CC BY
15СПЕКТРАЛЬНАЯ И ВРЕМЕННАЯ ДИНАМИКИ УЛЬТРАКОРОТКИХ ИМПУЛЬСОВ В ГОЛЬМИЕВОМ ВОЛОКОННОМ УСИЛИТЕЛЕ
Камынин В.А.1, Филатова С.А.1, Жлуктова И.В.1, Цветков В.Б.1'2
1 Институт общей физики им. А.М. Прохорова РАН, Москва, Россия 2 Национальный исследовательский ядерный университет "МИФИ", Москва, Россия
DOI 10.24411/2308-6920-2019-16122
Источники ультракоротких импульсов (УКИ), работающие в спектральном диапазоне более 2 мкм, привлекают внимание благодаря ряду их возможных применений, таких как перспективные системы связи, обработка материалов, генерация суперконтинуума, газовый анализ, медицина и т. д. [1]. Следует отметить, что для большинства применений выходная энергия импульсов самого задающего лазера недостаточна. Таким образом, актуальной задачей является усиление ультракоротких импульсов двухмикронного спектрального диапазона. Стоит отметить, что для получения импульсов с заданными характеристиками необходимо детальное рассмотрение спектральной и временной динамик УКИ в гольмиевых волоконных усилителях [2]. Однако за последние несколько лет было представлено не так много исследований, посвященных этой проблеме [3, 4]. В данной работе продемонстрированы эксперименты по изучению временной и спектральной динамик УКИ в зависимости от параметров входного импульса, длины и концентрации активного волокна.
В качестве задающего генератора (ЗГ) был использован гольмиевый волоконный кольцевой лазер, работающий в режиме гибридной синхронизации мод [5]. Возможность изменения длин резонатора и активной среды лазера позволила получить различные спектральные и временные параметры импульса. УКИ от ЗГ усиливались гольмиевым волоконным усилителем. На рис. 1 представлена схема экспериментальной установки. Излучение ЗГ направлялось в усилитель через волоконный ответвитель 99/1, чтобы иметь возможность контролировать характеристики ЗГ. Для подавления обратной связи был установлен изолятор. Накачка усилителя осуществлялась на длине волны 1125 нм через мультиплексор. В качестве активной среды использовались волокна, легированные ионами гольмия с различной концентрацией. Выходное излучение анализировалось с помощью автокоррелятора и спектрометра.
Рис.1 Схема экспериментальной установки
На рис. 2 показаны спектры и автокорреляционные функции импульсов а) на выходе из ЗГ, б) измеренные на выходе гольмиевого усилителя при уровне выходной мощности 160 мВт. В последнем случае видна значительная деформация импульса и спектра, связанная с нелинейным преобразованием излучения за счет высокой пиковой мощности в среде с отрицательной дисперсии групповых скоростей. При дальнейшем увеличении накачки усилителя распад импульса продолжался, что приводило к уширению спектра в длинноволновую область спектра вплоть до 2.4 мкм.
В данной работе были исследованы временная и спектральная динамики ультракоротких импульсов при распространении в гольмиевом волоконном усилителе. Наблюдалось уменьшение длительности импульсов с 1200 фс до 200 фс и существенной уширение спектра.
№6 2019 СПЕЦВЫПУСК «ФОТОН-ЭКСПРЕСС-НАУКА 2019» [email protected]
243
Рис.2 Спектры и автокорреляционные функции импульсов а) на выходе из ЗГ, б) измеренные на выходе гольмиевого усилителя при уровне выходной мощности 1в0 мВт
Работа выполнена при поддержке программы президиума РАН № Б "Фотонные технологии в зондировании неоднородных сред и биообъектов".
Литература
l. Scholle К. et al. IntechOpen, 47l-5ÜÜ (ZÜlÜ) Z. Kamynin, V. A., et al. Las. Phys. Lett. ll.5 (ZÜl4)
3. Wang M. et al. Opt. Lett.. 43.l9 46l9-4eZZ (ZÜl8)
4. Hinkelmann M. et al. Opt. Expr.Z5.l7 ZÜ5ZZ-ZÜ5Z9 (ZÜl 7)
5. Filatova S. A. et al. JOSA B. JOSA B 35.lZ3lZZ-3lZ5 (ZÜl8)
244 №6 2G19 СПЕЦВЫПУСК «ФОТОН-ЭКСПРЕСС-НАУКА 2019» [email protected]
