近日，西北工業大學毛東教授、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”為題發表在國際頂級學術期刊《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。論文鏈接:https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adl2125
超光纖激光器作為一種典型的耗散系統，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系起來。
光纖激光器中 (a, b)穩態和 (c, d)呼吸態塔爾博特孤子
研究團隊在多波長同步鎖模光纖激光器中，利用脈沖整形技術調控相鄰光譜之間的頻率差，首次發現了由塔爾博特效應主導的孤子態鎖模脈沖，稱之為塔爾博特孤子。研究發現，當鎖模波長數目≥3時，光纖激光器的工作狀態由時域塔爾博特效應決定—當整數自成像距離偏離腔長時激光器輸出呼吸態孤子，當整數自成像距離等于腔長時激光器輸出穩態孤子；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的自成像現象和穩態—呼吸行為，為研究耗散光學系統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研究計劃(2021JC-09)、中央高校基本科研業務費（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務費等項目支持下，圍繞超快光纖激光、時空光場調控等領域開展了大量前沿基礎研究工作，在Nature Communications、Science Advances、Light: Science & Applications、Laser & Photonics Reviews等期刊發表第一、通訊作者論文62篇。相關論文共被引用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。
（撰稿：李鵬；審核：晁小榮）
