Материал подготовил Максим Рабчинский
Оптоволоконные лазеры обладают рядом качеств, которые делают их привлекательными для генерации ультракоротких импульсов через реализацию в них пассивной или активной синхронизации мод, в частности:
- ♦ Спектральная ширина полосы усиления при использовании оптоволокна, допированного редкоземельными материалами довольно большая – порядка десятка нанометров – что позволяет генерировать фемтосекундные импульсы.
- ♦ Высокая эффективность усиления в волокне позволяет использовать подобные лазеры при малых энергиях накачки и/или использовать в реализуемой оптоволоконной схеме элементы с высоким уровнем оптических потерь. Например, некоторые оптические фильтры или подходы для устранения дисперсии не могут быть использованы в твердотельных лазерах, однако широко применяются в оптоволоконных лазерных системах.
- ♦ Стоимость лазерных систем на основе оптоволокна крайне мала и, кроме того, они крайне компакты и прочны – в частности при условии отсутствия оптических элементов вне волокна.
- ♦ Оптоволоконные лазеры с синхронизацией мод хорошо сочетаются с разработанными на нынешний день технологиями передачи данных по оптоволоконным сетям, в частности может быть легко организованно их включение в сеть путем использования стандартизованных волоконно-оптических адаптеров.
- ♦ При использовании волокна с двойной оболочкой, подобные системы могут рассматриваться как источники излучения с высокой выходной мощностью.
С другой стороны, формирование пико- и фемтосекундных лазеров с синхронизацией мод во многих случаях ограничено сильными нелинейными эффектами, проявляющимися в оптоволокне (о чем пойдет речь ниже), а также иногда хроматической дисперсией. Кроме того, возможны дополнительные трудности, связанные с неконтролируемым двойным лучепреломлением в волокне, особенно если в нем не реализуется сохранение поляризации проходящего излучения.
Имеется большое количество разнообразных оптоволоконных лазеров с ультракороткими генерирующимися импульсами, которые различаются не только длинной волны генерируемого излучения, энергией импульса или его длительностью, но также и механизмом формирования отдельного импульса. Далее мы рассмотрим основные типы ультрабыстрых оптоволоконных лазеров.
