초지연공

Supercontinuum
그림 1. 일반적인 초지속적 스펙트럼. 파란색 선은 광결정 섬유로 발사된 펌프 선원의 스펙트럼을 나타내고, 빨간색 선은 광섬유를 통해 전파된 후 생성된 초진공 스펙트럼을 보여준다.
일반적인 초지연공 이미지. 이 초연속은 800nm, 100미만 fs 펄스를 YTAG(Yttrium 알루미늄 가넷) 결정으로 집중시킴으로써 생성되었으며, 가시광선과 NIR 모두를 아우르는 초광대역 광선을 생성하였다.

광학에서 초진공은 예를 들어 마이크로 구조화된 광섬유를 사용하는 것과 같이 원래 펌프 빔의 스펙트럼 확대가 심하도록 하기 위해 비선형 공정의 집합이 펌프 빔에 함께 작용했을 때 형성된다. 그 결과는 부드러운 스펙트럼 연속체(일반적인 예는 그림 1 참조)이다. 얼마만큼의 확장이 초지연공인지에 대해서는 합의가 이루어지지 않고 있지만, 연구자들은 초지연공만큼 60nm의 확장이 거의 없다고 주장하는 연구결과를 발표했다.[1] 또한 5dB에서 40dB 또는 그 이상을 사용하는 저자와 선원의 대역폭을 정의하는 데 필요한 스펙트럼 평탄도에 대한 합의도 없다. 또한 1970년대, 1980년대, 1990년대 동안 많은 작가들이 그들의 연속성을 설명하기 위해 대체적인 구절을 사용하면서, 초진공이라는 용어 자체는 금세기까지 널리 받아들여지지 않았다.

공기에 집중된 펨토초 빔의 일반적인 색상 패턴; 초점이 강한 전기장으로 인해 스파크가 발생할 때까지 보이지 않고 우측에서 빔이 지나가고 있다는 점에 유의하십시오.
마이크로 구조 광섬유 내 초경량 레이저 펄스의 전파 입력 레이저 광선(사진 하단, 섬유에 들어가기 전에는 보이지 않음)은 적외선에 가까우며 가시 스펙트럼의 대부분을 덮고 있는 파장을 생성한다.
광결정 광섬유(왼쪽 광실)에서 나오는 초진공 생성으로 펌프 레이저의 강도가 점차 높아진다. 오른쪽에는 출력 빔이 프리즘을 통과한 후 초연속 스펙트럼이 표시된다. 펌프 강도가 높을수록 초진공이 넓어진다. 펌프 레이저는 800nm의 펨토초 레이저다.

지난 10년 동안, 슈퍼콘티누아 원천 개발은 연구 분야로 부상했다.[2] 이는 새로운 기술 개발로 인해 보다 통제되고 접근하기 쉬운 슈퍼콘티누아의 생성이 가능해진 탓이 크다. 이 새로운 연구는 광학 정합성 단층촬영,[3][4] 주파수 측정학,[5][6][7] 형광 평생 영상촬영,[8] 광통신,[1][9][10] 가스 감지[11][12][13] 등 다양한 분야에서 응용 분야를 찾고 있는 다양한 새로운 광원을 만들어냈다. 이러한 출처의 적용은 피드백 루프를 만들어냈는데, 과학자들은 초대륙을 활용함으로써 그들의 특정 용도에 맞게 더 나은 맞춤형 연속체를 요구하고 있다. 이것은 연구자들이 이러한 연속체를 생산하기 위한 새로운 방법을 개발하고, 그들의 형성을 이해하고 미래의 발전을 돕기 위한 이론을 개발하도록 만들었다. 그 결과 2000년 이후 이러한 원천을 개발하는 데 있어 급속한 진전이 이루어졌다. 초진공 발생이 오랫동안 섬유의 보존 상태였던 반면, 최근 몇 년 동안 통합된 도파관은 극도로 광범위한 스펙트럼을 생성하여 보다 경제적이고, 소형적이며, 강력하며, 확장 가능하고 대량 생산 가능한 초진공 발생원에 대한 문을 열었다.[14][15]

과거 개요

1960년대와 1970년대

1964년 존스와 스토이체프는[16] 광학 주파수에서 라만 흡수 유도 연구를 위해 마저에 의해 생성된 연속체를 사용했다고 보고했다. 그것은 Stoicheff으로써 어린 publication[17]을 때 메이저 방출 한 날카로운 스펙트럼 선에 있다며 객관적인 모든 라만 방출선; 때마다 메이저 배출량은 첫번째 스토크스 라인의 예외에 추가적인 구성 요소, 모든 라만 방출선의 지갑, 상당히 때로 올라가 넓어졌다가 더 날카로워된 바 있다.의심베랄 백 센티미터−1."[16] 이러한 약한 연속체는 설명했듯이 첫 번째 라만 흡수 분광기 측정을 할 수 있게 했다.

