CC BY
7ВКВО-2023- СТЕНДОВЫЕ
МНОГОПРОХОДНАЯ ЗАПИСЬ БРЭГГОВСКИХ РЕШЕТОК С ФАЗОВЫМ СДВИГОМ ИЗЛУЧЕНИЕМ ФЕМТОСЕКУНДНОГО ЛАЗЕРА
Шикин А.С. *, Смирнов А.М., Бутов О.В.
Институт радиотехники и электроники им. В.А.Котельникова РАН, г.Москва *E-mail: [email protected] DOI 10.24412/2308-6920-2023-6-441-442
За последние 40 лет значительно развились технологии волоконной оптики. Изначально исследовалась возможность передачи изображений для медицинских обследований. Сегодня без волоконной оптики нельзя представить такие области как телекоммуникация и сенсорика [1-3]. Важным элементом современной волоконной сенсорики является одночастотный лазер. Ранее было показано, что характеристики волоконного лазера могут быть улучшены, если вместо традиционного резонатора Фабри-Перо использовать резонатор с распределенной обратной связью (РОС). Для РОС-лазеров на основе брэгговской решетки с фазовым сдвигом (ВБР-ФС) характерен низкий уровень шумов, узкий спектр лазерной генерации [4-7].
Для создания ВБР-ФС методами поточечной записи могут использоваться фазовые маски или быстрое смещение во время экспозиции [8]. Помимо этого, методы поточечной записи могут создавать ФС путем контроля частоты лазерных импульсов - либо внося задержку в частоту генерации источника задающих импульсов [9], либо блокируя отдельные импульсы с помощью акустооптического модулятора [10]. Данные методы нуждаются в качественной синхронизации отдельных лазерных импульсов и пространственного положения точки фокуса, что снижает качество записи в многопроходном режиме.
В данной работе представлен способ записи ВБР-ФС методом поточечной записи путем модуляции скорости движения точки фокусировки лазерного луча относительно сердцевины волокна. Этот метод обладает достоинствами поточечной записи [11] и позволяет создавать ВБР-ФС в многопроходном режиме. Хорошее качество записи обычных ВБР в многопроходном режиме достигается за счет синхронизации начальной точки ВБР и первого лазерного импульса. До конца прохода лазерные импульсы генерируются с постоянной частотой и независимы от положения волокна. Так как время между последовательными импульсами постоянно, то увеличивая скорость движения фокуса лазерного излучения по сердцевине, можно увеличить расстояние между последовательными штрихами. При возвращении скорости к изначальному значению, расстояние между штрихами будет равно стартовому.
Для отработки записи ВБР-ФС длиной 30мм мы использовали волокно SMF-28. Источником лазерных импульсов был лазер "Optosystems FL300" с длиной волны 1064 нм, которая путем генерации второй гармоники преобразовывалась в 532 нм. Максимальная энергия ИК-импульса составляла 2 мкДж, длительность - 320 фс. Частота записывающих импульсов составляла 3 кГц. Лазерное излучение фокусировалось в сердцевину волокна с помощью иммерсионного объектива 100x и иммерсионной жидкости. Для исследования спектра ВБР-ФС мы использовали перестраиваемый лазер APEX c шагом 5 пм. Рис. 1 демонстрирует изменения спектров после каждого прохода. Видно, что фазовый сдвиг сохраняет свое положение и размер.
Для создания РОС-лазера мы записали ВБР-ФС длиной 30 мм в волокне, легированном ионами Er3+ (поглощение на длине волны 1530 нм ~ 17 дБ/м). Была получена лазерная генерация при комнатной температуре. При малых мощностях возбуждающего излучения РОС-лазер работает в режиме пассивной модуляции добротности. При увеличении мощности возбуждающего излучения - РОС-лазер работает в режиме постоянного излучения. Ширина пика лазерной генерации составляла менее 1 кГц.
ИМфНКИН 0
HieUdLH« 1
f 1 _
Hiepai.üH Л -
Итерация <*
\\ у.
0.100 0.125 0.150 0.175 0.200 0.225 0.250 0.275 0.300 Длина волны, нм +1.5500000000еЗ
Рис. 1. Изменение спектра ВБР-ФС при многопроходной записи
ВКВ0-202 3 СТЕНДОВЫЕ
Литература
1. V.Mizrahi, D.J.DiGiovanni, R.M.Atkins, S.G.Grubb, Y.-K.Park, and J.-M.Delavaux, J. Lightwave Technol. 11, 12, 2021-2025 (1993)
2. VStepanov, A.A.Zhirnov, O.Chernutsky, K.l.Koshelev, A.B.Pnev, A.l.Lopunov and O.V.Butov, Sensors 20, 22, 6431 (2020)
3. Butov O. V., Tomyshev K.A., Nechepurenko I.A., Dorofeenko A. V., Nikitov S.A., Phys. Usp. 65 1290-1302 (2022)
4. S.P.Smith, F.Zarinetchi and S.Ezekiel, Opt. Lett. 16. 6, 393-395 (1991)
5. G.P.Agrawal and S.Radic, IEEE Photon. Technol. Lett. 6, 8, 995-997 (1994)
6. M. I. Skvortsov, A. A. Wolf, et, al., Laser Phys. Lett., 15, 035103 (2018)
7. A.Tehranchi, R.Kashyap, Sensors, 23, 1398 (2023)
8. Wolf A., Dostovalov, et. al, Optics Laser Technology, 101, 202-207 (2018)
9. G.D.Marshall, R.J. Williams, N.Jovanovic, M.J.Steel, M.J. Withford, Opt. Express 18, 19, 19844 (2010)
10. J.Burgmeier, C.Waltermann, G.Flachenecker, W. Schade, Opt. Lett. 39, 3, 540 (2014)
11. Przhiialkovskii D.V. and Butov O.V., Results in Physics, 30, 104902 (2021)
