近日，物理科学与技术学院毛东教授、赵建林教授团队与浙江大学崔玉栋副研究员、特拉维夫大学Boris A. Malomed教授等合作，在双折射调控矢量脉冲激光方面取得重要进展。团队利用线性模式耦合效应，在锁模光纤激光器中首次实现了对矢量脉冲激光的精确调控，成功获得两种新型孤子态—异核矢量孤子与同核矢量孤子。研究成果以“Heteronuclear and Homonuclear Vector Solitons in Lasers”为题发表于国际物理学权威期刊《Physical Review Letters》。学院杜岳卿副教授为第一作者，毛东教授、赵建林教授为论文共同通讯作者。西北工业大学物理科学与技术学院为论文第一署名单位。

矢量孤子是由正交模式通过非线性耦合形成的局域结构，在光学、玻色-爱因斯坦凝聚等多个物理领域中具有广泛的应用前景和重要的研究价值。其形成主要依赖于模式间的非线性耦合，调控自由度相对有限，因而对孤子内部结构的主动调控仍面临较大挑战。

研究团队通过在光纤激光系统引入偏振分束-时间延迟-偏振合成结构，发现线性模式耦合可作为一个全新的、独立的调控维度。研究发现，模式耦合强度直接决定了矢量孤子激光的最终形态：在弱线性耦合条件下，系统形成异核矢量孤子，其结构表现为一个偏振方向上的单脉冲与正交偏振方向上的等间隔阻尼脉冲链，两者相互绑定但结构差别明显；而在强线性耦合条件下，系统产生同核矢量孤子，它由两个结构高度相似的脉冲构成，并作为一个整体表现出独特的协同“毛毛虫”式运动。

图(a)激光器结构；(b)异核和同核矢量孤子脉冲形成原理

本研究证实了激光系统中模式间线性耦合与非线性耦合存在竞争关系，且该竞争机制可主导矢量孤子的物理特性，进而实现对其时空与光谱结构的主动调控。该发现深化了对矢量孤子形成机制的理解，为在同一系统中高效生成两类特性迥异的光脉冲提供了全新的技术路径。该工作得到了国家自然科学基金（12274344, 12474339）等项目的资助。

毛东教授、杜岳卿副教授作为我校光学工程学科的骨干青年教师，在国家自然科学基金青年科学基金(B类)、面上项目、陕西省杰出青年科学基金、中央高校基本科研业务费等项目支持下，围绕超快光纤激光、时空光场调控等领域开展前沿基础研究工作，在Physical Review Letters、Light: Science & Applications、Nature Communications、Science Advances等期刊发表第一、通讯作者论文80余篇，相关论文共被引用10000余次。毛东教授多次入选爱思唯尔高被引学者和斯坦福大学全球前2%顶尖科学家，该工作为其双折射管理孤子方向的代表性成果之一。

论文链接：https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/76cq-lrb6

（文字：李鹏；图片：李鹏；审核：晁小荣）