1970년에 알파노와 샤피로는 주파수를 이용하여 결정과 안경에서 주파수가 넓어지는 것을 처음으로 측정하여 Nd:Glass 모드 잠금 레이저를 두 배로 증가시켰다고 보고했다. 출력 펄스는 약 4 ps였으며 펄스 에너지는 5 mJ이었다. 형성된 필라멘트는 400~700nm 범위에서 최초로 백색광 스펙트럼을 생성했으며, 저자들은 자기상 변조 및 4파 혼합을 통해 그 형성을 설명했다. 필라멘트 자체는 근원으로서 실제 사용되지는 않았다. 그럼에도 불구하고 저자들은 그 결정들이 초고속 광문처럼 유용할 수 있다고 제안했다.[18][19] 알파노는 1970년 초지연공이라고 불리는 궁극적인 백색 광원에 대한 피레브 레터(24, 592,584,1217(1970)의 같은 호에 실린 세 개의 정석적 기사를 가지고 초지연공학의 발견자 겸 발명가다.

1960년대와 1970년대에 걸친 라만 흡수 분광법에 의한 원자 증기, 유기 증기 및 액체의 연구는 연속적인 원천의 개발을 촉진시켰다. 1970년대 초에는 섬광기 염료에서 나오는 레이저 흥분 형광 연속체와 함께 나노초 지속시간 플래시 램프와 가스의 레이저 유발 고장 스파크로 형성된 연속체가 흥분 상태를 연구하기 위해 사용되었다.[20] 이러한 공급원은 모두 문제를 가지고 있었다; 필요한 것은 높은 전력 수준에서 합리적인 효율과 함께 넓은 연속체를 생산하는 공급원이었다. 1976년 린과 도난은 약 1kW의 출력 전력에서 530nm에 110~180nm의 대역폭으로 연속체를 생성하는 새로운 나노초 소스를 보고했다.[20] 이 시스템은 길이 19.5m, 코어 지름 7μm의 실리카 파이버를 펌프하기 위해 15-20nm의 대역폭으로 10ns 펄스를 생성하는 10-20kW 염색 레이저를 사용했다. 그들은 5-10%의 지역에서만 결합 효율을 관리할 수 있었다.

1978년까지 린과 응우옌은 몇 개의 연속체를 보고했는데, 가장 두드러진 하나는 길이가 315m인 2 [21]}}개의 도핑된 실리카 섬유와 33μm 코어를 사용한다는 것이었다. 광학 설정은 린이 도난당한 이전 작업과 비슷했지만, 이 경우 펌프 소스는 150kW, 20ns, Q-스위칭 Nd:YAG 레이저. 실제로, 그들은 이용 가능한 전력이 너무 많아서 섬유 손상을 막기 위해 3분의 2를 감쇠시켰다. 파이버에 결합된 50 kW는 12 kW 연속체로 나타났다. 스톡스 라인은 1.3μm까지 선명하게 보였는데, 이때 1.38μm에서 수분 흡수로 인한 큰 손실을 제외하면 연속체가 매끄럽게 나오기 시작했다. 그들은 발사력을 50 kW 이상으로 증가시켰을 때 연속체가 가시 스펙트럼의 녹색 부분까지 확장된다는 점에 주목했다. 하지만, 높은 전력 수준은 빠르게 그들의 섬유질을 손상시켰다. 같은 논문에서 그들은 또한 6 μm 코어 지름과 "몇 개의 길이 100m"의 단일 모드 파이버를 주입했다. 발사 출력 전력 감소로 0.9μm에서 1.7μm에 이르는 유사한 연속체를 생성했다. 그것을 깨닫지 못한 채, 그들은 또한 처음으로 광학 용해제를 만들어냈다.

