Các tia laser femto giây có năng lượng cao-có chu kỳ{1}} ngắn giữ giá trị ứng dụng quan trọng trong nghiên cứu vật lý thực địa-mạnh mẽ. Công nghệ kết hợp chùm tia kết hợp là một trong những giải pháp trực tiếp và hiệu quả nhất để tăng cường năng lượng của các tia laser như vậy. Tuy nhiên, một số xung-chu kỳ femto giây có các đặc điểm thời gian duy nhất, đồng thời hiệu suất và độ ổn định của sự kết hợp mạch lạc của chúng dễ bị nhiễu do sự khác biệt về pha bao bọc sóng mang (CEP) giữa các chùm và biến động thời gian. Do đó, việc đo lường và kiểm soát hai yếu tố này là chìa khóa để đạt được sự kết hợp chùm tia ổn định và hiệu quả.
Gần đây, các nhà nghiên cứu tại Viện Quang học và Cơ học Tinh tế Thượng Hải (SIOM) thuộc Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc đã đạt được tiến bộ trong việc đo lường và kiểm soát CEP liên{0}}chùm tia và biến động thời gian để kết hợp chùm tia kết hợp của vài-laser femto giây chu kỳ. Để đạt được phép đo đồng thời chênh lệch CEP giữa các chùm tia và độ biến động thời gian, các nhà nghiên cứu đã đề xuất phương pháp điều chỉnh pha dựa trên giao thoa quang phổ bằng cách sử dụng trục đối xứng của hàm bậc hai. Phương pháp này cho phép hiệu chỉnh nhanh độ biến động thời gian giữa các chùm tia giữa hai chùm tia laser femto giây có chu kỳ-trong khi đồng thời thu được độ lệch pha CEP, cho phép đo đồng thời cả hai tham số. Phân tích lý thuyết chỉ ra rằng phương pháp đo này có thể đạt được độ phân giải thời gian ở mức hàng chục atto giây và độ chính xác đo pha CEP là hàng chục miliradian.
Dựa trên phương pháp đo này, các nhà nghiên cứu đã thiết lập một hệ thống kết hợp chùm tia kết hợp cho vài-laser femto giây chu kỳ bằng cách sử dụng tia laser femto giây chế độ sapphire-sapphire-titan titan. Họ đã triển khai điều khiển phản hồi vòng-đóng đối với độ lệch pha CEP giữa-chùm tia và độ biến động đồng bộ hóa thời gian của hai chùm xung laser và đạt được-kết hợp chùm tia trường xa của hai chùm tia laser femto giây chu kỳ- ngắn bằng cách sử dụng cấu hình khẩu độ xếp kề nhau. Nghiên cứu đã chứng minh rằng khi bật điều khiển vòng lặp kín, độ lệch chuẩn của jitter thời gian giữa các chùm tia được kiểm soát trong vòng 42 atto giây. Đồng thời, bằng cách điều chỉnh chênh lệch CEP giữa các chùm tia thành 0 mrad, hiệu suất kết hợp kết hợp trường xa đạt 98,5%. Hơn nữa, các nhà nghiên cứu đã chứng minh bằng thực nghiệm sự thay đổi của các rìa giao thoa trường xa và hiệu suất kết hợp khi chênh lệch CEP giữa các chùm tia được điều chỉnh liên tục trong một phạm vi π, xác thực khả năng của hệ thống trong việc đo lường và kiểm soát đồng bộ hóa thời gian cũng như chênh lệch CEP giữa các chùm tia.
Tiếp theo, các nhà nghiên cứu dự định tăng số lượng chùm tia laser có chu kỳ femto giây ngắn hơn và áp dụng công nghệ đo lường này để đo CEP giữa các chùm tia và đồng bộ hóa thời gian cho nhiều chùm xung femto giây có chu kỳ ít -nữ hơn, từ đó cung cấp hỗ trợ kỹ thuật để thu được các tia laser femto giây có năng lượng cao-năng lượng ít{4}}.
Các kết quả nghiên cứu có liên quan đã được công bố trên tạp chí Khoa học và Kỹ thuật Laser công suất cao với tiêu đề "Thực hiện đồng thời thời gian và đồng bộ hóa pha đường bao-của sóng mang cho một hệ thống kết hợp mạch lạc xung laser chu kỳ-cường độ vài{2}}cường độ cực cao." Nghiên cứu nhận được sự hỗ trợ từ Quỹ Khoa học Tự nhiên Quốc gia Trung Quốc, Bộ Khoa học và Công nghệ Trung Quốc và Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc.