近日，上海理工大学杨康文教授在乘风计划的支持下，实现了全保偏光纤激光器中新型孤子的调控与编码。该研究成果以《增益控制实现耗散孤子的光谱周期加倍和编码》“Spectral period doubling and encoding of dissipative optical solitons via gain control” 为题发表在《PhotoniX》上（中科院一区，影响因子15.7）。上海理工大学为第一单位，第一作者为我院教师杨康文，通讯作者为香港大学周毅，华东师范大学曾和平教授，以及香港大学电气与电子工程系主任Kenneth K.Y. Wong教授，该项研究也得到了香港大学生物医学工程专业负责人Kevin K. Tsia的大力支持。
周期加倍分岔是混沌理论的重要概念，可以作为复杂系统从有序进入无序的典型方式，在经济学、生态研究和流体动力学中都有直观体现。但是，目前为止，周期加倍分岔孤子的研究仍局限于自维持的准稳态，对其动态规律还知之甚少。上海理工大学与华东师范大学、香港大学合作，采用全保偏可饱和吸收体锁模的光纤激光器作为研究对象，有效避免温度、震动等环境变化导致的偏振态扰动。实验中，通过调节泵浦功率实现增益控制，精确操控光纤激光器中各类孤子的产生和切换，尤其是首次实现了周期加倍孤子与其他孤子的状态切换与编码，编码速率达到千赫兹量级，相比以往通过手动偏振态控制实现的编码速率大幅提升。
图1周期加倍孤子研究实验装置。a激光器装置图及典型孤子状态示意图；b孤子状态、输出功率和脉冲能量随泵浦功率的演变
该项工作不仅在基础研究层面为深入理解复杂非线性系统中的状态演化提供了帮助，并且在技术应用层面上通过高稳定激光器设计和高精度泵浦功率控制展示了信息传输的新型编码方式，有望应用在新型混沌激光光源设计和全光信息存储。
原文链接：https://doi.org/10.1186/s43074-024-00141-8