Phasengerechte Anordnung und Kodierung dissipativer Solitonenmoleküle

Ströme ultrakurzer Lichtimpulse, die von modengekoppelten Laserresonatoren abgegeben werden, stimulieren potenzielle Anwendungen in der ultraschnellen Wissenschaft und Informationstechnologie. Hier entsteht die elementare Impulseinheit, die im Gegensatz zu den in konservativen Systemen gebildeten reinen Solitonen als dissipative Solitonen bezeichnet wird, aus dem dualen Zusammenspiel von Dispersion/Nichtlinearität und Gewinn/Verlust.

Interessanterweise können sich diese ultrakurzen Solitoneneinheiten wie Teilchen verhalten und sich aufgrund der ausgewogenen Wechselwirkungskräfte selbst zu gebundenen Zuständen komplexer Strukturen zusammenfügen. Die laufende Entdeckung der inneren Molekulardynamik mithilfe fortschrittlicher Spektralbeobachtungen kann im Wesentlichen den Manipulationsmechanismus von Solitonmolekülen bereichern.

Intrinsische Einblicke in die gegenseitigen Wechselwirkungen offenbaren die Szenarien des Energieaustauschs innerhalb der Bindungsstrukturen, was die unvermeidlichen Wege zur Steuerung des Aufbaus molekularer Muster hervorhebt. Aus der Echtzeit-Spektralinterferometrie betrachtet, die als „Auge“ in steuerbaren Lasersystemen gilt, wird das Streifenmuster durch äußere Störungen verändert, was im Allgemeinen auf den Beginn von zeitlichen Trennungsschwankungen, Synthese- und Dissoziationsprozessen hinweist.

Im Hinblick auf die Überlegenheit des dynamischen Indikators und der angewandten Voraussichten dürfte die programmierbare Anpassung molekularer Phasen Anlass zur Debatte geben; Für Laserresonatoren ist dies jedoch experimentell kaum erreichbar.

In einem neuen Artikel veröffentlicht in Licht: Wissenschaft und Anwendungenein Team von Wissenschaftlern unter der Leitung von Professor Qizhen Sun von der School of Optical and Electronic Information der Huazhong University of Science and Technology, China, und dem außerordentlichen Professor Yiyang Luo vom College of Optoelectronic Engineering der Chongqing University, China, und Mitarbeitern haben über ein neues phasenspezifisches quartäres Kodierungsformat berichtet, das auf der kontrollierbaren internen Anordnung dissipativer Solitonenmoleküle basiert.

Die Solitonenanordnungen werden durch die Verstärkungsversorgung gesteuert und in Bezug auf ihre unterschiedlichen internen Phasenentwicklungen in vier Bereiche eingeteilt. Sie verwendeten elektronische Modulationen der Verstärkungsversorgung, um das Umschalten zwischen verschiedenen phasendefinierten Regimen zu stimulieren, was mit hoher Wiedergabetreue geschieht.

Somit ermöglichen die vier Regime die Bildung eines neuen phasenangepassten quartären Kodierungsformats mit einer Kodierungsgeschwindigkeit von 5 kHz. Um die Verfügbarkeit dieser phasenspezifischen Kodierung zu bestätigen, stellten sie ein Wort „Faser“ vor, das in Echtzeitströme kodiert und durch den Abruf der gesamten Phasenentwicklungen dekodiert wird. Solche phasenangepassten Ströme zeichnen sich durch große Robustheit und hohe Entstörungsfähigkeit aus. Diese Wissenschaftler fassen das Funktionsprinzip des Phasenanpassungsansatzes zusammen:

„Inspiriert durch fortschrittliche Anwendungen ultraschneller Optik in rein optischen Speichern und optischen Berechnungen entwickeln wir ein ultraschnelles, laserbasiertes Manipulationssystem für die programmierbare Anpassung der molekularen Phase durch die Implementierung präziser elektronischer Modulationen der Verstärkungsversorgung.“

„Der Energieaustausch innerhalb der Molekülstrukturen wird manipuliert, um die deterministische Nutzung der phasenspezifischen Solitonenanordnungen zu stimulieren. Selbstorganisierte Solitonenmoleküle werden in vier phasendefinierte Regime zugeschnitten und bilden so das phasenspezifische quartäre Codierungsformat.“

„Insbesondere kann diese direkte elektronische Modulation verbessert werden, indem die elektronischen Modulationssignale verbessert werden, um die übliche Rückstoßspannung und instabile Spannung zu vermeiden. Die gut eingestellten Spannungen für diese vier phasendefinierten Regime können die Hysterese des kontinuierlichen Schaltens und die Genauigkeit der phasenspezifischen Kodierung optimieren.“

„Um die Geschwindigkeit der quartären Kodierung zu erhöhen, können schnellere Phasenentwicklungsgeschwindigkeiten berücksichtigt werden. Daher glauben wir, dass die elektronische Modulation der Verstärkungsversorgung als direkter und effizienter Weg zur Verwirklichung der programmierbaren Anpassung der molekularen Phase der dissipativen Solitonenmoleküle angesehen wird und für die Anwendungen in der Praxis wünschenswert ist“, fügten sie hinzu.

„Wir erwägen zwei Hauptrichtungen für zukünftige Untersuchungen. Eine besteht darin, die gemeinsame zeitlich-spektrale Analyse der zeitdehnungsdispersiven Fourier-Transformation und der Zeitlinsenmessungen einzuführen. Die Echtzeit-Vollfeldcharakterisierung kann neue Einblicke in die internen Bewegungen liefern, insbesondere für die komplexen molekularen Muster.“

„‚Hände‘ können helfen, die Laserparameter wie Verstärkung, Verlustleistung, Dispersion, Nichtlinearität und Polarisation zu steuern, um die künstliche Manipulation voranzutreiben. Die freigesetzten Freiheitsgrade der Nutzung und die technischen Fortschritte dürften dieses Forschungsthema vorantreiben und die Anwendungsszenarien in naher Zukunft erweitern“, sagten die Wissenschaftler.