Стохастические режимы генерации непрерывного волоконного BKP-лазера

• Автор: Чуркин, Дмитрий Владимирович
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2014
• Место защиты: Новосибирск
• Количество страниц: 269 с. : ил.

Оглавление

Список обозначений

Введение

1. Непрерывный волоконный ВКР-лазер и его характеризация

1.1 Основы устройства волоконного ВКР-лазера

1.2 Выходная мощность

1.3 Насыщение ВКР-усилення

1.4 Стохастическая временная динамика излучения

2. Спектр излучения непрерывного волоконного ВКР-лазера

в турбулентном режиме генерации

2.1 Модовая структура излучения

2.2 Статистика флуктуаций амплитуд и фаз различных продольных мод
2.3 Формирование спектра генерации волоконного ВКР-лазера
2.4 Спектр выходного излучения волоконного ВКР-лазера
3. Ламинарный режим генерации и ламинарно-турбулентный переход в непрерывном волоконном ВКР-лазере
3.1 Концепция ламинарной генерации в волоконных лазерах .
3.2 Эсисриментальпая демонстрация ламинарного режима генерации в волоконном ВКР-лазере
3.3 Механизм разрушения когерентности и перехода в турбулентный режим
4. Непрерывный волоконный ВКР-лазер со случайной распределённой обратной связью
4.1 Концепция волоконного ВКР-лазера со случайной распределённой обратной связью
4.2 Экспериментальная демонстрация волоконного ВКР-лазера
со случайной распределённой обратной связью

4.3 Конфигурации волоконных ВКР-лазеров со случайной распределённой обратной связью
4.4 Роль рэлеевского рассеяния в формировании безмодового режима генерации
4.5 Продольное распределение мощности генерации
5. Спектр излучения непрерывного волоконного ВКР-лазера со случайной распределённой обратной связью
5.1 Режим узкополосной генерации
5.2 Режим многоволновой генерации
5.3 Формирование спектра генерации волоконного ВКР-лазера
со случайной распределённой обратной связью
Заключение
Список литературы
Список обозначений
а — коэффициент параболичности профиля ВКР-усиления с — скорость света в вакууме
D —полуширина радиочастотного пика межмодовых биений на полу-высоте
Е — комплексная амплитуда электрического поля
Еп — комплексная амплитуда n-ой продольной моды
Е+ — комплексная амплитуда электрического поля волны, бегущей по направлению оси
Е~ —комплексная амплитуда электрического поля волны, бегущей по в направлении, обратном направлению оси
д — интегральное усиление
да —коэффициент ВКР-усиления
Gn — интегральное усиление (с учетом потерь) для n-ой продольной моды
h — постоянная Планка к — волновой вектор в среде
К(т) —автокорреляционная функция интенсивности
Lnl — нелинейная длина
Ьш — дисперсионная длина
I — интенсивность излучения
Iой1 — интенсивность выходного излучения
I(t) —временная динамика излучения
I (t, Т) — пространственно-временная динамика излучения
/(О) —усредненный стационарный спектр генерации
(I) —средняя интенсивность излучения
het —уровень триггера

Таблица 1.1. Параметры фосфосиликатного волокна и ВБР.
Л, мкм а, дБ/км д, (км-Вт) 1 а, дБ 5т ^сш4 Р
Лр = 1,08 1,8 ±0,2 1,29 ±0,1 0,45 — 0,11 1%
А, = 1, 26 0,92 ±0,2 0,94 ± 0,1 0,4 0,10 0,10 1%
А,2 = 1,52 1 ± 0,2 — 0,45 0,11 0,97 58%
переопределения коэффициента ВКР-усиления мощности для коэффициента для интенсивности, необходимо д, умножить на эффективное сечение оптоволокна.
В дальнейших расчётах в данном параграфе использовались следующие коэффициенты:
В некоторых условиях система балансных уравнений допускает аналитическое решение (дальнейший вывод был произведен Е.В. Подивило-вым).
Дополним систему (1.1) граничными условиями. Условие ввода излучения накачки записывается в виде:
Д> = Рр (0) + Рр (0), (1.2)
Условие отражения на зеркалах резонатора имеет вид:
Р[(Ь) = е~Д“<(А)Р+ (Ь), 1 =р, в, «2;
Р/(0) = е-5ГМрг(0), j = s,s2. (1.3)
Здесь введены обозначения ф(А) = а3 — 1п(РДА)), где 77/(А) есть коэффициент отражения зеркал резонатора, Ь обозначает длину резонатора лазера.
Запишем основное условие существования лазерной генерации — равенства полного усиления полным потерям (для первой стоксовой компоненты) :

1п(Р+(Р)/Р/(0)) - -а3Ь + I <1гдкРр{г) - ^д%Р82(г) = ф. (1.4)