BEAMLOCKER - Beam self-cleaning for spatiotemporal mode-locked fiber lasers 

ID Call: HORIZON-MSCA-2021-PF-01 MSCA Postdoctoral Fellowships

Ruolo di Sapienza nel progetto: Host Institution

Supervisor: Stefan Wabnitz

Fellow: Yifan Sun

Dipartimento: Ingegneria dell'informazione, elettronica e telecomunicazioni

Data inizio progetto: 01/06/2022

Data fine progetto: 31/05/2024

Abstract del progetto:

Il Mode locking (ML) è una tecnica fondamentale per la generazione di impulsi laser ultracorti, che ha portato a notevoli progressi nello sfruttamento dei modi longitudinali all'interno di laser caratterizzati da un singolo modo trasversale, come i laser a fibra monomodale. L'avvento dello spatiotemporal mode-locking (STML) ha rivoluzionato questo panorama, bloccando sia i modi trasversali che quelli longitudinali nei laser a fibra multimodale (MMF) per produrre impulsi spazio-temporali ultraveloci. Questa innovazione ha aperto nuove strade negli studi sulla propagazione delle onde non lineari. La natura multimodale intrinseca di questi laser consente loro di fornire impulsi di maggiore potenza rispetto alle loro controparti monomodali. Tuttavia, l'interazione tra i modi trasversali rappresenta una sfida per ottenere un'elevata qualità del fascio spaziale. Una potenziale soluzione è rappresentata dall'autopulizia del fascio spaziale nelle MMF a indice graduato. Quando la potenza dell'impulso supera una certa soglia, la non linearità Kerr introduce un processo di trasformazione che reindirizza efficacemente la potenza dai modi di ordine superiore al modo fondamentale, portando a un profilo trasversale di uscita a campana stabile e robusto. In questo contesto, il progetto BEAMLOCKER approfondisce la dinamica dei laser MMF STML, con l'obiettivo primario di ottenere fasci di uscita di alta qualità attraverso modellizzazioni fisiche. L'indagine spazierà tra metodologie analitiche, simulazioni numeriche dirette e tecniche di continuazione e biforcazione numerica. Il risultato di questo impegno potrebbe dare il via a un'ondata di ulteriori indagini teoriche e imprese sperimentali nel campo delle interazioni all'interno di sistemi di fibre multimodali non lineari.