CC BY
7ЛАЗЕРНАЯ ФИЗИКА И ВОЛОКОННАЯ ОПТИКА
Оптическое переключение одно- и двухволновой генерации в волноводном М:УАС-лазере
Понарина М.В., Долматов Т.В., Образцов П.А.
Институт общей физики им. А.М. Прохорова Российской академии наук
Е-mail: ponarinamariya@gmail. com
Лазеры, генерирующие излучение нескольких длин волн, представляют интерес как для обеспечения оптической связи, так и для других применений: лазерная локация, генерация ТГц излучения [1]. Одним из методов получения лазера с двумя длинами волн является использование кристаллов, в которых существуют несколько близлежащих излучательных переходов.
В данной работе представлен твердотельный волноводный NdYAG-лазер, работающий в режиме пассивной синхронизации мод с помощью насыщающегося поглотителя на основе графена. Для накачки активного элемента используется излучение непрерывного одномодового диодного лазера с длиной волны 808 нм и средней мощностью 300 мВт. Излучение накачки фокусируется в новую волноводную структуру диаметром сердцевины 20 мкм, созданную внутри кристалла Nd:YAG (1 ат.%) методом прямой записи пучком фемтосекундного лазера [2]. Пассивная синхронизация мод осуществляется с помощью насыщающегося поглотителя на основе графена, нанесенного на выходное зеркало резонатора [3]. Между активной средой и выходным зеркалом образуется внутрирезонаторный интерферометр. Точная настройка ширины данного интерферометра позволяет контролировать спектрально-временные параметры выходного излучения [4]. Продемонстрирована работа лазера в режимах одно- и двухволновой генерации, а также возможность переключения между ними с помощью прецизионного изменения длины резонатора.
Помимо этого в работе продемонстрирована возможность контролируемого переключения между режимами генерации волноводного NdYAG-лазера за счет изменения поляризации излучения накачки. При использовании горизонтальной поляризации излучения накачки получен режим пассивной синхронизации мод в одно- и двухволновом режимах генерации с частотой повторения
8-10 декабря 2020 г.
импульсов 9.5 ГГц.
Авторы выражают благодарность зав. лабораторией спектроскопии НЦВО РАН Охримчуку А.Г. за большой вклад в данную работу, в том числе за создание волноводных структур внутри кристалла Nd:YAG, зав. лабораторией лазерной спектроскопии Букину В.В. за помощь в разработке оптической схемы и предоставление необходимого оборудования для регистрации выходного сигнала лазера, Рыбину М.Г. и Образцовой Е.Д. за синтез и нанесение на выходное зеркало образцов графена.
Исследование М.В. Понариной выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 19-32-90215. П.А. Образцов выражает благодарность Российскому научному фонду (проект № 19-72-00175).
1. B.M. Walsh. Laser Phys. 2010, 20, 3, 622.
2. A. Okhrimchuk, V. Mezentsev, A. Shestakov, and I. Bennion. Opt. Express. 2012, 20, 4, 3832.
3. A.G. Okhrimchuk and P.A. Obraztsov, Sci. Rep., 2015, 5.
4. M.V. Ponarina et al. Quantum Electron. 2019, 49, 4, 365.
