【博科园-科学科普（关注“博科园”看更多）】发射超短波脉冲的激光器是技术的关键组成部分，包括通信和工业处理，是获得诺贝尔奖的物理学基础研究的核心。虽然最早是在20世纪60年代发明的，但是激光产生如此明亮的光的确切机制仍然难以捉摸。以前人们不可能在激光的内部观察激光脉冲是如何从噪音中产生的。然而最近发表在《自然光子学》在线上的研究首次证明了激光脉冲是如何从噪声中产生的，然后在最终稳定下来稳定正常运行之前，显示出复杂的坍缩和振荡动力学。
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理解这些激光器之所以如此困难的原因在于它们所产生的脉冲通常是微秒级或更短的。坦佩雷科技大学(TUT)的光子学实验室的研究人员Goery Genty教授说：在这种短脉冲的复杂累积动力学过程中，在激光实际稳定之前，有时会有成千上万的脉冲，这已经超出了光学测量技术的能力。这项研究是在法国的FEMTO-ST研究所(CNRS和bourgogne -特许经院)和TUT的光子学实验室的合作下进行的。导致新发现的特殊科学进展是通过亚微秒分辨率实时测量激光的时间强度，以及它的光学光谱和亚纳米分辨率。通过同时记录这些时间和光谱特性，一种先进的计算算法可以检索出基本电磁场的完整特性。
除了为脉冲激光的运作提供新的见解之外，研究结果还具有重要的跨学科应用。研究结果为我们提供了一个非常方便的实验室实例，它被称为“耗散孤子系统”，它是非线性科学的中心概念，也与其他领域的研究有关，如生物学、医学，甚至可能是社会科学。达德利是布尔戈尼-特许权大学的研究负责人。在重建电磁场的过程中，研究小组观察了从噪声中产生的耗散孤子结构之间的一系列相互作用场景。实施的方法可以在低输入功率和高速度下运行。这一结果提供了一个全新的窗口，揭示了在碰撞、合并或崩溃的形式中出现的新型耗散孤子之间的相互作用。研究人员认为，他们的研究结果将有助于改进超快脉冲激光的设计和性能。这是一个真正吸引人的研究领域，在基础科学领域的研究激发的研究有可能对未来的光子技术产生实际的影响。
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参考：Nature Photonics
内容：经“博科园”判定符合今主流科学
来自：芬兰科学院
编译：中子星
审校：博科园
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