Wenn dissipative Solitonen verschwinden, entsteht eine Atmungsdynamik: Studie

Solitonen sind Quasiteilchen, die sich entlang einer nicht dissipativen Welle ausbreiten. Anders ausgedrückt handelt es sich um Wellenformen, die ihre Form beibehalten, während sie sich bewegen – wie eine einzelne Welle, die sich über die Oberfläche eines Teichs bewegt. Sie können auch teilchenähnliches Verhalten wie Kollision, Anziehung und Abstoßung zeigen.

Ultraschnelle Faserlaser sind eine ideale Plattform, um nichtlineare Dissipationsdynamiken zu erforschen und das Verständnis optischer Solitoneneigenschaften zu vertiefen. In einem dissipativen System können aufgrund des Gleichgewichts zwischen Nichtlinearität und Dispersion, Gewinn und Verlust dissipative Solitonen erhalten werden.

In den letzten Jahren wurde mit der Entwicklung der neuen Time-Stretch-Dispersive-Fourier-Transformationstechnik (TS-DFT) die Echtzeit-Aufbaudynamik atmender dissipativer Solitonen umfassend beobachtet. Da sich die Pumpleistung während des Auslöschungsprozesses stark ändert, spekulieren Wissenschaftler, ob es bei der Vernichtung von Solitonen zu Atemdynamiken kommen kann.

Derzeit mangelt es an umfassender Forschung zur transienten Atmungsdynamik und zum Einfluss der Atmungseigenschaften während des Extinktionsvorgangs.

Forscher unter der Leitung von Associate Prof. Yusheng Zhang von der Zhejiang Normal University, China, sind an ultraschnellen Messungen interessiert, mit denen die reichhaltige nichtlineare Dynamik von Solitonen aufgedeckt werden kann. Diese Technik kann die optischen Signale im Spektralbereich in den Zeitbereich umwandeln und so eine ultraschnelle spektrale Charakterisierung ermöglichen.

Das Werk mit dem Titel „Transiente Atmungsdynamik während der Auslöschung dissipativer Solitonen in modengekoppelten Faserlasern“ wurde veröffentlicht in Grenzen der Optoelektronik.

Ihre Idee besteht darin, mit dem Aufbau dissipativer Solitonen zu beginnen. Auf diese Weise erhält das dissipative Soliton durch die Steuerung der Pumpleistung eine vorübergehende Änderung, die zu gütegeschalteten Instabilitäten führt. Diese Entdeckung hat das Potenzial, unser Verständnis der Laserdynamik erheblich zu verbessern und bietet neue Möglichkeiten für die Entwicklung verschiedener Betriebsrahmen im Bereich ultraschneller Lasersysteme.