CC BY
10ШКОЛ А-КОНФЕРЕНЦИЯ
МОЛОДЫХ УЧЁНЫХ
L -ПРОХОРОвСКИЕ НЕДЕЛИ-
24-26 октября 2023 г.
Исследование характеристик иттербиевого волоконного лазера, работающего в режиме переключения усиления на длине волны 1127 нм
Макеева А.Р.1'2, Филатова С.А.1, Камынин В.А.1
1- Институт общей физики им. А.М. Прохорова Российской академии наук, Москва 2- Российский университет дружбы народов, Институт физических исследований и технологий, Москва
Е-mail: 89295598167a@gmail. com
DOI: 10.24412/cl-35673-2023-1-33-35
Иттербиевые (Yb3+) волоконные лазеры являются наиболее распространенными источниками лазерного излучения в спектральном диапазоне 980-1160 нм [1]. Реализованы разные конфигурации импульсных Yb волоконных лазеров с различными характеристиками выходного излучения. Однако одним из наиболее простых решений для получения наносекундных или микросекундных импульсов является использование метода переключения усиления (gain-switch) в волоконных лазерах [2].
В данной работе был разработан и исследован полностью волоконный Yb лазер, работающий в режиме переключения усиления на длине волны 1127 нм, с возможностью управления переключением усиления.
Рис. 1. Схема экспериментальной установки Yb волоконного (сечение волокна приведено на рис. слева) лазера, работающего в режиме переключения усиления на длине волны 1127 нм.
На рис. 1 представлена схема экспериментальной установки Yb волоконного лазера, работающего в режиме переключения усиления на длине волны 1127 нм. Накачка иттербиевого лазера осуществлялась
ШКОЛ А-КОНФЕРЕНЦИЯ
МОЛОДЫХ УЧЁНЫХ
L -ПРОХОРОвСКИЕ НЕДЕЛИ-
ЛАЗЕРНАЯ ФИЗИКА И ВОЛОКОННАЯ ОПТИКА
полупроводниковым лазерным диодом с волоконным выходом, длиной волны излучения 976 нм и выходной мощностью до 27 Вт. В качестве активной среды использовалось оптическое GT-Wave волокно с многоэлементной оболочкой, легированное ионами Yb как показано на вставке слева на рис. 1. Длина Yb волокна в резонаторе составила около 5 м. Резонатор лазера был образован двумя волоконными брэгговскими решётками (ВБР), выполняющими функцию глухого и выходного зеркал с коэффициентами отражения «100 % и «30 %, соответственно. Максимумы отражения обеих ВБР соответствовали длине волны 1127 нм. Для ввода излучения накачки в резонатор, а также для вывода непоглощённой части излучения, использовался пассивный (нелегированный) волновод GT-Wave волокна диаметром 125 мкм. Для реализации режима переключения усиления лазерный диод накачки был подключен к плате управления в связке с генератором, с помощью которого происходило управление параметрами модуляции тока лазерного диода (частота, форма импульса, амплитуда, длительность).
0.1 -
^ 0.001 -ф
1Е-4-
1126 1127 112! Длина волны, ни
0.8
0.6
0.4
0.2
1000
1200
0.0
(б)
8 1 о
Í 0.8
0
га 0.6
1
ь 04
10
1050 1100 1150
Длина волны, нм Время, мкс
Рис. 2. Спектр излучения Yb лазера в разных масштабах (а);
осциллограммы отдельного импульса и последовательности
импульсов, следующих с частотой 1 кГц (на вставке) (б).
На рис. 2 (а) представлен спектр излучения Yb лазера. Длина волны генерации Ас соответствовала максимумам отражения ВБР и составила 1127 нм, а ширина спектра на полувысоте ДА, не превышала 0,2 нм. На рис. 2 (б) представлены полученные на выходе Yb лазера осциллограммы отдельного импульса и последовательности импульсов, следующих с заданной частотой 1 кГц. В данном случае ширина импульса на полувысоте составила т ~ 0,37 мкс, энергия импульса 6,2 мкДж, а пиковая мощность 12 Вт.
А „ SSSE5SSS 24-26 октября 2023 г.
^ А -ПРОХОРОвОСИЕ НЕДЕЛИ-
В работе был исследован Yb волоконный лазер, работающий в режиме переключения усиления на длине волны 1127 нм. Режим переключения усиления был реализован за счет модуляции полупроводникового диода накачки. Были исследованы параметры излучения Yb лазера в зависимости от параметров модуляции диода накачки.
Авторы выражают благодарность к.ф.-м.н. Рыбалтовскому А.А. из Научного центра волоконной оптики им. Е.М. Дианова РАН за изготовление и предоставление волоконных брэгговских решёток.
1. Addanki S., Amiri I.S., Yupapin P. Results Phys. 2018. 10. 743-750.
2. Petkovsek R., Agrez V. Opt. Express. 2014. 22(2). 1366.
