探索光纤激光器中的孤子碰撞动力学：奇异爆炸现象的新发现
在光纤激光器领域，孤子分子与单孤子之间的碰撞动力学一直是研究的热点。最近，天津大学精密仪器与光电子工程学院的刘润民博士及其团队在双波长锁模光纤激光器中观察到了一种奇异的爆炸现象，这一发现不仅丰富了我们对孤子动力学的理解，也为高性能双梳光源的设计提供了新的思路。
孤子，作为一种特殊的光脉冲，在光纤激光器中表现出独特的非线性特性。它们能够在保持形状不变的情况下独立传播，但当孤子分子与单孤子发生碰撞时，却可能引发一系列复杂的动力学现象。在最新的一项研究中，刘润民博士及其团队通过实验和数值模拟，揭示了这些碰撞背后的奇异爆炸事件。
实验中，研究人员利用时间拉伸色散傅里叶变换技术，实时测量了双波长锁模光纤激光器中的光谱动力学。他们发现，在固有周期性碰撞的过程中，孤子对爆炸和周期性孤子爆炸的现象尤为引人注目。具体来说，束缚脉冲内部运动引起的能量积累在碰撞后会导致孤子对爆炸，而周期性孤子爆炸则几乎不受碰撞影响。
此外，通过数值模拟，研究人员预测了孤子对与单孤子之间的碰撞可能诱发孤子对的双Hopf型分岔，这一预测为研究双色锁模光纤激光器中的混沌动力学提供了新的可能性。
这项研究的意义不仅在于揭示了孤子分子与单孤子之间复杂的相互作用，而且为理解光纤激光器中的非线性现象提供了新的视角。孤子爆炸作为一种极端事件，在光纤激光器中普遍存在，通常会导致光谱完全坍塌。然而，本研究中的爆炸并不会导致完全的光谱坍塌，而是表现出适度的能量释放和周期性的爆炸行为。
刘润民博士团队的这一发现，不仅为粒子物理学中物质分子和原子之间的相互作用提供了新的见解，也为高性能双梳源的设计提供了有价值的参考。随着对孤子动力学更深入的研究，我们有望在未来开发出更加稳定和高效的光纤激光器技术。
研究人员信息：
刘润民，天津大学精密仪器与光电子工程学院博士，研究方向为超快光纤激光器。
宋有建，天津大学精密仪器与光电子工程学院教授，研究方向为超快光学和光学计量。
胡明列，天津大学精密仪器与光电子工程学院教授，研究方向为超短脉冲激光技术、光子晶体光纤技术等。
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2025-09-30
