CC BY
0ш А 5ЕЕЕЕ* 22-24 0КтабРЯ 2024 г-
Исследование параметра дисперсии групповой скорости в композитном Er/Yb активном волокне
Зверев А.Д.1, Красновская К.А.2, Камынин В.А.1
1- Институт общей физики им. А.М. Прохорова Российской академии наук, Москва
2- МИРЭА - Российский технологический университет, Москва
Е-mail: izverevad@gmail. com
DOI: 10.24412/cl-35673-2024-1-23-25
Волоконные источники ультракоротких импульсов имеют широкое применение в науке и технике. Такие устройства применяют в обработке материалов [1], микроскопии [2], они являются элементами источников суперконтинуума [3] и терагерцового излучения [4]. При их проектировании очень важны параметры нелинейности и дисперсии составных компонент. Они значительно влияют на спектральные, временные и мощностные характеристики выходного излучения. Измерение параметров дисперсии пассивного волокна возможно с помощью фазовых и интерференционных методов. Но стандартные методы плохо подходят для оценки дисперсии активных волокон с высокой концентрацией из-за сильного поглощения. В нашей работе была проведена оценка параметра дисперсии композитного активного волокна, сильно легированного комплексом активных ионов Er/Yb и помещённого внутрь резонатора лазера, работающего в режиме генерации оптических солитонов. При солитонной генерации в спектре излучения присутствуют пики Келли (рис. 1(б)), положение которых зависит от параметров дисперсии резонатора [5]. Таким образом, анализ спектров позволяет определить дисперсию составных частей волоконного лазера, в том числе и композитного волокна.
Схема экспериментальной установки представлена на рис. 1(а). При подстройке контроллера поляризации и регулировании мощности накачки нам удавалось получить стабильные режимы генерации солитонов с характерно выраженными пиками Келли (рис. 1 (б)).
ЛАЗЕРНАЯ ФИЗИКА И ВОЛОКОННАЯ ОПТИКА
(а) Выход
189 190 191 192 193 194 Частота, ТГц
Рис. 1. Эрбиевый волоконный лазер, работающий в режиме генерации солитонов (а). ЛД - лазерный диод; ISO - оптический изолятор, PBS -поляризационный делитель, КП - контроллер поляризации, WDM -оптический мультиплексор.
Спектр сигнала с пронумерованными пиками Келли (б).
Длину активного волокна варьировали в диапазоне от 0,1 до 0,43 м для возможности проведения измерений в широком спектральном диапазоне от 1542 до 1564 нм. Анализ положения пиков Келли при стабильных режимах работы лазера позволил получить информацию о дисперсии резонатора и вычислить параметр дисперсии групповых скоростей для композитного активного волокна (рис. 2).
350]-
300- •
Л 250-CN
О 200-
Е .
Л 150
100- „.
50 J-■-1-■-1-■-1-■-1-■-
1540 1545 1550 1555 1560 1565
Длина волны излучения, нм
Рис. 2. Параметр дисперсии групповой скорости активного композитного волокна.
Таким образом в данной работе представлены результаты измерения дисперсии композитного волокна в диапазоне длин волн от 1542 до 1564 нм. Значение параметра дисперсии варьировалось от
_ „ SÄSraSS 22-24 октября 2024 г.
А 'ПРОКОРОВСКИЕ НЕДЕЛИ-
308 до 50 пс2/км. Высокие показатели дисперсности обусловлены геометрией волокна и его составом, а также высокой концентрацией легирующих примесей.
Работа выполнена на базе Научного центра мирового уровня «Фотоника» при финансовой поддержке Министерства науки и высшего образования РФ (№ 075-15-2020-912).
1. H. Kalaycioglu, P. Elahi et al., IEEE Journal of selected topics in quantum electronics. 2017, 24(3), 1-12.
2. E.O. Potma, D.J. Jones, J.-X. Cheng, et al., Opt. Lett. 2002, 27, 11681170.
3. Sobon, Grzegorz, et al., Optical Materials Express. 2014, 4(1), 7-15.
4. A. Lohner, P. Kruck, and W.W. Rühle, Appl. Phys. B. 1994, 59, 211213.
5. Kelly S.M.J. XVIII International Quantum Electronics Conference (paper TuH3). Technical Digest Series (Optica Publishing Group, June 1992).
