Onderzoekers in China onder leiding van Lilin Yi aan de Shanghai Jiao Tong University ontwikkelden apparatuur en software-algoritmen die automatische 'intelligente controle' mogelijk maken over de femtoseconde-pulsen die worden gegenereerd door mode-locked fiberlasers. Het systeem kan belangrijke aspecten van het golflengtebereik en de samenstelling van de pulsen - technisch gezien hun 'spectrale breedte' en 'spectrale vorm' - effectiever manipuleren dan voorheen mogelijk was. De procedure levert ook nieuwe technische inzichten op in de factoren die de aard van het genereren van femtoseconde-pulsen bepalen.

Omdat pulstreinen uitstekende prestaties leveren met een eenvoudige laseropstelling, passief mode-vergrendelde fiberlasers (MLFL's) op basis van niet-lineaire polarisatie-evolutie (NPE) hebben tal van toepassingen. Echter, Op NPE gebaseerde MLFL's zijn moeilijk te bedienen in het gewenste pulsatieregime via handmatige polarisatie-afstemming en zijn vatbaar voor losraken van het gewenste regime als gevolg van polarisatiedrift door omgevingsverstoringen. Om deze uitdagingen aan te gaan, automatische of intelligente modusvergrendelingstechnieken met behulp van adaptieve algoritmen en elektrische polarisatiecontrollers (EPC's) zijn de afgelopen jaren naar voren gekomen. Verschillende lasers voor automatische modusvergrendeling gebruiken tijdelijke informatie om de modusvergrendelingsregimes te helpen identificeren. Gecombineerd met automatische optimalisatie-algoritmen, dergelijke lasers kunnen met succes de modusvergrendelingsregimes bereiken, maar hun pulsbreedte en spectrale vorm zijn onvoorspelbaar. Dus, automatische modusvergrendelingstechnieken die gebaseerd zijn op temporele discriminatie alleen kunnen geen modusvergrendeling bereiken met de mogelijke kortste pulsbreedte en gewenste spectrale distributie. Hoewel optische spectrale informatie kan worden gebruikt bij automatische modusvergrendeling met behulp van een optische spectrumanalysator (OSA), dergelijke omvangrijke en trage apparatuur verkrijgt alleen geïntegreerde spectrale informatie en kan daarom niet worden gebruikt voor real-time modusvergrendeling.

In een nieuw artikel gepubliceerd in Licht:Wetenschap &Toepassing , wetenschappers van het State Key Lab of Advanced Communication Systems and Networks, Shanghai Instituut voor geavanceerde communicatie en datawetenschap, Shanghai Jiao Tong-universiteit, Sjanghai, China, Voor de eerste keer, voorgesteld om op time stretch dispersive Fourier-transformatie (TS-DFT) gebaseerde snelle spectrale analyse te gebruiken als het discriminatiecriterium om rijke modusvergrendelingsregimes te bereiken. Door simpelweg een dispersiemedium in de realtime feedbacklus van een automatische modusvergrendelende laser te plaatsen en deze methode te combineren met een intelligente polarisatiezoekopdracht met behulp van een genetisch algoritme (GA), ze kunnen de spectrale breedte en vorm van de mode-locked femtoseconde-pulsen in realtime manipuleren. De techniek wordt de time-stretch-assisted real-time pulse controller (TSRPC) genoemd. Met de TSRPC, de spectrale breedte van de mode-locked femtoseconde pulsen kan worden afgestemd van 10 nm tot 40 nm met een resolutie van ~1,47 nm, en de spectrale vorm kan worden geprogrammeerd om hyperbolische secans of driehoekig te zijn. Profiteer van de TS-DFT en de realtime GA-optimizer, de TSRPC overwint de aanzienlijke traagheid, kosten, en omvangrijkheid van traditionele OSA's die werden gebruikt in eerdere lasers met automatische modusvergrendeling. De TSRPC kan nog draagbaarder worden gemaakt door de DCF te vervangen door een klein optisch rooster, en de spectrale programmeerresolutie kan worden verbeterd door een ADC te gebruiken met een hogere bemonsteringssnelheid of een medium met grote spreiding. Verder, met real-time controle van de spectrale breedte en vorm van de mode-locking pulsen, ze onthulden de complexe en herhaalbare overgangsdynamiek van het smalspectrummodusvergrendelingsregime naar het breedspectrummodusvergrendelingsregime, waaronder vijf middelste fasen:een ontspanningsoscillatie, enkele soliton-staat, multi-soliton staat, driehoek-spectrum overgang, en chaotische overgang, geeft diep inzicht in de ultrakorte pulsvorming die niet kan worden waargenomen met traditionele lasers met modusvergrendeling.