近日，西北工業(yè)大學(xué)毛東教授、趙建林教授團隊與南京大學(xué)張勇教授以及芬蘭阿爾托大學(xué)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(xué)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(yīng)，為探索時空鎖模、光學(xué)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(yīng)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(yīng)主導(dǎo)。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(yīng)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(yīng)主導(dǎo)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(dāng)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(yīng)決定—當(dāng)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(dāng)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(zhǔn)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(xué)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(xué)基金面上項目（12274344）、陜西省自然科學(xué)基礎(chǔ)研究計劃(2021JC-09)、中央高�；�本科研業(yè)務(wù)費（3102019JC008）等項目的資助。

毛東教授作為我校光學(xué)工程學(xué)科的優(yōu)秀青年教師，在國家自然科學(xué)基金、陜西省杰出青年科學(xué)基金、中央高校基本科研業(yè)務(wù)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(xué)者和斯坦福大學(xué)全球前2%頂尖科學(xué)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