Генерация суперконтинуума в высоколегированных оксидом германия силикатных волокнах с переменной дисперсией Текст научной статьи по специальности «Нанотехнологии»

Генерация суперконтинуума в высоколегированных оксидом германия силикатных волокнах с переменной дисперсией

Филатова С.А., Жлуктова И.В., Камынин В.А., Трикшев А.И.

ОК, лаборатория «Фотоника: квантовые материалы и технологии» Е-mail: filsim2910@gmail. com Введение

Генерация суперконтинуума (СК) в оптических волокнах в спектральном диапазоне более 2 цт представляет интерес из-за ряда потенциальных применений, таких как спектроскопия газов, медицина, фундаментальные исследования и т.д. [1, 2]. СК является результатом взаимодействия ряда нелинейных эффектов и излучения высокой интенсивности, в результате которого получается сверхширокополосный спектр с высокой спектральной плотностью [3]. Суперконтинуум можно получить, запустив ультракороткие импульсы (<100 ps) в сильно нелинейную среду, такую как коническое волокно, фотонно-кристаллическое волокно (PCF), высоконелинейное волокно (HNLF), усилители на основе волокна, легированного ионами редкоземельных элементов, одномодовое волокно и т.д. [4]. Нелинейные и дисперсионные характеристики оптического волокна существенно влияют на изменение спектральных и временных параметров распространяющихся оптических импульсов.

В данной работе продемонстрирована генерация суперконтинуума за пределами 2 цт в силикатных волокнах с высоким содержанием оксида германия и различными значениями дисперсии. Схема экспериментальной установки представлена на рис. 1 (а). В качестве задающего генератора (МО) использовался гольмиевый волоконный лазер, работающий в режиме синхронизации мод с центральной длиной волны 2073 nm, генерирующий ультракороткие импульсы (т « 1 ps) с частотой повторения 20 MHz [5]. Излучение МО усиливалось в гольмиевом волоконном усилителе с длиной активного световода 2 т, а затем вводилось в силикатное волокно с высоким содержанием оксида

германия. Накачка усилителя осуществлялась через волоконный мультиплексор (WDM) с помощью иттербиевого волоконного лазера с длиной волны излучения 1125 nm, обеспечивающего мощность непрерывного излучения до 8 W.

Рис. 1 (а) Схема экспериментальной установки: МО - задающий

генератор, ISO - волоконный изолятор, HoDF - волокно, легированное гольмием, WDM - мультиплексор; (б) эволюция спектра в силикатном волокне, легированном оксидом германия длиной 2.4 m, с дисперсией, близкой к нулю, в спектральном диапазоне 2 цт

Суперконтинуум был получен в силикатном волокне длиной 2.4 т, легированном GeO2, с дисперсией, близкой к нулю, в спектральном диапазоне 2 цт (рис. 1 (б)), и в силикатном волокне длиной 3 т, легированном GeO2, с аномальной дисперсией в спектральном диапазоне 2 цт. Диаметр оболочки составлял 120 и 140 цт, соответственно. Диаметр моды на X = 1550 пт составлял 3.2 цт. Концентрация GeO2 в сердцевине волокна составляла более 30% мол. Как видно из рис. 1 (б), мы получили СК в диапазоне 1950-

2600 nm с выходной мощностью около 120 mW. Доля мощности излучения в спектральном диапазоне > 2.2 цт составляла около 40%.

Коллектив авторов выражает благодарность руководителю НЦЛМТ Цветкову В.Б. и Сысолятину А.А.

1. J. Mandon, E. Sorokin, I.T. Sorokina et al. Optics Letters. 2008, 33(3), 285-287.

2. C.F. Kaminski, R.S. Watt, A.D. Elderet al. Applied Physics B. 2008, 92(3), 367-378.

3. G. Sobon, R. Lindberg, V. Pasiskevicius et al. JOSA B. 2019, 36(2), A15-A21.

4. S.N.M. Rifin, M.Z. Zulkifli, S.N.M. Hassan et al. Laser Physics. 2016, 26(11), 115102(7pp).

5. S.A. Filatova, V.A. Kamynin, N R. Arutyunyan et al. JOSA B. 2018, 35(12), 3122-3125.