ПОЛНОСТЬЮ ВОЛОКОННЫЙ НЕОДИМОВЫЙ ЛАЗЕР С СОХРАНЕНИЕМ ПОЛЯРИЗАЦИИ, РАБОТАЮЩИЙ В РЕЖИМЕ ДИССИПАТИВНЫХ СОЛИТОНОВ НА ДЛИНЕ ВОЛНЫ 905 НМ Текст научной статьи по специальности «Нанотехнологии»

DOI 10.24412/2308-6920-2021-6-108-109

ПОЛНОСТЬЮ ВОЛОКОННЫЙ НЕОДИМОВЫЙ ЛАЗЕР С СОХРАНЕНИЕМ ПОЛЯРИЗАЦИИ, РАБОТАЮЩИЙ В РЕЖИМЕ ДИССИПАТИВНЫХ СОЛИТОНОВ НА ДЛИНЕ ВОЛНЫ 905 НМ

1 * 1 2 2 1 Мкртчян А.А. , Гладуш Ю.Г. , Мелкумов М.А. , Хегай А.М. , Ситник К.А. ,

Лагудакис П.Г.1, Насибулин А.Г.1

'Сколковский институт науки и технологии, г. Москва 2Институт общей физики им. А.М. Прохорова РАН, Научный центр волоконной оптики им. Е.М. Дианова РАН,

г. Москва E-mail: aram.mkrtchyan@skoltech.ru

Развитие импульсных волоконных лазеров, излучающих в области ниже одного микрона, открывает перспективы для создания дешевых, компактных и надежных источников в качестве альтернативы существующим твердотельным лазерам, используемым для двухфотонной микроскопии, оптической когерентной томографии, лазерной спектроскопии, прецизионной метрологии, лидаров, квантовых линий связи, а также для генерации синего света на основе удвоения частоты [1-4]. В данной работе мы впервые продемонстрировали полностью волоконный неодимовый лазер, излучающий диссипативные солитоны в режиме синхронизации мод на длине волны 905 нм, на основе световодов с сохранением поляризации [5].

(а)

Nd-fiber 1.3 m WDM LD 808nm 28/920 Nd-fiber 1.3 m

1064 nm

10%

-Experiment 1-Simulation

900 950 1000 1050 1100 Wavelength (nm)

903 904 905 906 907 Wavelength (nm)

-150 -75 0 75 150 Time delay (ps)

Рис. 1. а) Схема лазера с нелинейным усиливающим петлевым зеркалом; б) лазерное излучение на длине волны 905 нм, преобладающее 50 дБ над усиленным спонтанным излучением; в) измеренные (синие кривые) и численные (зеленые кривые) спектры и (г) треугольные автокорреляционные функции излучаемых импульсов; вставка - прямоугольный профиль импульсов, полученных численным методом

Cамостартующая генерация импульсов была получена в схеме лазера с нелинейным усиливающим петлевым зеркалом (NALM) (рис. 1.а). В качестве активной среды в резонаторе лазера использовалось стандартное волокно (single-clad) легированное неодимом. Для подавления доминирующего усиленного спонтанного излучения на длине волны 1064 нм, в петлевом зеркале использовалась последовательностью элементов активное волокно - спектрально-селективный мультиплексор WDM 920/1064 - активное волокно. Такая схема с одним фильтрующим элементом позволила добиться преобладания лазерного излучения над паразитной эмиссией 50 дБ (рис. 1.б).

108

№6 2021 СПЕЦВЫПУСК «ФОТОН-ЭКСПРЕСС-НАУКА 2021» www.fotonexpres.rufotonexpress@mail.ru

Полученные диссипативные солитоны прямоугольной формы имели энергию в диапазоне несколько нДж, спектральную ширину 30 пм и длительность 80 430 пс, линейно зависящую от мощности накачки (рис. 1.в, г и вставка).

В рамках данной работы мы провели численное моделирование и показали полное соответствие теоретических и экспериментальных результатов при большой нормальной дисперсии лазера, соответствующей режиму диссипативного солитонного резонанса [6,7]. Численное моделирование использовалось для восстановления ширины импульсов там, где она находилась за пределами окна автокоррелятора.

Исследование выполнено при финансовой поддержке РФФИ в рамках научного проекта № 20-3290233.

Литература

1. G.Liu et al, Biophotonics 4, 34 (2011)

2. F.L.I. Ao andD. Marc, (Elsevier, 1988)

3. A.Fix et al, Appl. Phys. B102, 905 (2011).

4. C.Bartolacci et al, Opt. Express 18, 5100 (2010)

5. A.A. Mkrtchyan et al, J. Light. Technol. 1 (2021).

6. P.Grelu and N.Akhmediev, Nat. Photonics 6, 84 (2012)

7. W.Chang et al, Phys. Rev. A 78, 023830 (2008)

№6 2021 СПЕЦВЫПУСК «ФОТОН-ЭКСПРЕСС-НАУКА 2021» www.fotonexpres.rufotonexpress@mail.ru

109