Генерация суперконтинуума двухмикронного диапазона в оптических волокнах на основе кварцевого стекла

• Автор: Камынин, Владимир Александрович
• Шифр специальности: 01.04.21
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 112 с. : ил.

Содержание
Введение
I. Генераторы суперконтинуума: составные части и физические механизмы генерации (по литературе)
1.1. Эксперименты по наблюдению суперконтинуума
1.2. Нелинейные явления в оптических волокнах, как источник угиирения спектра
1.3. Постановка задач
II. Генерация суперконтинуума в пассивных оптических
волокнах
2.1. Методы возбуждения и регистрации суперконтинуума
2.2. Генерация суперконтинуума в стандартных телекоммуникационных волокнах
2.3. Исследование волокон с фосфатной сердцевиной
2.4. Исследование высоконелинейных германосиликатных волокон
III. Спектральное преобразование в волоконных усилителях двухмикронного диапазона
3.1. Нелинейно-оптическое преобразование в гольмиевых волоконных усилителях
3.2. Гольмиевый волоконный усилитель
3.3. Генераг(ия суперконтинуума в волокне, легированном ионами Тт3+
3.4. Внутрирезонаторная генерация суперконтинуума

IV. Многокаскадное нелинейно-оптическое преобразование
4.1. Комбинированный генератор суперконтинуума на основе голъмиевого усилителя для наносекундной накачки
4.2. Многокаскадная генерация суперконтинуума в волокне, легированном ионами Тт3+
4.3. Трансформация спектра в комбинированном генераторе при фемтосекундной накачке
Заключение
Список литературы

Введение
Развитию волоконных источников излучения посвящено на настоящий момент более 30 тыс. работ. Интерес обусловлен рядом преимуществ: возможностью создания мощных и эффективных лазеров, мобильностью устройств, устойчивостью к вибрациям и электромагнитным излучениям, технологичностью изготовления, а также богатой элементной базой. Наиболее распространенными являются лазеры и усилители на основе волокон, легированных ионами УЬ3+ [1], Ег3+ [2], Тш3+ [3].Использование эффекта вынужденного комбинационного рассеяния совместно с вышеописанными источниками позволило покрыть диапазон от 1 до 2 мкм. Таким образом, логичным развитием волоконных лазеров является переход в более длинноволновую область спектра. На данный момент успешно развиваются и близки к коммерческому исполнению гольмиевые волоконные лазеры [4] и усилители [5, 6]. Источники на основе волокон, легированных ионами Но3+ позволяют получить лазерное излучение на длине волны до 2.21 мкм [7].
Следствием развития волоконных лазеров стала возможность создания полностью волоконных источников суперконтинуума (СК). К данному типу излучателей относят широкополосные источники нетепловой природы, выходное излучение которых инициировано, как правило, высокомощными лазерными импульсами, и многократно превышает ширину спектра накачки. Появлению генераторов суперконтинуума также способствовало создание сред с большими значениями коэффициента нелинейности.
За последние 20 лет на основе оптических волокон было создано множество лазеров с пиковой мощностью импульсов превышающей несколько киловатт. Появление специальных оптических волокон позволило получить протяженные среды с достаточно высоким коэффициентом нелинейности и низкими значениями потерь, что способствовало генерации
Глава II
Генерация суперконтинуума в пассивных оптических волокнах
Как уже упоминалось ранее одной из первых и наиболее простой является одностадийная схема генерации широкополосного излучения. Данная схема включает в себя либо высокомощный непрерывный источник лазерного излучения, либо импульсный лазер. Довольно часто для получения высоких значений выходной мощности используются усилители.
Далее излучение вводится в нелинейную среду, где и происходит спектральное преобразование. Для получения значительных значений уширения необходимо использовать среду с большим значением нелинейного коэффициента.
Также в ряде работ была представлена генерация СК в оптических усилителях [72, 73] и многокаскадная генерация СК [74]. Однако наиболее широко распространенной является схема генератора суперконтинуума, состоящая из источника накачки и нелинейной оптической среды. Достоинством данной схемы является относительная простота и предсказуемость. Несмотря на общую схему, большинство генераторов суперконтинуума имеют уникальные характеристики, что связано с многообразием лазерных источников и нелинейных сред.