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高功率波束在空心充气雏菊形波导中的相干传播研究
作者:小柯机器人 发布时间:2024/11/15 15:05:40

近日,俄罗斯科学院应用物理研究所的A. G. Litvak及其研究团队取得一项新进展。经过不懈努力,他们对高功率波束在空心充气雏菊形波导中的相干传播进行了研究。相关研究成果已于2024年11月13日在国际知名学术期刊《物理评论A》上发表。

该研究团队提出一种具有雏菊状边界的空芯光纤设计,该设计允许波束以反相位模式相干传输。检测模式的有效面积与“花瓣”数量成正比,从而使得波束功率可以显著高于临界自聚焦功率。反相位模式传播的数值模拟结果与解析估计值高度一致。

在这种情况下,所发现的模式在非线性介质中保持稳定。与相同芯数的光纤多芯光纤相比,这种超模的存在有望实现前所未有的功率扩展能力。这是因为气体中的临界功率比固体中的高出三个数量级。这一进步将使得在波导系统中控制太瓦级激光辐射成为可能。

附:英文原文

Title: Coherent propagation of high-power wave beams in hollow gas-filled daisy-shaped waveguides

Author: A. A. Balakin, S. A. Skobelev, A. G. Litvak

Issue&Volume: 2024/11/13

Abstract: A daisylike shape of the boundary of hollow optical fibers is proposed, which allows coherent transport of wave beams in an out-of-phase mode. The effective area of the detected mode is proportional to the number of petals, allowing operation with wave beam powers significantly higher than the critical self-focusing power. Numerical simulations of out-of-phase mode propagation show good agreement with analytical estimates. In this case, the mode found remains stable in a nonlinear medium. The existence of this supermode promises unprecedented power scaling capabilities compared to fiber-optic multicore fibers for the same number of cores. This is because the critical power in gases is three orders of magnitude higher than in solids. This advancement will enable the control of terawatt-level laser radiation in waveguide systems.

DOI: 10.1103/PhysRevA.110.053511

Source: https://journals.aps.org/pra/abstract/10.1103/PhysRevA.110.053511

期刊信息

Physical Review A:《物理评论A》,创刊于1970年。隶属于美国物理学会,最新IF:2.97
官方网址:https://journals.aps.org/pra/
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