RU2547343C1 - Импульсный волоконный лазер с варьируемой конфигурацией поддерживающего поляризацию излучения кольцевого резонатора - Google Patents

Импульсный волоконный лазер с варьируемой конфигурацией поддерживающего поляризацию излучения кольцевого резонатора Download PDF

Info

Publication number
RU2547343C1
RU2547343C1 RU2013154453/28A RU2013154453A RU2547343C1 RU 2547343 C1 RU2547343 C1 RU 2547343C1 RU 2013154453/28 A RU2013154453/28 A RU 2013154453/28A RU 2013154453 A RU2013154453 A RU 2013154453A RU 2547343 C1 RU2547343 C1 RU 2547343C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
laser
fiber
active
radiation
passive
Prior art date
Application number
RU2013154453/28A
Other languages
English (en)
Inventor
Сергей Михайлович Кобцев
Сергей Валерьевич Смирнов
Original Assignee
Общество с ограниченной ответственностью "Техноскан-Лаб" (ООО "Техноскан-Лаб")
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Общество с ограниченной ответственностью "Техноскан-Лаб" (ООО "Техноскан-Лаб") filed Critical Общество с ограниченной ответственностью "Техноскан-Лаб" (ООО "Техноскан-Лаб")
Priority to RU2013154453/28A priority Critical patent/RU2547343C1/ru
Priority to PCT/RU2014/000722 priority patent/WO2015084211A1/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2547343C1 publication Critical patent/RU2547343C1/ru

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • H01S3/06—Construction or shape of active medium
    • H01S3/063—Waveguide lasers, i.e. whereby the dimensions of the waveguide are of the order of the light wavelength
    • H01S3/067—Fibre lasers
    • H01S3/06791—Fibre ring lasers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
    • H01S3/10038—Amplitude control
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
    • H01S3/106—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling devices placed within the cavity
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
    • H01S3/106—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling devices placed within the cavity
    • H01S3/1068—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling devices placed within the cavity using an acousto-optical device
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
    • H01S3/11—Mode locking; Q-switching; Other giant-pulse techniques, e.g. cavity dumping
    • H01S3/1106—Mode locking
    • H01S3/1109—Active mode locking
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
    • H01S3/11—Mode locking; Q-switching; Other giant-pulse techniques, e.g. cavity dumping
    • H01S3/1106—Mode locking
    • H01S3/1112—Passive mode locking
    • H01S3/1115—Passive mode locking using intracavity saturable absorbers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
    • H01S3/11—Mode locking; Q-switching; Other giant-pulse techniques, e.g. cavity dumping
    • H01S3/1123—Q-switching
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/14—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range characterised by the material used as the active medium
    • H01S3/16—Solid materials
    • H01S3/1601—Solid materials characterised by an active (lasing) ion
    • H01S3/1603—Solid materials characterised by an active (lasing) ion rare earth
    • H01S3/1608—Solid materials characterised by an active (lasing) ion rare earth erbium

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Lasers (AREA)

Abstract

Изобретение относится к лазерной технике. Импульсный волоконный лазер с варьируемой конфигурацией поддерживающего поляризацию излучения кольцевого резонатора содержит источник накачки, модуль спектрального сведения, сигнальный вход которого соединен с волоконным изолятором, а сигнальный выход - с активным волокном, которое другим концом соединено с волоконным ответвителем. Изолятор и ответвитель соединены другими концами с входами двух волоконно-оптических переключателей, работающих по схеме 1×N, где N - число выходов, при этом каждый переключатель под управлением электронных сигналов коммутирует входные оптические сигналы на определенные выходы, к которым присоединены волоконно-оптические элементы, обеспечивающие активную или пассивную или гибридную (активно-пассивную) синхронизацию мод излучения лазера или модуляцию добротности резонатора лазера. Технический результат заключается в обеспечении возможности генерации импульсов с различными длительностями, энергиями и частотами повторения в широком диапазоне. 7 з.п. ф-лы, 2 ил.

