CC BY
19DOI 10.24412/2308-6920-2021-6-150-151
ПРОСТРАНСТВЕННОЕ СЕЛЕКТИРОВАНИЕ МОД В ЛАЗЕРАХ НА ОСНОВЕ МНОГОСЕРДЦЕВИННЫХ ВОЛОКОННЫХ
СВЕТОВОДОВ
Вольф А.А.1'2*, Скворцов М.И.1'2, Достовалов А.В.1'2, Лабунцов В.И.1'2, Егорова О.Н.3,
Семёнов С.Л.4, Бабин С.А.1'2
'Институт автоматики и электрометрии СО РАН, г. Новосибирск 2Новосибирский государственный университет, г. Новосибирск 3Институт общей физики им. А.М. Прохорова РАН, г. Москва 4Институт общей физики им. А.М. Прохорова РАН, Научный центр волоконной оптики им. Е.М. Дианова РАН,
г. Москва E-mail: [email protected]
Многосердцевинные волоконные световоды (МВС) являются перспективной платформой для создания волоконно-оптических датчиков, а также мощных лазеров и усилителей. МВС позволяют реализовать пространственное уплотнение датчиков и тем самым создать компактные трехмерные датчики формы [1], а также распределенные датчики с разделением параметров [2]. В случае волоконных лазеров, за счет увеличения эффективной площади мод, МВС позволяют значительно повысить пороги нелинейных эффектов: вынужденное рассеяние Мендельштама-Бриллюэна (ВРМБ), вынужденное комбинационное рассеяние света (ВКР), фазовая само- и кросс модуляция, модуляционная неустойчивость. Кроме этого, МВС с близко расположенными (связанными) сердцевинами используются для реализации фазовой синхронизации в лазерах [3]. В таком случае излучение распространяется по световоду в виде единой супермоды, состоящей из когерентных мод сердцевин с постоянным фазовым соотношением. Нелинейная пространственно-временная динамика мощных лазерных импульсов в МВС со связанными сердцевинами позволяет производить сжатие импульсов [4].
В докладе будут обсуждаться экспериментальные результаты полученные для ВКР-лазера на основе пассивного 7-сердцевинного волоконного световода со связанными сердцевинами, а также иттербиевого лазера на основе активного 4-сердцевинного световода с управляемым коэффициентов связи (за счет намотки на катушки разного диаметра). Будет рассказано о технологии записи волоконных брэгговских решеток (ВБР) в выбранных сердцевинах МВС с помощью фемтосекундных лазерных импульсов. Будет показано, что селектирование поперечных мод (разных сердцевин) может производиться как за счет заданного расположения брэгговских зеркал на входе и выходе резонатора, так и за счет изменения коэффициента связи между сердцевинами МВС. Для созданного 7-сердцевинного ВКР-лазера, в котором резонатор был образован набором сильноотражающих ВБР, записанных в боковых сердцевинах световода, была получена генерация стоксовой компоненты исключительно из центральной сердцевины (Рис. 1).
Рис. 1. Выходные пучки ВКР-лазера на основе 7-сердцевинного волоконного световода, измеренные при входной мощности накачки 17.5 Вт: (а) непоглощенная накачка и (б) прямая стоксова волна мощностью 2.5 Вт
150
№6 2021 СПЕЦВЫПУСК «ФОТОН-ЭКСПРЕСС-НАУКА 2021» [email protected]
В случае иттербиевого лазера, резонатор которого образован набором сильно-отражающих брэгговских решеток с одной стороны и широкополосным отражателем (сколом) с другой стороны, набор мод на выходе в значительной степени зависит от коэффициента связи между сердцевинами.
Полученные результаты открывают перспективы для создания волоконных лазеров на основе МВС с управляемым набором поперечных мод.
Работа выполнена при финансовой поддержке гранта РНФ (21-72-30024).
Литература
1. Bronnikov K. et al. Opt. Express 27, 38421 (2019)
2. Zhao Z. et al. J. Light. Technol. 36, 5707-5713 (2018)
3. Ji J. et al. Opt. Lett. 43, 3369 (2018)
4. Andrianov A.V. et al. Opt. Lett. 44, 303 (2019)
№6 2021 СПЕЦВЫПУСК «ФОТОН-ЭКСПРЕСС-НАУКА 2021» [email protected] 151
