圖 1. (a)FOCUS原理圖;(b)頻率-時(shí)間轉(zhuǎn)換示意圖;(c)實(shí)驗(yàn)裝置圖。

近期，中國(guó)科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所高功率激光物理聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室在高分辨率激光脈沖時(shí)域任意整形技術(shù)研究方面取得進(jìn)展，相關(guān)研究成果以“Nonlinear Spectral-Temporal Manipulation for Chirp-Free Pulse Synthesis at Picosecond Resolution”為題發(fā)表于Photonics Research。

光學(xué)任意波形發(fā)生技術(shù)在高能量密度物理、激光微加工及光通信等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用價(jià)值。其中，隨機(jī)脈沖序列 (Spike Train of Uneven Duration and Delay,STUD) 作為一種可有效抑制激光與等離子體相互作用中各類(lèi)不穩(wěn)定性的技術(shù)方案，備受關(guān)注。然而，當(dāng)前主流的脈沖整形技術(shù)存在時(shí)域分辨率不足、記錄長(zhǎng)度受限以及存在殘余啁啾等問(wèn)題，尚難以滿足STUD脈沖的技術(shù)要求。

圖 2. (a)和(b)光譜整形圖;(c)和(d)基于四波混頻的光譜轉(zhuǎn)錄結(jié)果圖;(e)和(f)消啁啾的高分辨率激光脈沖序列。

針對(duì)上述挑戰(zhàn)，研究團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地提出一種基于光波導(dǎo)四波混頻的脈沖時(shí)域任意整形技術(shù) (Four-wave Optical-waveguided Chirp-free Ultrafast Shaping,FOCUS)，并成功實(shí)現(xiàn)了時(shí)域分辨率2ps、記錄長(zhǎng)度400ps、中心波長(zhǎng)可調(diào)諧范圍3.5nm的消啁啾脈沖序列輸出。該技術(shù)為STUD等方案所需的激光脈沖產(chǎn)生提供了可行的技術(shù)路徑，同時(shí)具備向集成化光任意波形發(fā)生芯片發(fā)展的潛力。

該工作得到中國(guó)科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專(zhuān)項(xiàng)以及上海市東方英才計(jì)劃等項(xiàng)目支持。

審核編輯 黃宇