CC BY
8ВКВ0-2023- ЛАЗЕРЫ
УЗКОПОЛОСНЫЙ ГОЛЬМИЕВЫЙ ЛАЗЕР СО СЛУЧАЙНОЙ РАСПРЕДЕЛЕННОЙ ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ НА ОСНОВЕ СТРУКТУР,
ЗАПИСАННЫХ ФЕМТОСЕКУНДНЫМ ИЗЛУЧЕНИЕМ
*
Абдуллина С.Р. , Скворцов М.И., Достовалов А.В., Проскурина К.В., Мункуева Ж.Э., Бабин С.А.
Институт автоматики и электрометрии СО РАН, г. Новосибирска * E-mail: abdullinasr@iae.nsk.su DOI 10.24412/2308-6920-2023-6-225-226
Волоконные лазеры с длиной волны излучения вблизи 2 мкм в настоящее время находят применения во многих областях, таких как лазерная абсорбционная микроскопия, биомедицина, в том числе хирургия, что связано с сильным поглощением данного излучения молекулами воды и диоксида углерода, а также в атмосферных оптических системах связи [1]. В ряде применений, связанных со спектроскопией высокого разрешения, требуются узкополосные (в пределе одночастотные) источники излучения. Лазеры с распределенной обратной связью (РОС-лазеры) являются стабильными источниками одночастотного излучения, однако их создание требует применения прецизионной методики записи ВБР с фазовым сдвигом. Для получения узкополосной генерации в лазерах на основе активных световодов успешно применяются схемы со случайной распределенной обратной связью (СРОС). СРОС может быть реализована непосредственно в активном волокне методом записи массивов ВБР со случайной вариацией параметров или ВБР со множественными случайными сдвигами [2, 3]. В последнее время активно изучаются гибридные конфигурации лазеров, в которых применяется СРОС на основе рэлеевского рассеяния в пассивных световодах - как естественного (с использованием многокилометровых катушек волокна) [4, 5], так и искусственным образом усиленного путем лазерной фемтосекундной модификации [6].
В данной работе представлена схема гольмиевого лазера с искусственной рэлеевской СРОС, реализованной за счет случайной структуры, записанной фс излучением методом поточечной модификации [7] и обеспечивающей уровень наведенного рэлеевского рассеяния около +49 дБ/мм. Структура состоит из 3-х отражателей длиной 10 см, расстояние между соседними отражателями составляет ~1 м. На рис. 1а приведена рефлектограмма единичного записанного отражателя, измеренная с помощью рефлектометра LUNA. Величина внесенных потерь составила ~0.17 дБ/см. В качестве активной среды использовалось гольмиевое волокно длиной 75 см. Пороговая мощность накачки составила 1.2 Вт. На рис. 1б представлена выходная мощность генерации в зависимости от мощности накачки.
300
S 200
¡S 100
Experiment Linear Fit
Е
m
1,5
2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 1980 1990 2000 2010
Pump power, W Wavelength, nm
Рис.1. (а) Рефлектограмма единичного отражателя, измеренная с помощью рефлектометра LUNA; (б) мощность генерации в зависимости от мощности накачки; (в)спектр генерации при максимальной выходной мощности
На рис. 1в приведен спектр генерации при максимальной выходной мощности. При выходной мощности до уровня 90 мВт наблюдался одночастотный режим генерации, что проявлялось в отсутствии пиков в радиочастотном спектре. При максимальной выходной мощности ширина спектра на данном этапе оценивалась по диапазону межмодовых биений в радиочастотном спектре и составила около 5 пм.
ВКВО-2023- ЛАЗЕРЫ
В докладе будут детально представлены результаты эксперимента и проведено сравнение характеристик реализованного СРОС-лазера с характеристиками, полученными в линейной конфигурации.
Работа выполнена в рамках проекта госзадания ИАиЭ СО РАН (рег. № 121030500067-5). Литература
1. Scholle K., et al. Frontiers in guided wave optics and optoelectronics (2010)
2. Gagné M., Kashyap R., Opt. Express 17, 19067-19074 (2009)
3. Lizârraga N., et al, Opt. Express 17, 395-404 (2009)
4. Yin, G. et al, Opt. Express 19, 25981-25989 (2011)
5. Skvortsov M. et al, Photonics 9, 590 (2022)
6. Skvortsov M. et al, J. Lightwave Technology 40, 1829-1835 (2022)
7. Dostovalov A., et al, Opt. Express 24, 16232-16237 (2016)