1980년대

1980년 후지이 외는 모드 잠금식 Nd로 린의 1978년 설정을 반복했다.YAG.[22] 펄스 최대 출력은 100 kW 이상으로 보고되었으며, 10 μm 코어 단일 모드 Ge 도핑 파이버에서 70% 이상의 결합 효율을 달성하였다. 특이하게도 그들은 맥박 지속시간을 보고하지 않았다. 이들의 스펙트럼은 실리카의 전체 스펙트럼 윈도우를 300nm에서 2100nm까지 확장했다. 저자들은 스펙트럼의 가시적 측면에 관심을 갖고 펌프와 라만이 생성하는 스톡스의 4파 혼합이 생성의 주요 메커니즘을 파악했다. 그러나, 더 높은 순서 모드는 펌프와 스톡스 라인 사이의 총 주파수 생성에 기인했다. 위상 일치 조건은 피복재 모드의 상향 변환 광선과 준연속성을 결합하여 충족되었다.

1980년 와시오 외 [23]연구진은 1.34 μm Q-스위치 Nd:YAG 레이저. 이것은 그들의 섬유질을 위한 변칙적인 분산체제의 바로 안쪽에 있었다. 그 결과는 1.15 μm에서 1.6 μm까지 확장되었으며 분리된 스톡스 라인이 보이지 않는 연속체였다.

지금까지 아무도 왜 스톡스 선 사이의 연속체가 섬유로 더 긴 파장으로 평활화되었는지에 대한 적절한 설명을 제공하지 않았다. 대부분의 경우 이것은 용해 메커니즘에 의해 설명된다. 그러나 용해제는 1985년까지 섬유로 보고되지 않았다.[24][25] 자기 위상 변조가 보이는 넓은 연속체를 설명할 수 없다는 것이 실현되었지만, 대부분 다른 것은 거의 설명으로 제공되지 않았다.

1982년 스미르노프 외 [26]연구진은 린이 1978년에 달성한 것과 유사한 결과를 보고했다. 0.53과 1.06μm에서 펌핑된 멀티모드 인산염 섬유소를 사용해 일반 스톡스 성분과 자외선으로부터 근적외선까지 확장된 스펙트럼을 보았다. 그들은 자기 위상 변조에 의한 스펙트럼 확대가 910 cm이어야−1 하지만 연속체는 3000 cm−1 이상이라고 계산했다. 그들은 "광학 연속체는 자기 위상 변조만으로는 설명할 수 없다"고 결론지었다. 그들은 4개의 파동 혼합을 유지하기 위해 긴 길이의 섬유에 걸쳐 위상 매칭이 어렵다는 점을 지적하며 계속했고, 특이한 손상 메커니즘을 보고했다(이것은 아마도 매우 짧은 섬유 퓨즈로 간주될 것이다). 그들은 나노초 펄스가 나노초 미만의 봉투에 있는 스파이크로 구성되었다면 그것은 넓은 연속체를 설명할 것이라는 로이와 션의 훨씬 이전의[27] 제안에 주목한다.

넓은 연속체를 초래하는 매우 짧은 펄스에 대한 이러한 생각은 1년 후 포크 외 연구진이 충돌 모드 잠금 레이저에서 80 fs 펄스를 사용했다고 보고했을 때 연구되었다.[28][29] 레이저의 파장은 627nm였고 그들은 그것을 에틸렌 글리콜 제트기를 펌프질하는 데 사용했다. 그들은 결과적인 연속체를 시준하고 연속체의 붉은 부분이 맥의 앞쪽에 있고 파란 부분이 뒤쪽에 있다는 점에 주목하면서 다른 파장에서 맥박 지속시간을 측정했다. 그들은 그 연속체를 가로지르는 아주 작은 울음소리를 보고했다. 이러한 관측 등을 통해 그들은 자기상 변조가 어느 정도 마진만큼 지배적인 효과라고 진술하게 되었다. 그러나 그들은 또한 그들의 계산이 자기 위상 변조가 허용할 수 있는 것보다 훨씬 큰 연속체를 유지한다는 것을 보여준다는 점에 주목하여 4파 혼합 과정도 존재해야 함을 시사했다. 그들은 펨토초 선원을 사용하여 신뢰할 수 있고 반복 가능한 연속체를 생산하는 것이 훨씬 더 쉽다고 말했다. 그 후 몇 년 동안 이 공급원은 더 많이 개발되었고 다른 액체를 검사하는데 사용되었다.[30]

