Costruzione di radiazioni

13 gennaio 2023

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da Science China Press

I laser Raman a fibra casuale (RRFL) hanno caratteristiche interessanti, come la loro struttura semplice, l'eccellente accordabilità della lunghezza d'onda e l'elevata efficienza di conversione ottico-ottico. Mostrano un grande potenziale per il rilevamento di fibre a lunga distanza, l'imaging senza macchie, la fisica delle alte energie e altre applicazioni. Il feedback unico nell'RRFL deriva dallo scattering Rayleigh distribuito in fibra con casualità intrinseca.

Lo studio delle sue proprietà dinamiche nel suo stato stazionario è diventato un ponte per sondare sistemi fisici complessi con la piattaforma ottica, inclusi turbolenza, comportamenti dei vetri di spin, ecc. Nel frattempo, lo stato transitorio, come i processi di accumulo e dissipazione del laser, potrebbe rivelare interazioni delle onde luminose e aiuto nell'esplorazione del processo di formazione di alcuni sistemi fisici complessi.

Lo stato transitorio di RRFL è stato studiato per la prima volta da Zinan Wang e coautori di UESTC e SCU. Hanno pubblicato i loro risultati su Science China Information Sciences.

Sulla base delle equazioni di Schrödinger non lineari generalizzate, viene analizzata teoricamente l'evoluzione temporale e spettrale di RRFL allo stato transitorio e viene effettuata la corrispondente verifica sperimentale, quindi vengono tratte una serie di conclusioni interessanti. Il significato specifico e la novità sono riassunti come segue:

(1) Per lo stato transitorio di accumulo dell'RRFL, la potenza di uscita dell'RRFL mostra una curva di crescita continua, che è fondamentalmente diversa dalla curva di crescita a gradini dei laser a fibra Raman convenzionali, fornendo prove intuitive per differenziare i meccanismi laser di le due cavità. In particolare, la curva di crescita RRFL soddisfa il modello logistico di Verhulst, ampiamente osservato nelle dinamiche di crescita biologica. Basato sull'approccio interdisciplinare, questo lavoro potrebbe aprire nuove importanti strade per la comprensione di fenomeni biologici complessi attraverso il sistema RRFL.

(2) Al di sopra della soglia, il tempo di accumulo dell'RRFL è inversamente correlato alla potenza della pompa e sono necessari solo diversi tempi di andata e ritorno ottici con una potenza della pompa relativamente elevata. Questa scoperta è fondamentale per qualsiasi applicazione che richieda una comprensione precisa del tempo di accumulo dell'RRFL. Ad esempio, nel rilevamento puntuale RRFL a lunga distanza, il tempo di accumulo decide il limite superiore della larghezza di banda di rilevamento e i risultati di questo lavoro forniscono una chiara linea guida per ottenere un rilevamento dinamico a banda larga.

Questo lavoro fornisce preziose informazioni sulla fisica complessa alla base della dinamica RRFL e i risultati potrebbero essere utili per la ricerca su altri sistemi complessi, come la dinamica biologica e l’accumulo di onde anomale.

Maggiori informazioni: Shengtao Lin et al, Accumulo e dissipazione delle radiazioni nel laser a fibra casuale Raman, Science China Information Sciences (2023). www.sciengine.com/SCIS/doi/10. …97-abe8-339d93601952

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