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加快打造原始創(chuàng)新策源地,，加快突破關(guān)鍵核心技術(shù),，努力搶占科技制高點，為把我國建設(shè)成為世界科技強國作出新的更大的貢獻,。

——習(xí)近平總書記在致中國科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求

面向世界科技前沿,、面向經(jīng)濟主戰(zhàn)場,、面向國家重大需求、面向人民生命健康,，率先實現(xiàn)科學(xué)技術(shù)跨越發(fā)展,，率先建成國家創(chuàng)新人才高地，率先建成國家高水平科技智庫,，率先建設(shè)國際一流科研機構(gòu),。

——中國科學(xué)院辦院方針

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上海光機所在基于空芯光纖的氣體非線性光學(xué)研究方面獲進展

2024-10-22 上海光學(xué)精密機械研究所

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空芯光纖具有高損傷閾值,、寬帶傳輸窗口,、色散和非線性可調(diào)控等優(yōu)點，為超快激光與氣體介質(zhì)的非線性相互作用研究提供了理想平臺?；谶@一平臺的少周期脈沖壓縮、孤子-等離子體相互作用,、超連續(xù)譜產(chǎn)生及紫外飛秒激光產(chǎn)生技術(shù),，在超快電子產(chǎn)生與調(diào)控,、超快光譜學(xué)研究,、燃燒診斷動力學(xué)探測等方面具有應(yīng)用潛力,。近期,，中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機械研究所科研團隊在基于空芯光纖的氣體非線性光學(xué)研究中取得進展。

研究團隊揭示了空芯毛細管光纖中一種新穎的孤子動力學(xué)機制,，即高階孤子分裂引起的高強度次級脈沖調(diào)制效應(yīng),。該研究利用這一效應(yīng)實現(xiàn)了微焦量級,、高相干度,、紫外寬光譜脈沖的產(chǎn)生,，且所產(chǎn)生的紫外光譜覆蓋一個倍頻程,。在時域上，該技術(shù)支持傅里葉變換極限脈寬約1 fs的近單周期紫外脈沖,，且所產(chǎn)生紫外脈沖的中心波長可通過控制入射脈沖能量和空芯波導(dǎo)中的氣壓進行寬譜調(diào)諧,。相關(guān)成果以Octave-wide broadening of ultraviolet dispersive wave driven by soliton splitting dynamics為題,，發(fā)表在《自然-通訊》（Nature Communications）上,。

進一步,，該團隊開展了空芯反諧振光纖中多峰結(jié)構(gòu)諧振色散波的輻射機理研究,。結(jié)果表明,，諧振色散波的多峰結(jié)構(gòu)是孤子自壓縮,、孤子-等離子體相互作用以及相位匹配色散波輻射三種效應(yīng)之間的精妙耦合所致,。泵浦脈沖在充氣空芯波導(dǎo)中經(jīng)歷孤子自壓縮，實現(xiàn)第一次色散波輻射,。同時，氣體電離導(dǎo)致藍移孤子產(chǎn)生,，而藍移孤子逐漸靠近空芯反諧振光纖的諧振帶時,，再次經(jīng)歷孤子自壓縮,，從而觸發(fā)第二次色散波輻射,。由于兩次色散波輻射的相位匹配條件不同,，導(dǎo)致諧振色散波光譜上呈現(xiàn)多峰結(jié)構(gòu),，而時域上出現(xiàn)多個波包。該多峰諧振色散波通過相位補償后被壓縮成超短激光脈沖,。相關(guān)成果以Broadband Dispersive-wave Emission Coupled with Two-stage Soliton Self-compression in Gas-filled Anti-resonant Hollow-core Fibers為題,，發(fā)表在《激光與光子學(xué)評論》（Laser & Photonics Reviews）上。

論文鏈接：1,、2

空芯光纖具有高損傷閾值、寬帶傳輸窗口,、色散和非線性可調(diào)控等優(yōu)點,，為超快激光與氣體介質(zhì)的非線性相互作用研究提供了理想平臺?；谶@一平臺的少周期脈沖壓縮、孤子-等離子體相互作用,、超連續(xù)譜產(chǎn)生及紫外飛秒激光產(chǎn)生技術(shù),，在超快電子產(chǎn)生與調(diào)控、超快光譜學(xué)研究,、燃燒診斷動力學(xué)探測等方面具有應(yīng)用潛力,。近期，中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機械研究所科研團隊在基于空芯光纖的氣體非線性光學(xué)研究中取得進展,。研究團隊揭示了空芯毛細管光纖中一種新穎的孤子動力學(xué)機制，即高階孤子分裂引起的高強度次級脈沖調(diào)制效應(yīng),。該研究利用這一效應(yīng)實現(xiàn)了微焦量級、高相干度,、紫外寬光譜脈沖的產(chǎn)生,，且所產(chǎn)生的紫外光譜覆蓋一個倍頻程,。在時域上,，該技術(shù)支持傅里葉變換極限脈寬約1 fs的近單周期紫外脈沖,，且所產(chǎn)生紫外脈沖的中心波長可通過控制入射脈沖能量和空芯波導(dǎo)中的氣壓進行寬譜調(diào)諧,。相關(guān)成果以O(shè)ctave-wide broadening of ultraviolet dispersive wave driven by soliton splitting dynamics為題，發(fā)表在《自然-通訊》（Nature Communications）上。進一步,，該團隊開展了空芯反諧振光纖中多峰結(jié)構(gòu)諧振色散波的輻射機理研究。結(jié)果表明,，諧振色散波的多峰結(jié)構(gòu)是孤子自壓縮、孤子-等離子體相互作用以及相位匹配色散波輻射三種效應(yīng)之間的精妙耦合所致,。泵浦脈沖在充氣空芯波導(dǎo)中經(jīng)歷孤子自壓縮，實現(xiàn)第一次色散波輻射,。同時,，氣體電離導(dǎo)致藍移孤子產(chǎn)生，而藍移孤子逐漸靠近空芯反諧振光纖的諧振帶時,，再次經(jīng)歷孤子自壓縮，從而觸發(fā)第二次色散波輻射,。由于兩次色散波輻射的相位匹配條件不同,，導(dǎo)致諧振色散波光譜上呈現(xiàn)多峰結(jié)構(gòu)，而時域上出現(xiàn)多個波包,。該多峰諧振色散波通過相位補償后被壓縮成超短激光脈沖。相關(guān)成果以Broadband Dispersive-wave Emission Coupled with Two-stage Soliton Self-compression in Gas-filled Anti-resonant Hollow-core Fibers為題,，發(fā)表在《激光與光子學(xué)評論》（Laser & Photonics Reviews）上,。論文鏈接：1、2

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