같은 해에 나카자와와 도쿠다가 Nd의 두 전환기를 사용했다고 보고했다.1.32와 1.34 μm의 YAG로 이러한 파장에서 멀티모드 파이버를 동시에 펌프한다. 그들은 연속 스펙트럼의 원인이 강제적인 4파 혼합과 순차적인 중첩이 라만 산란을 자극했기 때문이라고 분석했다. 이를 통해 이전 작품에 비해 몇 kW의 비교적 낮은 펌프 파워로 연속체를 생성할 수 있었던 것이 가장 큰 장점이었다.[31]

1980년대 초반에서 후반에 알파노, 호, 코쿰, 마나사 등이 다양한 실험을 수행했지만, 그 중에는 섬유질이 거의 포함되어 있지 않았다. 대부분의 작업은 대부분 가시 지역에서 연속적으로 생성하기 위해 다양한 결정, 액체, 가스 및 반도체를 펌핑하기 위해 더 빠른 소스(10ps 이하)를 사용하는 것에 초점을 맞췄다.[32] 자기 위상 변조는 일반적으로 공정을 설명하기 위해 사용되었지만 1980년대 중반부터 2세대 고조파 단상 변조와[33] 유도 위상 변조를 포함한 다른 설명이 제공되었다.[34] 실제로, 자기 위상 변조가 왜 훨씬 더 광범위한 연속체를 낳을 수 있는지를 설명하기 위한 노력이 이루어졌는데, 대부분은 서서히 변화하는 진폭 엔벨롭과 같은 요소들을 포함함으로써 이론을 수정한다.[35][36]

1987년 [37]곰즈 외 연구진은 단일 모드의 인산화 인산화 섬유에서 라만 산란을 자극했다고 보고했다. 그들은 파이버를 Q-스위치와 모드잠금식 Nd로 펌핑했다.700kW의 피크 전력으로 130ps의 펄스를 생산한 YAG. 그들은 56 kW까지 섬유로 발사했고 인의 결과 실리카 섬유로 달성한 것보다 훨씬 넓고 아첨하는 연속체를 달성했다. 1년 후 같은 그룹의 구베야-네토 외 [38]연구진은 변조 불안정으로 인한 솔리톤 파동의 형성과 전파를 기술한 논문을 발표했다. 1.32 μm Nd:200W의 피크 전력으로 100ps의 펄스를 만들어 7μm 코어 직경의 단일 모드 파이버 500m를 펌핑한 YAG 레이저. 광섬유의 영분산 파장은 1.30μm로 펌프가 변칙분산계 바로 안쪽에 놓였다. 그들은 500 fs(솔리톤) 미만의 지속시간을 갖는 펄스에 주목했고, 펌프 출력을 증가시키면서 1.3 μm에서 1.5 μm까지 연속체가 형성되었다.

1990년대

1992년 그로스 외 연구진은 섬유질에서 펨토초초 펄스에 의해 생성되었을 때 (변칙적인 그룹 속도 분산 영역에서) 슈퍼콘티누아의 형성을 모델링한 논문을 발표했다. 그것은 그 당시까지만 해도 가장 완전한 모델이었으며, 기본적인 솔리톤과 솔리톤 자기주파수 이동은 방정식의 해결책으로 부상했다.[39]

광통신용 파장분할 멀티플렉스(WDM) 시스템에 사용되는 슈퍼콘티누아의 적용가능성은 1990년대에 집중적으로 조사되었다. 1993년 모리오카 외 [9]연구진은 100 파장 채널 멀티플렉싱 계획을 보고했는데, 이 계획은 1.224-1.394μm 스펙트럼 영역에서 1.9nm 스펙트럼 간격으로 100 ps 펄스를 동시에 생성했다. Nd:를 사용하여 초지연 진공을 생성했다.YLF 펌프는 7.6 ps 펄스를 생성하기 위해 모드 잠금으로 설정된 1.314 μm에 집중했다. 그리고 나서 그들은 채널을 생성하기 위해 결과 연속체를 2중 섬유로 여과했다.