Description

Настоящее изобретение относится к лазерам - приборам для генерации с использованием стимулирующего излучения когерентных электромагнитных волн.
Из существующего уровня техники известен волоконный лазер с варьируемой конфигурацией линейного резонатора, в котором к основной части резонатора, содержащей усиливающую среду лазера, с помощью волоконных переключателей подключаются световоды с различными брэгговскими решетками, что обеспечивает генерацию лазера на разных длинах волн излучения (патент США 7616667 B2, Broadband fiber laser; заявка на патент США 20030128921 A1, Method and device for wavelength switching of a laser source). Недостатком данного технического решения является то, что предложенный резонатор не позволяет осуществить генерацию импульсного излучения в режиме синхронизации мод излучения или в режиме модуляции добротности в любой его конфигурации.
Наиболее близким к заявленному техническому решению является волоконный лазер с изменяемой длительностью импульсов, в резонаторе которого имеется разрыв, волокно резонатора до и после разрыва оконцовано двумя волоконными разъемами, к которым через ответные разъемы подсоединяются отрезки оптоволокна разной длины, обеспечивающие генерацию выходных импульсов излучения разной длительности (патент на полезную модель RU 119946, опубл. 27.08.2012 г.). Недостатками данного технического решения являются:
1. необходимость ручного подсоединения отрезков оптоволокна разной длины. Отсутствие возможности автоматического (управляемого с помощью внешних электронных сигналов) переключения лазера из одной конфигурации в другую;
2. использование для генерации короткоимпульсного излучения режима пассивной синхронизации мод за счет использования эффекта нелинейной эволюции поляризации излучения, который имеет относительно высокую чувствительность к температуре окружающей среды и к укладке волокна (изгибы и скручивания меняют двулучепреломление волокна, играющего ключевую роль в проявлении эффекта нелинейной эволюции поляризации излучения в волокне);
3. использование для управления состоянием поляризации внутрирезонаторного излучения волоконных контроллеров поляризации, которые являются "слабым" местом этих лазеров в силу того, что контроллеры поляризации на основе механической деформации оптоволокна не могут, как правило, сохранять настройку в течение длительного времени из-за пластической деформации оптоволокна, состоящего из аморфного кварца. Это может приводить к долговременной нестабильности параметров лазера и в целом к ненадежности лазера;
4. ограниченный диапазон изменения длительности импульсов лазерного излучения, составляющий от нескольких сотен фемтосекунд при минимальной длине резонатора (несколько метров) до нескольких наносекунд при максимальной длине резонатора 25 км (S. Turitsyn, M. Dubov, S. Kobtsev, A. Ivanenko. Mode-locking in 25-km fibre laser. 36th European Conference on Optical Communication (ECOC), Sep 19-23, 2010, Torino, Italy, Tu.5.D.1).
Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является создание надежного стабильного импульсного волоконного лазера с электронно-переключаемой конфигурацией, поддерживающего поляризацию излучения резонатора, обеспечивающего генерацию импульсов с различными длительностями, различными энергиями и различными частотами повторения в широком диапазоне за счет комплексного применения в одном лазере устройств активной или пассивной или гибридной (активно-пассивной) синхронизации мод излучения, а также устройств модуляции добротности резонатора лазера.
Данная задача решается за счет того, что в известном импульсном волоконном лазере с варьируемой конфигурацией поддерживающего поляризацию излучения кольцевого резонатора, содержащем источник излучения накачки, волоконный модуль спектрального сведения, вход накачки которого соединен с источником накачки, сигнальный вход модуля спектрального сведения соединен с волоконным изолятором, сигнальный выход модуля спектрального сведения соединен с активным волокном, которое другим концом соединено с волоконным ответвителем, выводящим излучение из резонатора, согласно изобретению волоконный изолятор и волоконный ответвитель соединены другими концами с входами двух волоконно-оптических переключателей, работающих по схеме 1×N, где N - число выходов, при этом каждый переключатель под управлением внешних электронных сигналов коммутирует входные оптические сигналы на определенные выходы, а к парам выходов переключателей присоединены волоконно-оптические элементы, обеспечивающие активную или пассивную или гибридную (активно-пассивную) синхронизацию мод излучения лазера или модуляцию добротности резонатора лазера.
При этом для активной синхронизации мод излучения может использоваться устройство (оптический элемент), обеспечивающее синхронизацию мод излучения на частоте, превышающей межмодовый частотный интервал резонатора лазера и кратной межмодовому частотному интервалу резонатора лазера. Кроме того, длина поддерживающего поляризацию излучения волокна, с помощью которого волоконно-оптические элементы, обеспечивающие активную или пассивную или гибридную (активно-пассивную) синхронизацию мод излучения лазера, подсоединяются к парам выходов волоконно-оптических переключателей, может составлять от 5 м до 25 км.
