短于四千億分之一秒的閃光也被稱(chēng)為飛秒脈沖。今天，它們被用于研究能源材料，用于部件的3D制造，或作為醫(yī)學(xué)中的精密手術(shù)刀。在激光器中，這些閃光是作為孤子的形式產(chǎn)生的，是穩(wěn)定的光波“打包”形成的。

　　超短孤子疊加并產(chǎn)生光譜干擾模式：實(shí)時(shí)光譜學(xué)解決了它們的快速動(dòng)態(tài)，并跟蹤飛秒光纖激光器中孤子分子的切換。圖片顯示了在切換過(guò)程中記錄的連續(xù)的實(shí)驗(yàn)光譜

　　新發(fā)表的關(guān)于超短閃光耦合的研究結(jié)果是在一個(gè)激光共振器上獲得的。它包含一個(gè)玻璃纖維環(huán)，允許孤子無(wú)休止地循環(huán)。在這樣的系統(tǒng)中，人們可以經(jīng)常觀察到耦合的飛秒閃光，即所謂的孤子分子。通過(guò)使用高分辨率的實(shí)時(shí)光譜，研究小組成功地在數(shù)十萬(wàn)個(gè)軌道中實(shí)時(shí)跟蹤了兩個(gè)耦合閃光的動(dòng)態(tài)。

　　基于這些數(shù)據(jù)，科學(xué)家們能夠證明，是激光諧振器內(nèi)的光學(xué)反射在時(shí)間和空間上將單個(gè)獨(dú)行孤子耦合起來(lái)。可以根據(jù)諧振器內(nèi)的傳輸時(shí)間差異來(lái)預(yù)測(cè)結(jié)合距離，并可以通過(guò)移動(dòng)光學(xué)元件進(jìn)行精確調(diào)整。

　　此外，這項(xiàng)新的研究表明，兩個(gè)閃光之間的結(jié)合可以迅速松動(dòng)，并創(chuàng)建一個(gè)新的結(jié)合。例如，現(xiàn)在有可能專(zhuān)門(mén)在成對(duì)出現(xiàn)且具有不同時(shí)間間隔的光閃之間來(lái)回切換。

　　“基于我們的研究成果，現(xiàn)在有可能在按下一個(gè)按鈕時(shí)切換孤子分子。這為飛秒脈沖的技術(shù)應(yīng)用開(kāi)辟了新的前景，特別是在光譜學(xué)和材料加工方面，”該研究的第一作者、拜羅伊特大學(xué)物理學(xué)碩士生Luca Nimmesgern說(shuō)。在激光共振器上獲得的發(fā)現(xiàn)可以轉(zhuǎn)移到各種超短脈沖激光源上。因此，有可能在其他激光系統(tǒng)中產(chǎn)生耦合的光閃，并不費(fèi)吹灰之力就能切換它們的距離。

　　“自從20多年前首次報(bào)道光纖激光器中的脈沖對(duì)以來(lái)，人們對(duì)激光器中孤子分子的穩(wěn)定性提出了不同的解釋。通常的模型已經(jīng)被許多觀察結(jié)果所反駁，但至今仍被使用。我們的新研究現(xiàn)在首次提供了一個(gè)與測(cè)量數(shù)據(jù)相適應(yīng)的精確解釋。在某種程度上，它提供了一塊拼圖，使眾多的早期數(shù)據(jù)變得可以理解。現(xiàn)在，復(fù)雜的激光物理學(xué)可以專(zhuān)門(mén)用于高速產(chǎn)生孤子序列，”拜羅伊特大學(xué)超快動(dòng)力學(xué)初級(jí)教授兼研究工作協(xié)調(diào)人Georg Herink說(shuō)。

　　共同作者康斯坦茨大學(xué)的Alfred Leitenstorfer教授博士，其研究小組多年來(lái)一直在開(kāi)發(fā)光纖激光器作為光譜學(xué)的工具，他補(bǔ)充說(shuō)。“基于我們的新發(fā)現(xiàn)，我們可以期待實(shí)現(xiàn)多功能的技術(shù)應(yīng)用”。

　　在拜羅伊特大學(xué)，啟動(dòng)了一個(gè)DFG研究項(xiàng)目，目的是詳細(xì)了解激光源中超短孤子之間的相互作用，并使其可用于未來(lái)的激光應(yīng)用。