Ученые Института автоматики и электрометрии СО РАН разработали волоконные лазеры нового типа

Ученые из Института автоматики и электрометрии СО РАН (далее – ИАиЭ СО РАН) в рамках проекта РНФ разработали новые схемы волоконных лазеров, работающих на эффекте вынужденного комбинационного рассеяния света в многомодовых волоконных световодах. Результаты работы опубликованы в журнале IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics.

В волоконных ВКР-лазерах обычно используются одномодовые волокна с накачкой сердцевины световода мощным одномодовым волоконным лазером, легированным редкоземельными ионами, который в свою очередь «накачивается» излучением многомодовых лазерных диодов, что приводит к довольно сложной конструкции волоконного ВКР-лазера. Одна из перспективных возможностей для упрощения конструкции ВКР-лазера - это прямая накачка дешевыми и надежными многомодовыми лазерными диодами. При этом у лазера появляются и уникальные оптические характеристики.

В ИАиЭ СО РАН впервые в мире реализована полностью волоконная схема ВКР-лазера с прямой диодной накачкой, позволяющая эффективно преобразовать многомодовое излучение лазерных диодов в лазерный пучок высокого качества практически с любой длиной волны генерации. В отличие от традиционных лазеров на легированных одномодовых волокнах (иттербиевых или эрбиевых) здесь в качестве лазерной среды используется телекоммуникационный пассивный многомодовый световод с градиентным профилем показателя преломления, который не имеет проблем, обусловленных легированием, таких как ограниченный спектральный диапазон, фотопотемнение волокна со временем и развитие модовой нестабильности на больших мощностях. Совместное действие нелинейных эффектов при ВКР-преобразовании многомодового пучка в градиентном световоде и селектирующих свойств 3-мерной брэгговской решётки, записанной в многомодовой сердцевине световода с помощью собственной запатентованной фемтосекундной технологии, позволяют получить пучок с расходимостью близкой к дифракционной. Высокое качество пучка позволяет также эффективно преобразовать инфракрасное излучение ВКР-лазера в видимый и ультрафиолетовый диапазоны спектра (за счёт генерации гармоник), что в сочетании с возможностью перестройки частоты ВКР-лазера в широком диапазоне открывает возможности создания источника лазерного излучения с максимально широким диапазоном генерации. А также использовать его как источник яркой накачки для других типов лазеров на новых длинах волн, особенно там, где такие источники отсутствуют.

«По сути разработана новая лазерная платформа, которая открывает принципиально новые возможности по управлению пространственными, спектральными и временными характеристиками излучения лазеров на основе многомодовых волоконных световодов», - пояснил директор Института автоматики и электрометрии СО РАН, чл.-корр. РАН Сергей Бабин.

Он также сообщил, что эти уникальные лазеры будут иметь широкие перспективы применения в таких сферах, как лазерные дисплеи, биомедицинские изображения, рамановская спектроскопия и микроскопия, проточная цитометрия, высокоскоростная печать, голография и оптическая память, лазерные шоу и подводная фотоника.

Источник http://rscf.ru