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科学家终于破解了数十年之久的“呼吸”激光器之谜
一个新模型揭示了两种截然不同的激光脉冲行为之间有着根本的联系。包括阿斯顿大学科学家在内的一个国际研究小组发现了“呼吸”激光脉冲的工作原理。他们创建了一个数学模型，首次在一个框架内解释了两种截然不同类型的激光行为。超快 [...]
来源:SciTech日报一个新模型揭示了两种截然不同的激光脉冲行为之间有着根本的联系。
包括阿斯顿大学科学家在内的一个国际研究小组发现了“呼吸”激光脉冲的工作原理。他们创建了一个数学模型，首次在一个框架内解释了两种截然不同类型的激光行为。
超快激光器产生极其短暂的光脉冲，仅持续皮秒或飞秒。这些快速脉冲使其对于眼科手术、生物医学成像、精密材料加工和先进制造等任务至关重要。更深入地了解这些激光器的行为方式可以帮助科学家更有效地控制它们，提高可靠性并实现更专业的应用。
在超快激光器内，光脉冲在腔内循环，形成稳定的波结构，称为孤子。与扩散的普通光脉冲不同，孤子在传播时保持其形状。在大多数情况下，这些脉冲是均匀的并且有规律地重复，这种模式称为稳态发射。
相比之下，“呼吸”激光器的行为有所不同。当孤子穿过空腔时，它会随着时间的推移而变化，以类似于呼吸的重复循环膨胀和收缩。这种行为反映了非平衡状态，这意味着激光输出不断变化而不是保持稳定。
两种不同的呼吸方式
实验已经确定了两种主要类型的“呼吸”行为。当激光器的工作功率高于维持脉冲所需的最小功率（称为阈值）时，孤子会快速振荡，并在穿过腔体的几次内完成其周期。
低于此阈值，该过程会急剧减慢。在这种情况下，孤子可能需要数百甚至数千个周期才能完成一次振荡。
统一的数学模型
对未来激光技术的影响
DOI：10.1103/rk2z-ymkn
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