孤子自模变换:重访超短脉冲的拉曼散射
2019-03-16
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由于单模波导需要色散控制，通过缩小模的尺寸来实现色散控制，从而降低功率处理能力，因此迄今为止，通过导波非线性光学实现的紧凑集成格式的相干频率转换还没有被证明是功率也是可变换的，而功率允许的多模波导在空间上是非相干的，因此会产生不可控的非线性耦合。近日，来自波士顿大学的研究人员报告发现了超短脉冲的拉曼散射的一种新表现形式，它在产生纯空间相干光束的同时具有功率的可伸缩性。研究人员描述的孤子自模转换（SSMC）现象利用了多模波导的群速度分集，使得超短脉冲的噪声引发的拉曼散射只发生在两个不同空间的本征模之间，且仅发生在这两个模之间。这种排他性有助于自然地保持空间相干性，这通常是多模波导非线性光学的劣势。事实上，这种现象发生在模式大小可伸缩的多模波导中，从而产生了强大的可扩展性。SSMC是与波长无关的，因为这种现象可以发生在任何波长的透明多模光纤中，研究人员展示它的多功能性通过将传统的1μm光纤激光器变频转换为兆瓦级功率峰值、75fs脉冲、光谱范围在生物学上重要的1300nm的激光器。
图(a)通过孤子自模转换（SSMC）的沿光纤脉冲变换示意图
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