西北工业大学在塔尔博特孤子锁模激光方面取得新进展

近日，西北工业大学毛东教授、赵建林教授团队与南京大学张勇教授以及芬兰阿尔托大学孙志培教授合作在塔尔博特孤子锁模激光方面取得重要进展。研究成果以“The dissipative Talbot soliton fiber laser”为题发表在国际顶级学术期刊《Science Advances》（《Science》期刊的子刊）上，同时入选该期的特色图 (Featured image)。论文第一作者为在读博士研究生张何泽，通讯作者为毛东教授。

超光纤激光器作为一种典型的耗散系统，包含周期性的增益、损耗、色散和非线性效应，为探索时空锁模、光学怪波、新型孤子及其相互作用提供了理想的研究平台。塔尔博特效应指周期性光场或脉冲在特定位置上的一类自成像现象，它在空间域和时间域分别由衍射和色散效应主导。在传统的锁模激光器中，由于谐振腔的纵模间距和色散值较小，无法满足时间域的塔尔博特自成像条件，塔尔博特效应很少与锁模脉冲的演化行为联系起来。

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光纤激光器中 (a, b)稳态和 (c, d)呼吸态塔尔博特孤子

研究团队在多波长同步锁模光纤激光器中，利用脉冲整形技术调控相邻光谱之间的频率差，首次发现了由塔尔博特效应主导的孤子态锁模脉冲，称之为塔尔博特孤子。研究发现，当锁模波长数目≥3时，光纤激光器的工作状态由时域塔尔博特效应决定—当整数自成像距离偏离腔长时激光器输出呼吸态孤子，当整数自成像距离等于腔长时激光器输出稳态孤子；基于光波的时空二元性，他们提出了包含色散和非线性的改进塔尔博特理论，准确地解释和描述了塔尔博特孤子在腔内的自成像现象和稳态—呼吸行为，为研究耗散光学系统中多色波包非线性演化提供了新的平台和思路。

该工作得到了国家自然科学基金面上项目（12274344）、陕西省自然科学基础研究计划(2021JC-09)、中央高校基本科研业务费（3102019JC008）等项目的资助。

毛东教授作为我校光学工程学科的优秀青年教师，在国家自然科学基金、陕西省杰出青年科学基金、中央高校基本科研业务费等项目支持下，围绕超快光纤激光、时空光场调控等领域开展了大量前沿基础研究工作，在Nature Communications、Science Advances、Light: Science & Applications、Laser & Photonics Reviews等期刊发表第一、通讯作者论文62篇。相关论文共被引用8800余次，入选爱 思唯尔2020年度高被引学者和斯坦福大学全球前2%顶尖科学家，该工作为近期的代表性成果之一。

论文链接:https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adl2125