Мощные сверхбыстрые источники среднего инфракрасного диапазона с длиной волны 2–5 мкм на основе двухволнового источника — Часть 5

3 Генерация разностной частоты мощных сверхбыстрых источников света среднего инфракрасного диапазона

3.1 Мощный перестраиваемый двухволновой сверхбыстрый волоконный лазер

Рис. 4. Схема экспериментальной установки сверхтонкого волоконного лазера с высокой мощностью и двойной длиной волны (1,55 мкм/1 мкм)

На основе экспериментальной схемы генерации разностной частотыс использованием кристалла PPLN (www.wisoptic.com)показанный на рисунке 1, мы построили мощный перестраиваемый двухволновой сверхбыстрыйтволоконно -лазерное устройство (рис. 4). Два импульса происходят из одного и того же источника семян, легированных эрбием волокна, чтобы избежать различий в частоте повторения и обеспечить фазовую сдвиг с нулевым носителем после генерации частоты разности. Источник лазерного лазерного семян, легированного эрбием, основан на структуре полости кольца и использует полупроводниковой насыщенный поглотитель для блокировки режима. Лазер работает в управляемом дисперсионном состоянии солитона с режимами, выводя ультрашортные импульсы с центральной длиной волны 1556 нм и спектральной шириной 22 нм. Импульсы имеют частоту повторения 33,3 МГц и среднюю мощность 1,1 МВт. После нелинейного амплификации, легированного эрбием, импульсы разделяются на два пути с помощью волоконного муфта. Один путь подвергается легированной эрбиумам нелинейной амплификации и сжатия волокон, чтобы увеличить пиковую мощность, а спектр расширяется до 1,03 мкм с использованием высоколинейного волокна (HNLF). Принцип нелинейного расширения спектра является следующим образом: после 1,55 мкм-импульса с высокой пиковой мощностью входит в оптическое волокно, на него влияет дисперсия и различные нелинейные эффекты (в первую очередь самостоятельно фаза модуляции), что приводит к резкому расширению до 1,2-2,1 мкм. Во время последующего HNLF общая форма спектра стабилизируется, образуя резонансную дисперсионную волну в области 1000-1200 нм. Коротковолновая часть этой дисперсионной волны (1000-1100 нм) резонирует и усиливается из-за сочетания фазы. Длинная длинная часть дисперсионной волны (1100-1200 нм) продолжает ослаблять во время передачи волокна из-за нефазного соответствия, в конечном итоге образуя спектральный пик при 1050 нм. Затем импульс подвергается расширению волокна, предварительной амплификации волокна с одним режимом, основной амплификацией двойного частота кристаллического волокна с удилищами и сжатием пары решетки, увеличивая его среднюю мощность до 31,5 Вт, что соответствует энергии импульса 0,95 мкД. Выходной импульсный спектр и кривая автокорреляции показаны на рисунке 5 (A, как показано на рисунке 5 (b), спектр имеет центральную длину волны 1030 нм и полная ширина при половине максимума 8,7 нм. Импульсная автокорреляция, показанная на рисунке 5 (b). Пиковая мощность 3,65 МВт.

Рис. 5. Выходные спектры и кривые автокорреляции импульсов CPA, легированных иттербием и эрбием.