CC BY
10DOI 10.24412/2308-6920-2021-6-400-401
ИССЛЕДОВАНИЕ ПРОСТРАНСТВЕННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ВЫХОДНОГО ПУЧКА ВКР-ЛАЗЕРА С МНОГОМОДОВОЙ
ДИОДНОЙ НАКАЧКОЙ
1 1 12 12 Кузнецов А.Г. , Каблуков С.И. , Подивилов Е.В. ' , Бабин С.А. '
'Институт автоматики и электрометрии СО РАН, 630090, г. Новосибирск 2Новосибирский государственный университет, г. Новосибирск
В последнее время большое внимание привлекают ВКР-лазеры на основе градиентного волоконного световода (ГСВ) из-за возможности эффективного преобразования многомодового (М2~30) излучения мощных лазерных диодов (ЛД) в стоксов пучок с хорошим качеством ^2~2-3) в полностью волоконной схеме резонатора с волоконными брэгговскими решетками (ВБР) и объединителями излучения накачки [1]. Используя коммерчески доступные ГСВ и ЛД в области 9xx нм, такие ВКР-лазеры могут генерировать излучение на длинах волн <1 мкм, где генерация одномодовых волоконных лазеров, легированных Yb, затруднительна. Подключение нескольких (до 3) мощных ЛД к ГСВ с сердцевиной 100 мкм с помощью объединителя многомодовой накачки позволяет увеличить суммарную мощность накачки на входе в световод до ~200 Вт и получать генерацию стоксова излучения на уровне 50-60 Вт на длинах волн 954 нм [1] и 976 нм [2] с использованием ЛД с центральными длинами волн 915 и 940 нм соответственно. Несмотря на то, что эффект рамановской чистки пучка в волокнах с градиентным профилем показателя преломления хорошо известен [3], его объяснение достаточно качественное и основано на сложном анализе интегралов перекрытия между различными поперечными модами пучков накачки и стоксова излучения [4]. Для построения более полной модели взаимодействия накачки и стоксова излучения требуются измерения выходных параметров пучков обеих волн непосредственно в плоскости выходного торца лазера.
В ходе работы был предложен метод измерения формируемого «изображения» на выходном торце ВКР-лазера и измерены выходные пространственные параметры пучков накачки и Стокса в различных режимах генерации лазера: проходящая накачка без ВКР-генерации, проходящая накачка с генерацией стоксовых волн 1-го порядка (976 нм) и 2-го порядка (1019 нм), соответственно (рис.1).
О
Ритр (938 пт)
3483
2709 2322 а 1935 1548 Ц ИВХ
б)
3,5 3,0 2,5 — 2,0 1,5 1,0 0,5
1при1 ритр, Ш
- 185.9
- 180.7
- 172.8
- 164.3
- 154.5 139.7 128.4 104.9 73.4 17
-200 0 200 X ровШоп, ит
1 Эокев (976 пт)
в)
-600 -400 -200 0 200 400 600
X ровШоп, ит
2 З^кев (1019 пт)
-200 0 200 X ровШоп, ит
Рис. 1. Проходящий пучок накачки при мощности входной накачки Pin=186Вт (а) и соответствующая зависимость профиля выходной накачки от мощности входной накачки (б), профиль пучка 1 стоксовой компоненты мощностью Р1=9 Вт (Рп=186 Вт) (в) профиль пучка 2 стоксовой компоненты мощностью Р2=8 Вт (Ры=186Вт) (г)
400
№6 2021 СПЕЦВЫПУСК «ФОТОН-ЭКСПРЕСС-НАУКА 2021» www.fotonexpres.rufotonexpress@mail.ru
0,0
600
400
400
600
2,0-
1,5
1,0-
0,5-
0,0
До порога ВКР-генерации профиль пучка накачки (M2=34), близок к параболическому (в соответствии с профилем показателя преломления ГВС), при генерации стоксовой волны 1го порядка в профиле накачки «выжигается» провал, который существенно шире профиля стоксова пучка (M2=1.72), а при генерации пучка 2 стоксовой компоненты (M2=1.33) проходящая накачка начинает расти по амплитуде практически без изменений формы профиля.
На конференции будет представлен подробный анализ наблюдаемых экспериментальных зависимостей в рамках балансной модели.
Работа выполнена при финансовой поддержке гранта РНФ (21-72-30024).
Литература
1. S.A.Babin, E.A.Zlobina; S.l.Kablukov, «Multimode fiber Raman lasers directly pumped by laser diodes», J. Sel. Top. Quantum Electron. 24, 1400310 (2018)
2. A.G.Kuznetsov, S.l.Kablukov, A.A.Wolf, l.N.Nemov, V.A.Tyrtyshnyy, D.V.Myasnikov, S.A.Babin, «976 nm all-fiber Raman laser with high beam quality at multimode laser diode pumping», Laser Phys. Lett. 16 (10), 105102 (2019)
3. S.H.Baek, W.Roh, «Single-mode Raman fiber laser based on a multimode fiber», Opt. Lett. 29, 153-155 (2004)
4. N.B.Terry, T.G.Alley and T.H.Russell, «An explanation of SRS beam cleanup in graded-index fibers and the absence of SRS beam cleanup in step-index fibers», Opt. Express 15 (26), 17509-17519 (2007)
№6 2021 СПЕЦВЫПУСК «ФОТОН-ЭКСПРЕСС-НАУКА 2021» www.fotonexpres.rufotonexpress@mail.ru 401
