Волоконный задающий лазер с высокой энергией импульсов излучения
Полезная модель относится к лазерам - приборам для генерации с использованием стимулирующего излучения когерентных электромагнитных волн.
Предложен волоконный задающий лазер с высокой энергией импульсов излучения, содержащий источник накачки и волоконный кольцевой резонатор длиной более 500 метров с суммарной нормальной дисперсией, состоящий из волоконного модуля спектрального сведения без поддержки поляризации, вход накачки которого соединен с источником накачки, сигнальный вход модуля соединен с активным волокном с двойной оболочкой без поддержки поляризации, а сигнальный выход модуля соединен с первым контроллером поляризации, поляризационно независимого оптического изолятора, соединенного с активным волокном, волоконного ответвителя с поддержкой поляризации для вывода поляризованного излучения лазера из резонатора, соединенного одним концом с первым контроллером поляризации, а другим концом со вторым контроллером поляризации, в котором между вторым контроллером поляризации и поляризационно независимым оптическим изолятором резонатор содержит отрезок оптоволокна с поддержкой поляризации длиной 0,1-5 м, обеспечивающий сужение и стабилизацию спектра генерации лазера
Полезная модель относится к лазерам - приборам для генерации с использованием стимулирующего излучения когерентных электромагнитных волн.
Из существующего уровня техники известен волоконный задающий генератор с синхронизацией мод излучения, в котором увеличение энергии импульсов достигается за счет увеличения длины резонатора лазера (S.Kobtsev, S.Kukarin, Y.Fedotov. Ultra-low repetition rate mode-locked fiber laser with high-energy pulses. Optics Express, v.16, N26, p.21936-21941 (2008)). При увеличении длины резонатора этого лазера до 3.8 км была получена энергия импульсов 3,9 мкДж без использования дополнительных усилителей и модуляции добротности резонатора лазера.
Недостатками данного технического решения является то, что этот лазер не является цельноволоконным, в нем используются дискретные элементы, которые требуют настройки и обслуживания. Кроме того, режим синхронизации мод в этом лазере не является высокостабильным в силу отсутствия в резонаторе лазера спектрально-селективных элементов.
Наиболее близким к заявленному техническому решению является волоконный задающий лазер с синхронизацией мод излучения в длинном (длина более 500 м) цель-новолоконном кольцевом резонаторе с суммарной нормальной дисперсией (S.M.Kobtsev, S.V.Kukarin, S.V.Smimov, Y.S.Fedotov. High-energy mode-locked all-fiber laser with ultralong resonator. Laser Physics, v.20, N2, pp.351-356 (2010)). Волоконный задающий лазер с высокой энергией импульсов излучения (>1 мкДж) состоит из источника накачки и волоконного кольцевого резонатора длиной более 500 метров с суммарной нормальной дисперсией, включающего волоконный модуль спектрального сведения без поддержки поляризации, вход накачки которого соединен с источником накачки, сигнальный вход модуля соединен с активным волокном с двойной оболочкой без поддержки поляризации, а сигнальный выход модуля соединен с первым контроллером поляризации, поляризационно независимый оптический изолятор, соединенный с активным волокном, волоконный ответвитель с поддержкой поляризации для вывода поляризованного излучения лазера из резонатора, соединенного одним концом с первым контроллером поляризации, а другим концом со вторым контроллером поляризации. Для синхронизации мод лазера используется эффект нелинейной эволюции поляризации излучения в оптоволокне резонатора, запуск режима синхронизации мод излучения осуществляется настройкой обоих контроллеров поляризации.
Недостатком данного технического решения является то, что режим синхронизации мод в этом лазере не является высокостабильным в силу отсутствия в резонаторе лазера спектрально-селективных элементов.
Задачей полезной модели является создание волоконного задающего лазера с высокой энергией импульсов излучения, отличающегося стабильностью режима синхронизации мод излучения в длинном резонаторе.