모리오카와 모리는 1990년대부터 현재까지 초진공 발전을 활용한 통신기술 개발을 지속했다. 그들의 연구는 광섬유의 그룹 속도 분산을 측정하기 위해 초대륙을 사용하는 것,[40] 1Tbit/s 기반 WDM 시스템의 시연,[10] 그리고 최근에는 60nm 이상의 초지연공을 사용하여 2.8Tbit/s가 가능한 1000채널 고밀도 파장 분할 멀티플렉스(DWDM) 시스템을 사용하는 것을 포함했다.[1]

광섬유를 기반으로 한 레이저가 펌프질한 초연속성의 첫 시연은 1997년 체르니코프 외 연구진에 의해 보고되었다.[41] 그들은 단일모드 이터비움과 에르비움 도포 섬유에서 패시브 Q스위칭을 달성하기 위해 분산 백스캐터링을 이용했다. 패시브 Q 스위칭은 10kW 피크 전력과 2ns 지속 시간을 갖는 펄스를 생성했다. 그 결과 생긴 연속체는 1μm에서 실리카 창 가장자리까지 2.3μm로 늘어났다. 처음 3개의 스톡스 라인이 보였으며 연속체는 약 0.7μm까지 확장되었지만 전력 수준은 현저히 감소하였다.

2000년 이후 경과

1980년대에 이루어진 발전은 광섬유로 가장 넓은 연속체를 얻기 위해서는 변칙적인 분산체제로 펌핑하는 것이 가장 효율적이라는 것이 명백해졌다는 것을 의미했다. 그러나 기존의 실리카 섬유에서 1.3μm보다 훨씬 적은 제로 분산 파장을 달성하는 것이 매우 어렵다는 것이 증명되었기 때문에 고출력 1μm 레이저로 이것을 이용하기는 어려웠다. 해결책은 Knight et al.에 의해 1996년에 Photonic-crystal 섬유(PCF)의 발명과 함께 나타났다.[42] PCF의 속성은 다른 곳에서 자세히 논의되지만, PCF를 초지속적 발생을 위한 우수한 매개체로 만드는 두 가지 특성, 즉 높은 비선형성과 맞춤형 제로 분산 파장이다. 첫 번째로는 2000년 랭카 외 연구진이 있었는데,[5] 그는 767 nm의 분산이 0인 75 cm의 PCF와 1.7 μm 코어 직경을 사용했다. 그들은 파이버에 100 fs, 800 pJ 펄스를 790 nm에서 주입하여 400-1450 nm 사이의 평탄한 연속체를 만들어냈다.

이 작업은 다른 작업자들이 800nm 전후의 분산이 전혀 없는 짧은 길이의 PCF를 고출력 펨토초 Ti:sapfire 레이저로 펌핑하는 작업이 뒤따랐다. Lehtonen 외 [43]연구진은 펌프 파장(728-810nm)과 펄스 지속시간(70-300fs)을 변화시키는 것뿐만 아니라, 양방향 PCF에서 연속체 형성에 미치는 양극화의 영향을 연구했다. 그들은 최고의 연속체가 300 fs 펄스로 변칙적인 영역 바로 안에서 형성된다는 것을 발견했다. 짧은 펄스로 인해 스펙트럼 출력에서 볼 수 있는 솔리톤이 명확하게 분리되었다. 헤르만 외 연구진은 펨토초 초대륙의 발달, 특히 이 과정에서 높은 주문에서 근본적인 주문과 분산 파동의 생산으로 용해체가 감소하는 것에 대해 설득력 있는 설명을 제공했다.[44][45] 완전 섬유 통합 펨토초 선원이 개발되고 입증되었다.[46][47]

2000년 이후 개발의 다른 지역, 섬유의 개발 포토닉 nanowires,는 경우에는 48에 supercontinuum을 설명하는데 새로운 재료, 생산 기술과가 가는 초, 더 넓은 continua을 생성하기 위해 소설 방법, 소설 전파 공식 포함시킨 피코초, 10억분의 1초와 CW정권에서 작동하supercontinua 소식통을 포함하고 있다.]d 초지진 발생에 대한 설명과 이해를 돕기 위한 수치 모델의 개발. 불행하게도, 이러한 성과에 대한 심도 있는 논의는 이 기사를 넘어섰지만, 독자는 더들리 외 연구원의 훌륭한 리뷰 기사를 참조한다.[49]