Техническим результатом, обеспечиваемым приведенной совокупностью признаков, является создание надежного стабильного импульсного волоконного лазера с электронно-переключаемой конфигурацией поддерживающего поляризацию излучения резонатора, обеспечивающего генерацию импульсов с различной длительностью, различной энергией и различной частотой следования в широком диапазоне: длительность от нескольких сотен фемтосекунд (обеспечивается устройствами пассивной синхронизации мод на основе углеродных нанотрубок, графена, топологических изоляторов и других материалов) до секунды (обеспечивается устройствами модуляции добротности на основе акустооптических модуляторов, поляризационных модуляторов - например ячейки Керра или ячейки Поккельса, или быстро поворачивающихся зеркал резонатора или других устройств), энергия импульсов от единиц наноджоулей (при фемтосекундной длительности импульсов) до микро- и миллиджоулей (при длительности импульсов более 1 нс), частота повторения импульсов от 8 кГц до 20 МГц в режиме активной синхронизации мод (8 кГц соответствуют длине резонатора 25 км, 20 МГц - длине резонатора 10 м) на частоте, равной межмодовому частотному интервалу резонатора лазера, и более 20 МГц (при гармонической активной синхронизации мод, и менее 8 кГц (до 1 Гц) при модуляции добротности резонатора лазера.
Сущность изобретения поясняется следующими схемами.
На фиг.1 представлена схема импульсного волоконного лазера с варьируемой конфигурацией поддерживающего поляризацию излучения кольцевого резонатора при использовании двух волоконно-оптических переключателей (6-1 и 6-2), работающих по схеме 1×2: 1 - источник излучения накачки, 2 - волоконный модуль спектрального сведения излучения накачки и излучения волоконного лазера, 3 - волоконный изолятор, 4 - активное волокно, 5 - волоконный ответвитель, выводящий излучение из резонатора, 6-1 и 6-2 - волоконно-оптические переключатели, 6′ и 6″ - входы волоконно-оптических переключателей, 6 1 ' / 6 1 "
Figure 00000001
 и 6 2 ' / 6 2 "
Figure 00000002
 - пары выходов волоконно-оптических переключателей, 9 - волоконно-оптический элемент, обеспечивающий активную или пассивную или гибридную (активно-пассивную) синхронизацию мод излучения лазера, 10 - волоконно-оптический элемент, обеспечивающий модуляцию добротности резонатора лазера.
На фиг.2 представлена схема импульсного волоконного лазера с варьируемой конфигурацией поддерживающего поляризацию излучения кольцевого резонатора при использовании двух волоконно-оптических переключателей (6-1 и 6-2), работающих по схеме 1×4: 1 - источник излучения накачки, 2 - волоконный модуль спектрального сведения излучения накачки и излучения волоконного лазера, 3 - волоконный изолятор, 4 - активное волокно, 5 - волоконный ответвитель, выводящий излучение из резонатора, 6-1 и 6-2 - волоконно-оптические переключатели, 6′ и 6″ - входы волоконно-оптических переключателей, 6 1 ' / 6 1 "
Figure 00000003
 , 6 2 ' / 6 2 "
Figure 00000002
 , 6 3 ' / 6 3 "
Figure 00000004
 и 6 4 ' / 6 4 "
Figure 00000005
 - пары выходов волоконно-оптических переключателей, 7 - волоконно-оптический элемент, обеспечивающий активную синхронизацию мод излучения лазера, 8 - волоконно-оптический элемент, обеспечивающий пассивную синхронизацию мод излучения лазера, 9 - волоконно-оптический элемент, обеспечивающий модуляцию добротности резонатора лазера.
Работает устройство следующим образом:
излучение накачки, генерируемое источником 1 оптического излучения накачки, через волоконный модуль спектрального сведения 2 попадает в активное волокно 4, переводя активную среду лазера в активное состояние; генерация лазера осуществляется в кольцевом резонаторе, однонаправленный режим генерации обеспечивается оптическим изолятором 3; вывод излучения из резонатора производится волоконным ответвителем 5; с помощью электропереключаемых волоконно-оптических переключателей (6-1 и 6-2), работающих по схеме 1×N, где N - число выходов, к общей части резонатора лазера, включающей элементы 1-5, 6-1 и 6-2, присоединяются поочередно через пары выходов переключателей 6-1 и 6-2 волоконно-оптические элементы, обеспечивающие активную или пассивную или гибридную (активно-пассивную) синхронизацию мод излучения лазера или модуляцию добротности резонатора лазера. Для того чтобы исключить эффект нелинейной эволюции поляризации излучения и отказаться от использования волоконных контроллеров поляризации, все элементы резонатора лазера поддерживают поляризацию излучения. Применение в резонаторе лазера устройств (оптических элементов), обеспечивающих разные режимы синхронизации мод и модуляцию добротности, позволяет получить импульсы различной длительности, различной энергии и различной частоты следования из одного лазера. Для увеличения диапазона изменения энергии импульсов длина поддерживающего поляризацию излучения волокна, с помощью которого волоконно-оптические