Поставленная задача решается за счет того, что в волоконном задающем лазере с высокой энергией импульсов излучения, содержащем источник накачки и волоконный кольцевой резонатор длиной более 500 метров с суммарной нормальной дисперсией, состоящий из волоконного модуля спектрального сведения без поддержки поляризации, вход накачки которого соединен с источником накачки, сигнальный вход модуля соединен с активным волокном с двойной оболочкой без поддержки поляризации, а сигнальный выход модуля соединен с первым контроллером поляризации, поляризационно независимого оптического изолятора, соединенного с активным волокном, волоконного ответвителя с поддержкой поляризации для вывода поляризованного излучения лазера из резонатора, соединенного одним концом с первым контроллером поляризации, а другим концом со вторым контроллером поляризации, оба контроллера обеспечивают режим пассивной синхронизации мод за счет использования эффекта нелинейной эволюции поляризации излучения, согласно предлагаемому техническому решению, между вторым контроллером поляризации и поляризационно независимым оптическим изолятором резонатор содержит отрезок оптоволокна с поддержкой поляризации длиной 0,1-5 м, обеспечивающий сужение и стабилизацию спектра генерации лазера.
Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является возможность сужения и стабилизации спектра генерации лазера.
Сущность полезной модели поясняется фиг.1, на которой схематически изображен волоконный задающий лазер с высокой энергией импульсов излучения.
Волоконный задающий лазер с высокой энергией импульсов излучения состоит из кольцевого резонатора длиной более 500 метров с суммарной нормальной дисперсией, включающего активное волокно с двойной оболочкой 1, накачка которого осуществляется через волоконный модуль спектрального сведения 2 источником излучения накачки 3, первого контроллера поляризации излучения 4, волоконного ответвителя с поддержкой поляризации 5 для вывода поляризованного излучения 6 из резонатора лазера, второго контроллера поляризации излучения 7, поляризационно независимого оптического изолятора 8 и отрезка оптоволокна 9 с поддержкой поляризации длиной 0,1-5 м.
Устройство работает следующим образом.
Излучение накачки, генерируемое источником 3 оптического излучения накачки, через волоконный модуль спектрального сведения 2 попадает во внутреннюю оболочку активного волокна с двойной оболочкой 1 и в центральную светопроводящую жилу активного волокна, переводя активную среду лазера в активное состояние; генерация лазера осуществляется в кольцевом резонаторе, однонаправленный режим генерации обеспечивается поляризационно независимым оптическим изолятором 8; вывод поляризованного излучения 6 из резонатора производится волоконным ответвителем 5 с поддержкой поляризации излучения; сужение и стабилизация спектра генерации лазера осуществляется отрезком оптоволокна 9 с поддержкой поляризации, выполняющем функцию спектрально-селективного элемента (или двулучепреломляющего фильтра). При длинах отрезка оптоволокна 9 с поддержкой поляризации в диапазоне 0,1-5 м этот спектрально-селективный элемент обеспечивает сужение и стабилизацию спектра генерации лазера.
Волоконный задающий лазер с высокой энергией импульсов излучения, содержащий источник накачки и волоконный кольцевой резонатор длиной более 500 м с суммарной нормальной дисперсией, состоящий из волоконного модуля спектрального сведения без поддержки поляризации, вход накачки которого соединен с источником накачки, сигнальный вход модуля соединен с активным волокном с двойной оболочкой без поддержки поляризации, а сигнальный выход модуля соединен с первым контроллером поляризации, поляризационно независимого оптического изолятора, соединенного с активным волокном, волоконного ответвителя с поддержкой поляризации для вывода поляризованного излучения лазера из резонатора, соединенного одним концом с первым контроллером поляризации, а другим концом со вторым контроллером поляризации, отличающийся тем, что между вторым контроллером поляризации и поляризационно-независимым оптическим изолятором резонатор содержит отрезок оптоволокна с поддержкой поляризации длиной 0,1-5 м, обеспечивающий сужение и стабилизацию спектра генерации лазера.