통합 광전자 플랫폼에서의 초지연 발전

광섬유가 창시 이래 초진공 세대의 일꾼이었지만, 20세기에는 초진공 기반 통합 도파관(daveguide)이 활발한 연구 영역이 되었다. 이러한 칩 스케일 플랫폼은 초지속적 선원을 소형화하여 소형화하며, 강력하고, 확장 가능하고, 대량 생산 가능하고, 보다 경제적인 장치로 만들 것을 약속한다. 또한 그러한 플랫폼은 도파관 단면 기하학을 변화시킴으로써 분산 엔지니어링을 가능하게 한다. 실리콘 베이스 [50]재료인 실리카, 질화규소,[51][52] 결정체, 무정형[53][54] 실리콘은 전자기 스펙트럼의 가시적,[55] 근적외선[55][56] 및 중간적외선[56][57] 영역에 걸쳐 초진공 생성을 입증했다. 2015년 현재 칩에서 발생하는 가장 넓은 초연속도는 가시광선 470nm에서 적외선 파장 영역의 경우 2130nm까지 확대된다.[58]

섬유 내 연속체 형성의 역학 설명

이 섹션에서는 초대륙이 섬유에서 생성되는 두 가지 주요 체제의 역학을 간략히 논의한다. 앞에서 설명한 바와 같이 초진공은 많은 비선형 프로세스의 상호작용을 통해 발생하여 광범위한 스펙트럼 확대를 야기한다. 자기 위상 변조, 4파 혼합, 솔리톤 기반 역학 등 이러한 공정의 상당수는 한동안 개별적으로 잘 이해되어 왔다. 최근 몇 년간의 돌파구는 이러한 모든 과정이 어떻게 상호 작용하여 초대륙을 생성하는지, 그리고 연속체 형성을 강화하고 제어하기 위해 매개변수를 어떻게 설계할 수 있는지를 이해하고 모델링하는 것을 포함했다. 두 가지 주요 정권은 솔리톤 핵분열 체제와 변조 불안정 체제다. 물리적 프로세스는 상당히 유사한 것으로 간주될 수 있으며, 설명에 따르면 펌프 조건의 변화로 연속체 형성을 추진하는 프로세스를 구별할 수 있다. 정상적인 분산 지역에서 펌핑을 하는 제3의 체제도 적용된다. 이것은 초지속적인 진공을 발생시키기 위한 완벽한 실행 방법이다. 그러나 이 방법으로 동일한 대역폭을 생성할 수는 없다.

솔리톤 핵분열 시스템

솔리톤 핵분열 시스템에서는 짧은 고출력 펨토세컨드 펄스가 PCF 또는 다른 고 비선형 섬유로 발사된다. 펨토초 맥박은 고순도 솔리톤으로 간주될 수 있으며, 결과적으로 빠르게 넓어지고 나서 기본 솔리톤으로 배출된다. 핵분열 과정 중에 과잉에너지는 단파장 쪽에서 분산파로 방출된다. 일반적으로 이러한 분산파는 더 이상 이동하지[49] 않으며 따라서 펌프에 부족한 확장은 솔리톤이 숨을 쉴 때 얼마나 넓게 팽창하느냐에 달려 있다.[59][60] 그런 다음 기본 솔리톤은 펄스 내 라만 산란을 거치고 긴 파장(솔리톤 자기주파수 이동이라고도 함)으로 이동하여 연속체의 긴 파장 측면을 발생시킨다. 솔리톤 라만 연속체가 4파 혼합과[61] 단상 변조를 통해 분산 방사선과 상호작용하는 것이 가능하다.[62] 특정 상황에서는 이러한 분산파가 솔리톤 트래핑 효과를 통해 솔리톤과 결합될 수 있다.[63][64] 이 효과는 솔리톤 자기 주파수가 더 긴 파장으로 이동함에 따라 결합 분산파가 그룹 속도 일치 조건에 의해 지시되는 더 짧은 파장으로 이동함을 의미한다. 일반적으로 이 솔리톤 트래핑 메커니즘은 연속체가 다른 메커니즘을 통해 가능한 것보다 더 짧은 파장으로 확장될 수 있도록 한다.

PCF에서 생성된 최초의 초연속 진공이 이 체제에서[5] 작동했으며, 그 후의 많은 실험도 초단기 펄스 펨토초 시스템을 펌프 소스로 사용하였다.[49] 이 체제의 주요 장점 중 하나는 연속체가 종종 높은 시간적 일관성을 보인다는 것이다.[49] 게다가 PCF의 짧은 기간 동안 광범위한 초대륙을 발생시킬 수 있다는 것이다. 단점은 여기서 제한 인자가 사용 가능한 펌프 공급원이지만 연속체에서 매우 높은 평균 전력으로 스케일링할 수 없으며, 일반적으로 스펙트럼이 생성되는 스펙트럼 구성요소의 국부적 특성 때문에 스펙트럼이 원활하지 않다는 것이다.