элементы подсоединяются к парам выходов волоконно-оптических переключателей, может быть относительно большой (от 5 м до 25 км) для увеличения длины всего резонатора лазера, что в режиме синхронизации мод излучения приводит к уменьшению частоты следования импульсов и к соответствующему увеличению энергии импульсов при той же мощности излучения накачки (см., например: S. Kobtsev et al. Ultra-low repetition rate mode-locked fiber laser with high-energy pulses. Optics Express, v.16, №26, 21936-21941 (2008); S.M. Kobtsev et al. High-energy mode-locked all-fiber laser with ultralong resonator. Laser Physics, v.20, 2, 351-356 (2010)). Указанный диапазон длин поддерживающего поляризацию излучения оптического волокна (от 5 м до 25 км) выбран на основании результатов проведенных авторами изобретения экспериментальных исследований, которые показали, что при длине оптических волокон резонатора больше 25 км режим генерации становится неустойчивым.
Режим пассивной синхронизации мод излучения, реализуемый с помощью устройств на основе углеродных нанотрубок или графена или топологических изоляторов или других насыщающихся поглотителей лазерного излучения, обеспечивает наиболее короткие импульсы излучения в диапазоне длительностей 100 фемтосекунд - 10 пикосекунд и энергий в диапазоне 1-10 нДж (см., например: Z. Sun et al. Ultrafast stretched-pulse fiber laser mode-locked by carbon nanotubes. Nano Res 3: 404-411 (2010); D. Popa et al. Sub 200 fs pulse generation from a graphene mode-locked fiber laser. Appl. Phys. Lett. 97, 203106 (2010); C. Zhao et al. Ultra-short pulse generation by a topological insulator based saturable absorber. Appl. Phys. Lett., 101, 211106 (2012)).
Режим активной синхронизации мод, реализуемый с помощью устройств на основе акустооптического или электрооптического или поляризационного модулятора, обеспечивает импульсы излучения в диапазоне длительностей 10 пикосекунд - 10 наносекунд и энергий в диапазоне 10-100 нДж (см., например: I.L. Villegas. Mode-locked Yb-doped all-fiber laser based on in-fiber acoustooptic modulation. Laser Physics Letters, v.8, №3, 227-231 (2011); R. Wang et al. Dissipative soliton in actively mode-locked fiber laser. Opt. Express, 20(6): 6406-11(2012)). В режиме активной синхронизации мод модуляция интенсивности или фазы излучения с помощью модулятора производится на частоте, равной межмодовому частотному интервалу резонатора лазера или на более высокой частоте, кратной межмодовому частотному интервалу резонатора лазера (так называемая "гармоническая активная синхронизация мод излучения"). Гармоническая активная синхронизация мод излучения позволяет повысить частоту следования импульсов (P. Das et al. Rational harmonic mode locking fiber laser. Proc. SPIE 3075, Photonic Processing Technology and Applications, 21 (July 1, 1997).
Режим гибридной (активно-пассивной) синхронизации мод излучения лазера, реализуемый с помощью комбинации устройств для активной и пассивной синхронизации мод излучения, обеспечивает импульсы излучения в диапазоне длительностей 100 фемтосекунд - 10 наносекунд и энергий в диапазоне 1-100 нДж и используется для реализации запуска режима пассивной синхронизации мод излучения в определенных диапазонах мощностей излучения и частот повторения импульсов (см., например: S. Kim et al. Hybrid mode-locked Er-doped fiber femtosecond oscillator with 156 mW output power. Opt. Express, v.20, №14, 15054-15060 (2012); H. Kaori. Erbium-doped fiber laser hybrid mode-locked operating with CNT at 10 GHz. Latin America Optics and Photonics Conference, OS A Technical Digest (online) (OS A, 2012), paper LS2A.2).
Режим модуляции добротности, реализуемый с помощью акустооптического, или электрооптического, или поляризационного модулятора или быстро поворачивающегося зеркала резонатора, обеспечивает импульсы излучения в диапазоне длительностей 10 наносекунд - 1 секунда, энергий в диапазоне 100 нДж - 1 мДж и частот следования в диапазоне 100 кГц - 1 Гц (см., например: R.J. Williams et al. All-optical, actively Q-switched fiber laser. Optics Express, v.18, №8, 7714-7723 (2010); J.K. Jabczynski et al. Actively Q-switched thulium lasers. Chapter 5 in "Advances in Solid-State Lasers: Development and Applications", Book edited by: M. Grishin, INTECH, ISBN 978-953-7619-80-0 (2010); D. Sabourdy et al. Novel active Q-switched fiber laser based on electrostatically actuated micro-mirror system. Optics Express, v.14, №9, 3917-3922 (2006)).
Все элементы заявляемого лазера являются коммерчески доступными, в качестве волоконно-оптических переключателей 6-1 и 6-2 могут быть использованы волоконно-оптические переключатели компаний Lightwave Link Inc. (Тайвань) - 1×4/4×1 Latching Optical Switch Module, SENKO Advanced Components (Hong Kong) Ltd. - 1×2/1×4/1×8/1×16 / 16×1/8×1/4×1/2×1 Senko Optical Switches и других компаний.
Предлагаемое изобретение имеет много областей применения: от научных исследований до медицинских приборов и промышленных установок (см., например: M.E. Fermann, I. Hart. Ultrafast fibre lasers. Nature Photonics, 7, 868-874 (2013)).

