Связанные световые импульсы обрели рекордную мощность без потери структуры
Фото: kommersant.ru
Ученые разработали инновационный метод формирования суперконтинуума — когерентного излучения с широким спектром. Новый подход предполагает усиление связанных групп ультракоротких импульсов, известных как солитонные молекулы. Специалистам удалось повысить их мощность до беспрецедентного уровня и расширить спектр выходного сигнала. Это открывает перспективы для совершенствования технологий в области квантовой физики, оптики и интерферометрии, включая создание компонентов для квантовых компьютеров.
Фото: установка волоконного эрбиевого генератора
Фото: Исмаил Алмикдад
Секрет солитонных структур: стабильность и точность
Солитонные молекулы — группы ультракоротких импульсов, сохраняющие взаимное расположение при движении. Контролируя их структуру, физики создают компактные источники когерентного суперконтинуума с гребенчатым спектром. Такие устройства генерируют интенсивное излучение с равномерными оптическими линиями в диапазоне ближнего и среднего ИК-спектра. Это особенно востребовано для высокоточных лазеров в микрохирургии и сверхстабильных оптических часах.
Преодоление технологических барьеров
Традиционные методы получения суперконтинуума требуют сложных высоконелинейных волокон, где импульсы распадаются, теряя синхронизацию. Новый подход междисциплинарной команды из МГТУ им. Баумана, Института общей физики РАН и Харбинского политехнического университета позволил использовать эрбиевый волоконный лазер. Устройство создает стабильные солитонные молекулы (3–10 импульсов) с длительностью 509 фемтосекунд и шагом 2,64 пикосекунды.
Революционные показатели эффективности
Благодаря оптимизации системы ученые добились когерентного излучения в диапазоне 1400–1700 нм с рекордной мощностью 152 мВт — втрое выше предыдущих аналогов. Новаторская технология не требует дорогостоящих компонентов, сохраняя целостность импульсов. Это стало возможным благодаря исключению этапа деления на низкоэнергетические импульсы.
Шаг в будущее квантовых технологий
«Наша разработка открывает горизонты для медицины и квантовых вычислений, — отметил Станислав Сазонкин из МГТУ им. Баумана. — В микрохирургии она улучшит качество операций, в науке — точность передачи данных и квантовых световых систем. Следующий шаг — создание источников ультракоротких импульсов с повышенной мощностью для практического применения».
Исследование выполнено при поддержке Российского научного фонда.
