos, difuminando los destellos. mi, Las oscilaciones QML se debilitan durante la conversión a la ruidosa transición de amplio espectro debido a la reasignación de energía. Crédito:por Guoqing Pu, Lilin Yi, Li Zhang, Chao Luo, Zhaohui Li y Weisheng Hu