이 체제가 우세한지는 맥박과 섬유 파라미터를 통해 알아낼 수 있다. 솔리톤 핵분열 길이 을를) 정의하여 가장 높은 솔리톤 압축이 달성되는 길이를 추정할 수 있다.

여기서 은(는) 특성 분산 길이 N {\ N은(는) 솔리톤 순서다. 이 길이로 핵분열이 발생하는 경향이 있으므로 이(가) 섬유 길이 및 변조 불안정 L I{\과 같은 기타 특성 길이 척도의 길이 척도보다 짧으면 핵분열이 지배하게 된다.

변조불안정체제

변조 불안정(MI)은 연속파장(CW)이나 준연속파장(준연속파장)의 붕괴로 이어져 근본적인 해결의 기차가 된다. CW와 준CW 초진공 형성에 관한 여러 논문이 위에서 설명한 바와 같이 단파 생성에 대해 용해 핵분열과 분산파 생성을 인가했기 때문에 이 체제에서 발생하는 용해체는 기본적이라는 점을 강조할 필요가 있다.[65][66] 솔리톤 핵분열체제와 유사한 방식으로 연속체의 긴 파장 쪽은 펄스 내 라만 산란과 자기주파수가 더 긴 파장으로 이동하는 솔리톤에 의해 생성된다. MI 프로세스가 노이즈에 의해 구동되므로 에너지가 다른 솔리톤 분포가 생성되어 자기 주파수 이동 속도가 달라진다. 최종 결과는 MI가 추진한 솔리톤-라만 연속체가 핵분열 시스템에서 생성된 것보다 훨씬 더 부드러운 경향이 있다는 것이다. 단파 생성은 특히 준CW 체제의 더 높은 피크 파워를 위해 4파 혼합에 의해 추진된다. 순수 CW 체제에서는 1μm 펌프 선원의 파장보다 짧은 파장에서 근래에야 단파 발생이 이루어졌다. 이 경우, 솔리톤 트래핑은 MI 추진 체제에서 단파장 생성에 역할을 하는 것으로 나타났다.

연속체는 MI가 핵분열과 같은 다른 과정을 형성하고 지배하는 섬유와 자기장 매개변수인 경우에만 MI 체제에서 발생할 것이다. 핵분열 시스템과 유사한 방식으로 MI, 에 대한 특성 길이 척도를 개발하는 것이 건설적이다

여기서 은(는) 피크 전력 수준 이하의 배경 소음 수준이다. 방정식은 본질적으로 MI 이득이 배경 양자 소음을 용해로 증폭하는 데 필요한 길이의 척도다. 일반적으로 이 사격 소음은 약 200dB 감소로 간주된다. 따라서 제공된 f mathematrm {fiss}}}}}}}}}}의 경우 MI가 준CW 사례에서 솔리톤 핵분열을 지배하게 되며 이 조건은 다음과 같이 표현될 수 있다.

방정식의 중간 항은 단순해석방정식이다. MI가 지배하기 위해서는 왼손이 오른손보다 훨씬 작아야 하며, 이는 솔리톤 순서가 4보다 훨씬 커야 함을 의미한다. 실제로 이 경계가 대략 = 인 것으로 설정되었다[49] 따라서 솔리톤 핵분열 메커니즘으로 이어지는 것은 주로 초단파 펄스라는 것을 알 수 있다.

정상 분산 시스템에서 펌핑

위에서 설명한 두 가지 방법은 펌프가 비정상적인 분산 영역에 있다고 가정한다. 정상 지역에서 초대륙을 만들 수 있으며, 사실 역사적 개요에서 논의된 초기 결과들 중 많은 것들이 정상 분산체제에 주입되었다. 입력 펄스가 충분히 짧으면 자기 위상 변조가 일시적으로 일관적인 상당한 확장으로 이어질 수 있다. 그러나 펄스가 매우 짧지 않으면 자극-라만 산란이 지배하는 경향이 있으며 일반적으로 제로 산포 파장에 도달할 때까지 일련의 계단식 이산 스톡스 선이 나타난다. 이 시점에서 라만 연속체가 형성될 수 있다. 변칙적인 펌핑은 연속 생성에 훨씬 더 효율적이기 때문에, 대부분의 현대적 공급원은 정상적인 분산 시스템에서 펌핑을 피한다.

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