近日，西北工業(yè)大學毛東教授、趙建林教授團隊與南京大學張勇教授以及芬蘭阿爾托大學孫志培教授合作在塔爾博特孤子鎖模激光方面取得重要進展。研究成果以“The dissipative Talbot soliton fiber laser”為題發(fā)表在國際頂級學術(shù)期刊《Science Advances》（《Science》期刊的子刊）上，同時入選該期的特色圖 (Featured image)。論文第一作者為在讀博士研究生張何澤，通訊作者為毛東教授。

超光纖激光器作為一種典型的耗散系統(tǒng)，包含周期性的增益、損耗、色散和非線性效應，為探索時空鎖模、光學怪波、新型孤子及其相互作用提供了理想的研究平臺。塔爾博特效應指周期性光場或脈沖在特定位置上的一類自成像現(xiàn)象，它在空間域和時間域分別由衍射和色散效應主導。在傳統(tǒng)的鎖模激光器中，由于諧振腔的縱模間距和色散值較小，無法滿足時間域的塔爾博特自成像條件，塔爾博特效應很少與鎖模脈沖的演化行為聯(lián)系起來。

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光纖激光器中 (a, b)穩(wěn)態(tài)和 (c, d)呼吸態(tài)塔爾博特孤子

研究團隊在多波長同步鎖模光纖激光器中，利用脈沖整形技術(shù)調(diào)控相鄰光譜之間的頻率差，首次發(fā)現(xiàn)了由塔爾博特效應主導的孤子態(tài)鎖模脈沖，稱之為塔爾博特孤子。研究發(fā)現(xiàn)，當鎖模波長數(shù)目≥3時，光纖激光器的工作狀態(tài)由時域塔爾博特效應決定—當整數(shù)自成像距離偏離腔長時激光器輸出呼吸態(tài)孤子，當整數(shù)自成像距離等于腔長時激光器輸出穩(wěn)態(tài)孤子；基于光波的時空二元性，他們提出了包含色散和非線性的改進塔爾博特理論，準確地解釋和描述了塔爾博特孤子在腔內(nèi)的自成像現(xiàn)象和穩(wěn)態(tài)—呼吸行為，為研究耗散光學系統(tǒng)中多色波包非線性演化提供了新的平臺和思路。

該工作得到了國家自然科學基金面上項目（12274344）、陜西省自然科學基礎(chǔ)研究計劃(2021JC-09)、中央高校基本科研業(yè)務費（3102019JC008）等項目的資助。

毛東教授作為我校光學工程學科的優(yōu)秀青年教師，在國家自然科學基金、陜西省杰出青年科學基金、中央高校基本科研業(yè)務費等項目支持下，圍繞超快光纖激光、時空光場調(diào)控等領(lǐng)域開展了大量前沿基礎(chǔ)研究工作，在Nature Communications、Science Advances、Light: Science & Applications、Laser & Photonics Reviews等期刊發(fā)表第一、通訊作者論文62篇。相關(guān)論文共被引用8800余次，入選愛 思唯爾2020年度高被引學者和斯坦福大學全球前2%頂尖科學家，該工作為近期的代表性成果之一。

論文鏈接:https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adl2125