近日，我校物理学院量子信息与量子模拟团队发展出新型光孤子自频移技术，相关研究成果以“Experimental Generation and Control of Raman Solitons via Pearcey-Gaussian Pulses”为题，发表在国际权威物理期刊 Applied Physics Letters 上。
光纤中的孤子自频移是实现频率变换及构建可调谐波长光源的关键物理机制。然而，传统研究多采用高斯脉冲作为入射光场，因其时空自由度有限，难以对拉曼孤子实现灵活且高效的频率调控。针对这一问题，本文借助脉冲整形技术，在实验中成功制备了新型皮尔斯脉冲，并利用其在光纤中的独特传输特性，实现了对孤子自频移过程的高效激发与操控。实验研究表明，尾拖式皮尔斯脉冲具备强自聚焦特性，可显著增强孤子自频移效应；同时，其非对称时间结构有利于次级拉曼孤子的产生。进一步在尾拖式脉冲中引入二次频谱啁啾后，孤子自频移的波长调谐范围得以大幅拓展且具备连续可调性。此外，实验结果证明了采用啁啾与非啁啾的尾拖式皮尔斯脉冲均可有效产生多色拉曼孤子，并能实现对其频移量的灵活控制；相较于同为非对称波形的艾里脉冲，皮尔斯脉冲在多色拉曼孤子的产生阈值功率及频率调谐能力方面均展现出明显优势。
本文提出了基于皮尔斯脉冲实现孤子自频移控制和多色拉曼孤子产生的新方案，并在实验上成功制备和验证了新型脉冲对孤子自频移效应的高效激发与调控，为大范围多色光源与频率器件的制备提供了新的理论机制与思路。
物理学院贾鹏博副研究员为本工作第一作者，2024级硕士研究生刘飞追完成了主要实验部分，赵兴东副教授和朱遵略教授为共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金等项目的资助。
论文链接：https://doi.org/10.1063/5.0316037
（物理学院 贾鹏博）