Nedavno je tim prof. Mao Donga i prof. Zhao Jianlina sa Sjeverozapadnog politehničkog sveučilišta (NWPU), u suradnji s prof. Zhang Yongom sa Sveučilišta Nanjing i prof. Sun Zhipeiem sa Sveučilišta Aalto, Finska, postigao značajan napredak u Talbot solitonu laseri s zaključanim modom. Rezultati istraživanja objavljeni su u vrhunskom međunarodnom akademskom časopisu Science Advances (podskupina Science) pod naslovom "The dissipative Talbot soliton fiber laser", te su odabrani kao istaknuta slika izdanja. Istaknuta slika) izdanja. Prvi autor rada je Heze Zhang, trenutni doktorand, a dopisni autor je prof. Dong Mao.
Kao tipičan disipativni sustav koji sadrži periodičko pojačanje, gubitak, disperziju i nelinearne efekte, superfiber laser pruža idealnu istraživačku platformu za istraživanje zaključavanja moda u prostor-vremenu, optičkih čudnih valova, novih solitona i njihovih interakcija. Talbotov učinak odnosi se na klasu fenomena samooslikavanja periodičnog svjetlosnog polja ili pulsa na određenoj lokaciji, kojim dominiraju učinci difrakcije i disperzije u prostornoj i vremenskoj domeni. U konvencionalnim laserima s zaključanim modom, Talbotov učinak rijetko se povezuje s evolucijskim ponašanjem impulsa s zaključanim modom zbog malog uzdužnog razmaka modova i vrijednosti disperzije rezonantne šupljine, što ne može zadovoljiti Talbotov uvjet samooslikavanja u vremenskoj domeni .
(a, b) Stacionarni i (c, d) Talbotovi solitoni u stanju disanja u vlaknastim laserima
Istraživački tim je po prvi put otkrio solitonske impulse zaključanog moda kojima dominira Talbot efekt, nazvane Talbot solitoni, u sinkronom vlaknastom laseru s više valnih duljina sinkronim modom zaključanim pomoću tehnika oblikovanja pulsa za modulaciju frekvencijske razlike između susjednih spektara. Utvrđeno je da kada je broj valnih duljina zaključanih načina veći ili jednak 3, radno stanje vlaknastog lasera određeno je Talbotovim učinkom u vremenskoj domeni - laser emitira disajuće solitone kada cjelobrojna udaljenost vlastite slike odstupa od duljine šupljine, a laser emitira solitone u stabilnom stanju kada je cjelobrojna udaljenost samooslikavanja jednaka duljini šupljine; na temelju prostorno-vremenske dualnosti svjetlosnog vala, predložili su poboljšanu Talbotovu teoriju koja uključuje disperziju i nelinearnost, koja točno objašnjava i opisuje fenomen samoslike i ponašanje disanja u stabilnom stanju Talbotovih solitona u šupljini, i pruža nova platforma i ideja za proučavanje nelinearne evolucije višebojnih valnih paketa u disipativnim optičkim sustavima.
Ovaj je rad podržala Nacionalna zaklada za prirodne znanosti Kine u okviru projekta najviše razine (12274344), Program temeljnih istraživanja prirodnih znanosti provincije Shaanxi (2021JC-09) i Operativni troškovi temeljnih istraživanja središnjih sveučilišta ( 3102019JC008).
Kao izvanredan mladi nastavnik u disciplini optičkog inženjerstva na našem sveučilištu, prof. Mao Dong, uz potporu Nacionalne zaklade za prirodne znanosti Kine, Fonda za izvanredne mlade znanstvenike provincije Shaanxi i Fondova za temeljna istraživanja za središnja sveučilišta, proveo je puno vrhunskih temeljnih istraživanja u poljima ultrabrzih optičkih lasera, prostorno-vremenske modulacije optičkog polja i drugim poljima, te je objavljen u Nature Communications, Science. Objavio je 62 rada u Nature Communications, Science Advances, Light: Science & Applications, Laser & Photonics Reviews i drugim časopisima kao prvi i dopisni autor. Relevantni radovi citirani su više od 8800 puta, a on je odabran kao jedan od Elsevier 2020 visoko citiranih znanstvenika i 2% najboljih svjetskih znanstvenika Sveučilišta Stanford, a ovaj je rad jedan od reprezentativnih rezultata nedavnog raditi.
