Институт в фотографиях

Научные и прикладные результаты лаборатории 18

2017

Генерация спектрального комба чирпованных импульсов

Предложен новый способ генерации широкополосного когерентного лазерного излучения, основанный на смешении сдвинутых по частоте когерентных импульсов с линейной модуляцией частоты (чирпом) в высоконелинейном световоде. В эксперименте, проведённом по результатам численного моделирования, получены новые спектральные компоненты, образующие спектральный комб чирпованных импульсов с общим диапазоном >300 нм (рис.1). При этом импульсы на новых длинах волн когерентны между собой, а каждый из них сжимается до длительностей в сотни фемтосекунд. Помимо фундаментального значения, предложенный метод также открывает новые возможности для практических применений, среди которых синтез импульсов предельно короткой длительности, генерация в среднем ИК диапазоне, когерентная микроскопия и высокоскоростная передача данных на основе технологии суперканалов.

 рисунок 2

Рис. 1. (а) Нелинейное смешение в фотонно-кристаллическом световоде двух коротких импульсов с линейной частотной модуляцией. Δst - разница частот между импульсами, δ - расстояние между продольными модами внутри импульсов; (b-c) cпектр сигнала на входе (вставка) и выходе нелинейного световода в расчёте (b) и эксперименте (с).

  1. E. V. Podivilov, D. S. Kharenko, A. E. Bednyakova, M. P. Fedoruk, S. A. Babin. Spectral comb of highly chirped pulses generated via cascaded FWM of two frequency-shifted dissipative solitons. Sci. Reports 7,  2905 (2017).

  2. Е. В. Подивилов, Д.С. Харенко, А. Е. Беднякова, М. П. Федорук, С. А. Бабин. Генерация спектрального комба чирпованных импульсов. ВКВО 2017 (Пермь, 3-6 октября 2017 г.), A4-1 (пригл. доклад).

  3. S. A. Babin. Generation of chirped pulses at new wavelengths via Raman and FWM processes in fibers. Advanced Photonics Congress (July 24 - 27, 2017, New Orleans, USA), Proc., OSA, 2017, paper IW1A.1 (invited paper).

  4. E. A. Zlobina, D. S. Kharenko, S. I. Kablukov, S. A. Babin. Four wave mixing of conventional and Raman dissipative solitons from single fiber laser. Opt. Exp. 23 (13), 16589-16594 (2015).

2016

Одномодовый ВКР-лазер на основе многомодового градиентного световода с прямой диодной накачкой

Впервые получена генерация волоконного ВКР-лазера с прямой диодной накачкой в области <1 мкм, где обычные волоконные лазеры практически не работают. Показано, что ВКР-преобразование в резонаторе на основе многомодового градиентного световода и сформированных в нём специальных волоконных брэгговских решёток (ВБР), сопровождается улучшением качества пучка с Мp2~20 (многомодовая накачка на 915 нм) до Мs2~1,2 (одномодовая генерация на 954 нм). Основной вклад в эффект дает слабая (~4%) выходная решётка, сформированная фемтосекундным излучением селективно в центральной области градиентной сердцевины. Дифференциальная эффективность преобразования достигает ~40% при уровне выходной мощности >10 Вт. Продемонстрирована возможность работы такого лазера без выходного зеркала - за счёт рэлеевской распределенной обратной связи. Полученные уровни мощности и качества пучка позволяют эффективно удваивать частоту генерации. Таким образом, предложен и реализован новый тип волоконных лазеров ближнего ИК и видимого диапазона, который может найти применение в биомедицинской диагностике, лазерных дисплеях и др.

Публикации:

  1. S.I. Kablukov, E.I. Dontsova, E.A. Zlobina, I.N. Nemov, A.A. Vlasov, and S.A. Babin, An LD-pumped Raman fiber laser operating below 1 μm, Laser Phys. Lett. 10, 085103 (2013).

  2. S.A. Babin, E.I. Dontsova, and S.I. Kablukov. Random fiber laser directly pumped by a high-power laser diode, Opt. Lett. 38 (17), 3301-3303 (2013).

  3. E.A. Zlobina, S.I. Kablukov, M.I. Skvortsov, I.N. Nemov, and S.A. Babin, 954 nm Raman fiber laser with multimode laser diode pumping, Laser Phys. Lett. 13, 035102 (2016).

  4. С.И. Каблуков, Е.А. Злобина, М.И. Скворцов, И.Н. Немов, А.А. Вольф, А.В. Достовалов, С.А. Бабин, Селекция мод в волоконном ВКР-лазере с прямой диодной накачкой при использовании ВБР в многомодовом градиентном световоде, Квант. электроника 46 (12), 1106-1109 (2016).

  5. E.A. Zlobina, S.I. Kablukov, A.A. Wolf, A.V. Dostovalov, and S.A. Babin, Nearly singlemode Raman lasing at 954 nm in a graded-index fiber directly pumped by a multimode laser diode, Opt. Lett. 42 (1), 9-12 (2017).

  6. Приглашенные доклады на коференциях ACP 2015, Laser Optics 2016, MPLP 2016, Photonics 2016 и устные доклады на LPHYS 2016, Frontiers in Optics 2016.

2015

Одночастотный волоконный лазер с самосканированием частоты

Продемонстрирован волоконный лазер с перестройкой частоты на новых физических принципах. Формирование в активной среде полем стоячей волны динамических пространственных решеток усиления и показателя преломления приводит к генерации последовательности эквидистантных по времени и частоте импульсов. При этом каждый импульс имеет спектральную ширину <1 МГц и связан по фазе с предыдущим. Шаг по частоте от импульса к импульсу составляет ~10 МГц для иттербиевого лазера, генерирующего на ~1,1 мкм, и ~1 МГц для висмутового лазера, генерирующего на ~1,45 мкм (Biсветовод с сохранением поляризации разработан и изготовлен в НЦВО РАН). Доказана возможность практического применения одночастотного волоконного лазера с самосканированием частотыдля опроса волоконных датчиков на брэгговских решётках и для получения коротких импульсов с помощью когерентного сложения мод. Дополнительные преимущества дает максимально простая и надежная схема лазера.

Публикации