二维MoS2微光纤光子器件上实现的超快光纤激光中束缚孤子与谐波模式锁定现象

在一项最新的研究中，研究人员探索了二维过渡金属硫化物（TMDs）材料——尤其是多层的MoS2在超快光纤激光器中的潜在应用。MoS2因其宽谱带的饱和吸收特性以及大非线性折射率，被认为是制作多功能光子器件的理想选择。这项工作聚焦于一个基于MoS2沉积微光纤光子设备的超快光纤激光器，实现了前所未有的现象——束缚态孤子与谐波模式锁定孤子的共存。 孤子是光纤激光器中的一个重要现象，特别是当激光脉冲能够在没有耗散的情况下保持其形状和强度时，就会形成孤子。在传统的光纤激光器中，一般观察到单一类型的孤子行为，如基频模式锁定孤子。然而，该研究团队通过精密设计和实验控制，展示了在同一个光纤激光系统中，这两种不同的孤子状态能够同时存在。 束缚态孤子通常指的是两个或多个孤子相互作用并形成一个稳定的复合体，它们之间的能量交换使得整体表现出独特的光学特性。而谐波模式锁定孤子则是指激光脉冲在传输过程中产生的次谐波频率被锁定，这在高精度的光学通信和测量中具有重要意义。 在MoS2微光纤光子设备的帮助下，研究人员能够调控激光系统的非线性光学参数，进而实现这种罕见的孤子混合现象。通过使用带通滤波器，他们能够独立监测和分析这两种孤子的行为，这对于理解激光器的动态行为、优化其性能以及开发新型的光子信号处理技术具有重大意义。 这项研究不仅深化了我们对二维材料在光纤激光器中的作用的认识，也为未来的设计提供了新的可能性，即利用这些材料的多功能性来实现更复杂且高效的光子信号处理和控制。同时，它也标志着光子学领域向着更加精细的操控和更丰富的物理现象探索迈出了坚实的一步。对于从事光纤激光技术、非线性光学、二维材料和光子学研究的人来说，这一发现无疑为他们的研究方向增添了新的挑战和机遇。