突破散射限制：2.8-μm氟化物光纤激光器的呼吸脉冲模式锁定

"模式锁定2.8微米氟化物光纤激光器：从孤子到呼吸脉冲" 在激光科学领域，模式锁定激光器因其能够产生超短脉冲而在多个应用中展现出巨大的潜力，特别是在中红外（mid-IR）区域。模式锁定2.8微米氟化物光纤激光器（MLFFL）是这一领域的热点，因为它可以直接在中红外光谱范围内产生脉冲，这对于化学分析、生物医学成像和大气探测等应用至关重要。然而，由于氟化物光纤中的色散管理困难，传统的MLFFL通常局限于孤子操作模式，这限制了脉冲能量的提升。 本文报道了一种突破性的方法，通过利用红外带隙半导体近吸收边产生的巨大正常色散，解决了色散管理的问题，从而将MLFFL从孤子模式转换为呼吸脉冲模式锁定。在呼吸脉冲模式下，累积的非线性相位移显著减少，这为提高脉冲能量和优化脉冲形状提供了新的可能性。这种转变不仅扩展了MLFFL的工作范围，还可能开启高能量、高稳定性的中红外脉冲源的新时代。 呼吸脉冲是一种特殊的脉冲形态，其脉冲宽度会周期性地增大和减小，类似于呼吸的过程。这种模式在光纤激光器中并不常见，但它的出现为理解和控制非线性光学过程提供了新的视角。通过这种方式，研究人员可以调整激光器的内部动态，从而获得更理想的激光性能。 上海交通大学的研究团队在文中详细阐述了他们的实验方法和结果，展示了如何利用半导体材料的特性来控制光纤激光器的色散，以及如何通过这种控制实现呼吸脉冲的稳定模式锁定。他们的工作对于未来开发更高能量、更短脉宽的中红外光源具有重要意义，也为光纤激光技术的进步开辟了新的研究方向。 总结来说，这篇摘要描述了一个创新的技术，即通过调控红外带隙半导体材料的色散特性，成功将2.8微米氟化物光纤激光器从传统的孤子模式转变为呼吸脉冲模式。这一转变有望克服当前中红外激光器在能量提升上的瓶颈，为科学研究和工业应用提供更强大的工具。