Источники излучения на основе волоконных световодов, активированных ионами Yb3+

• Автор: Грух, Дмитрий Алексеевич
• Шифр специальности: 01.04.21
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 99 с. : ил.

Глава 1. Иттербиевые волоконные лазеры. (По литературе)
1.1. Активные волоконные световоды
1.2. Иттербиевые волоконные лазеры с накачкой в оболочку
1.3. Способы получения импульсного режима
1.4. Источники широкополосного излучения на основе иттербиевых волоконных световодов с двойной оболочкой
1.5. Постановка задач
Глава 2. Влияние нагрева на оптические свойства волоконных световодов, легированных ионами Yb3+
2.1. Температурная зависимость спектров поглощения и люминесценции
волоконных световодов, легированных ионами Yb3+
2.2. Влияние нагрева на эффективность генерации волоконных лазеров
2.3. Иттербиевый волоконный лазер с длиной волны генерации 1.18 мкм
2.4. Выводы
Глава 3. Иттербиевый волоконный лазер с самомодуляцией добротности
3.1. Схема лазера с нелинейной обратной связью
3.2. Исследование характеристик импульсного волоконного лазера
3.3. Импульсный лазер на основе GTWave-световода
3.4. Выводы
Глава 4. Широкополосный и перестраиваемый источники
излучения на основе СТ^У-световода
4.1. Широкополосный источник на основе ОТЛУауе-световода
4.2. Перестраиваемый волоконный лазер на основе ОТУауе-световода
4.3. Выводы
Глава 5. Волоконные лазеры с рефлекторами на основе многомодовых решёток Брэгга
5.1. Волоконная решётка Брэгга, записанная на градиентном световоде
5.2. Одномодовый волоконный иттербиевый лазер с многомодовым волоконным брэгговским отражателем
5.3. Многомодовый иттербиевый волоконный лазер
5.4. Выводы
Заключение
Литература
Разработка и исследование волоконных усилителей и лазеров, использующих в качестве активной среды волоконные световоды, легированные ионами ряда редкоземельных элементов, является одним из направлений современной квантовой электроники. Впервые волоконный лазер был продемонстрирован Снитцером в 1961 г., получившим лазерную генерацию в стекле, легированном ионами неодима Мб3+ [1]. Начало бурного развития этого направления связано с демонстрацией возможности использования волоконных световодов, легированных ионами эрбия Ег3+[2], в качестве волоконных усилителей сигнала на длинах волн в диапазоне 1.53-1.56 мкм. Применение волоконных усилителей позволяло отказаться от использования электронных ретрансляторов и перейти к созданию нового поколения волоконно-оптических линий связи. Это привело к использованию специальных волоконных световодов в качестве активной среды лазеров. Кроме того, исследования в области волоконно-оптических усилителей послужили толчком для создания мощных полупроводниковых источников накачки. Открытие фоторефрактивного эффекта в световодах [3] и создание техники записи внутриволоконных брэгговских отражающих решеток [4] позволили формировать селективные брэгговские зеркала непосредственно в волоконных световодах. Таким образом, появилась возможность реализовывать лазерные резонаторы полностью в волоконном исполнении, без внешних объёмных элементов [5, 6, 7].
Разработка мощных полупроводниковых источников с широкой светоизлучающей областью позволила приступить к созданию непрерывных волоконных лазеров средней мощности - от сотен милливатт до десятков ватт. Подробный обзор результатов, полученных в области создания и исследования непрерывных волоконных лазеров средней мощности (Р ~ 10'1 — 102 Вт), представлен в работе [8]. В основе таких устройств лежит использование волоконных световодов с двойной оболочкой и сердцевиной,

где I - длина кольца, с - скорость света, п - показатель преломления сердцевины световода.
Время,не
Рис. 23. Временная зависимость импульса.
Таким образом, генерация происходит на резонансных частотах кольца. Следует отметить, что при увеличении его длины до 1 км в цуге различалось лишь два импульса, при этом в наиболее мощном аккумулируется более 90% суммарной энергии. Этот эффект можно объяснить тем, что в кольце длиной 1 км эффективность рэлеевского рассеяния на однократной длине кольца становится достаточной для того, чтобы обеспечить необходимую обратную связь в лазере. Она приводит к формированию одиночного импульса ВРМБ. Второй (слабый) импульс - это основной импульс, ответвленный в кольцо, после одного полного оборота по кольцу. Длительность импульсов в цуге составляет 5-10 не, что позволяет оценить пиковую мощность импульса в 5 кВт.
ы Исследование спектра генерации показало, что переход в импульсный
режим сопровождается уширением спектра и сдвигом его максимума.