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挑戰傳統激光技術:超長激光器打開新大門

2016/8/7

歐盟ULTRALASER項目證明了激光不僅僅只能作為相干光的光源。通過正確的配置,激光還能作為一種傳輸介質,進而打開了大批量新用途的大門。
部分歸因于材料科學、技術和基礎物理學的進步,激光器在當前已經變成無處不在的設備,用于包括基礎科學、制造、工程通信和醫療等在內的各行業。
隨著激光技術的不斷進步,ULTRALASER項目開始著眼于超長激光器的開發。
超長激光器正在挑戰激光只能作為相干光光源的傳統觀點。
ULTRALASER研究人員表示,當超長激光腔在光纖中作用時,該激光器不僅僅能作為相干光光源,還能作為一種傳輸介質。
項目的首席調查員Sergei Turitsyn表示:“這種超長共振腔,長度比例能達到幾百公里,不僅是一種全新的物理系統,而且可能為信息傳輸和通訊安全帶來一種全新的概念?!?br />他表示,這種激光器擁有擴展諧振器以及緊密相連的隨機分布反饋光纖激光器系統,在通信、光譜學、全球定位系統、材料加工以及生物醫學成像等領域或許會大有所為。



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ULTRALASER開發了一種由隨機分布反饋激光器組成的新體系架構,能處理多個瑞利散射(散射光在光纖介質的不均勻性)。
這種過程,再加上分布式拉曼放大,能被用于在長光纖中產生反饋和鐳射作用。
Turitsyn指出:“我們相信,基于超長光纖激光器的放大技術,或許是一種擁有非常長的放大跨度的新的傳輸技術。更有趣的是,這種準無損光纖介質或許會在全光非線性數據處理中發揮相當大的作用?!?br />Turitsyn表示,這一進展將為基于科技的非線性系統的數學理論的光子器件的設計開辟一種新的方法,擁有通過非線性光學器件無法實現的功能。
此外,該項目為鎖模激光器開辟了新的構架,無隔離腔和各種增益光纖。
項目的研究人員還發現自發形成圖案的光纖激光器的新機制。
Turitsyn表示,這一發現對于構建用于各種用途的新一代高效脈沖激光器至關重要。
推動物理學的發展 開啟“新大門”
很顯然,ULTRALASER項目為了解超長光纖激光器的基本物理和常規光纖激光器的非線性物理結構作出了重大貢獻。
Truitsyn表示:“我們已經開發了新的工程技術,探索了全新的研究和技術應用。整體上來講,該項目推動了光纖激光器運作的基本物理機制,并在高速光纖通信、通信安全和激光物理學以及其他科技相關領域發現了新的機遇和方向?!?br />但是研究工作并不會止于此。
由于這些研究成果,Truitsyn被授予了后續原理論證撥款,用來進行該項目關鍵技術和構架的商業化和知識轉化。