In het afgelopen decennium, anti-resonant, holle-kern fotonische kristalvezels (HC-PCF's) zijn uitstekende platforms geworden voor het bestuderen van ultrasnelle niet-lineaire optica zoals ultrakorte pulscompressie tot het regime met één cyclus, efficiënte generatie van afstembare dispersieve golf (DW) bij diepe en vacuüm ultraviolette golflengten en soliton-plasma-interacties.

Hoewel het transmissievenster van anti-resonante HC-PCF wordt verstoord door de aanwezigheid van verschillende scherpe resonanties, het verschijnen van deze resonantiebanden geeft aanleiding tot een nieuwe benadering van hoogrenderende emissie van smalbandige DW. Echter, de hoogrenderende DW-generatie kan alleen worden bereikt wanneer de golflengten van de pomppulsen dicht bij de resonantiebanden van de anti-resonante vezels liggen.

Onlangs, de onderzoeksgroep van het Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics van de Chinese Academie van Wetenschappen heeft een nieuwe studie gedaan naar de zeer efficiënte emissie van dispersieve golven.

Ze toonden aan dat het foto-ionisatie-effect van de pomppuls de fase-gematchte DW-emissie binnen de resonantieband van een met gas gevulde HC-PCF aanzienlijk zou kunnen verbeteren. De resultaten zijn gepubliceerd in Optica Express .

De onderzoeksgroep heeft een reeks theoretische en experimentele studies uitgevoerd naar soliton-plasma-interactie, inclusief het genereren van golflengte-afstembare blauwverschuivende soliton en het onderzoek van het adiabatische soliton-compressieproces.

In dit onderzoek, onderzoekers verkregen zeer efficiënte emissie van dispersieve golven in de resonantieband door plasma-aangedreven blauwverschuivende soliton.

In de experimenten, ze merkten op dat naarmate de pulsenergie toenam, de pomppuls verschoof geleidelijk naar kortere golflengten als gevolg van soliton-plasma-interacties. Toen de centrale golflengte van de blauwverschuivende soliton dicht bij de resonantieband van de HC-PCF lag, hoogrenderende energieoverdracht van het pomplicht naar de DW in het zichtbare gebied kon worden verkregen.

Tijdens dit DW-emissieproces, het spectrale centrum van de DW verschoof geleidelijk naar langere golflengten, wat leidt tot een licht verhoogde DW-bandbreedte, wat goed zou kunnen worden verklaard als het gevolg van phase-matched koppeling tussen de pomppuls en de DW.

Vooral, bij een ingangspulsenergie van 6 J, de spectrale verhouding van de DW bij de vezeluitgang werd gemeten als ~ 53%, wat overeenkomt met een algehele conversie-efficiëntie van ~ 19%.

Deze experimentele resultaten, goed vergezeld van theoretische simulaties en analyse, bieden een praktische en effectieve methode voor het genereren van zeer efficiënte afstembare zichtbare lichtbronnen en bieden inzicht in soliton-plasma-interactie en resonantie-geïnduceerde DW-emissie.