Claims (8)

1. Импульсный волоконный лазер с варьируемой конфигурацией поддерживающего поляризацию излучения кольцевого резонатора, содержащий источник излучения накачки, волоконный модуль спектрального сведения, вход накачки которого соединен с источником накачки, сигнальный вход модуля спектрального сведения соединен с волоконным изолятором, сигнальный выход модуля спектрального сведения соединен с активным волокном, которое другим концом соединено с волоконным ответвителем, выводящим излучение из резонатора, отличающийся тем, что волоконный изолятор и волоконный ответвитель соединены другими концами с входами двух управляемых внешними электронными сигналами волоконно-оптических переключателей, работающих по схеме 1×N, где N - число выходов, а к парам выходов переключателей с помощью поддерживающих поляризацию излучения оптических волокон присоединены волоконно-оптические элементы, обеспечивающие активную или пассивную или гибридную (активно-пассивную) синхронизацию мод излучения лазера или модуляцию добротности резонатора лазера.
2. Лазер по п.1, отличающийся тем, что для активной синхронизации мод излучения используется элемент, обеспечивающий синхронизацию мод излучения на частоте, превышающей межмодовый частотный интервал резонатора лазера и кратной межмодовому частотному интервалу резонатора лазера.
3. Лазер по п.1, отличающийся тем, что длина поддерживающего поляризацию излучения волокна, с помощью которого волоконно-оптические элементы, обеспечивающие активную или пассивную или гибридную (активно-пассивную) синхронизацию мод излучения лазера, подсоединяются к парам выходов волоконно-оптических переключателей, составляет от 5 м до 25 км.
4. Лазер по п.1, отличающийся тем, что в качестве элемента пассивной синхронизации мод использованы устройства на основе углеродных нанотрубок или графена или топологических изоляторов или других насыщающихся поглотителей лазерного излучения.
5. Лазер по п.1, отличающийся тем, что в качестве элемента активной синхронизации мод использовано устройство на основе акустооптического или электрооптического или поляризационного модулятора.
6. Лазер по п.1, отличающийся тем, что в качестве элемента гибридной (активно-пассивной) синхронизации мод излучения лазера использовано устройство на основе комбинации элементов для активной и пассивной синхронизации мод излучения.
7. Лазер по п.1, отличающийся тем, что в качестве элемента модуляции добротности использовано устройство на основе акустооптического, или электрооптического, или поляризационного модулятора или быстро поворачивающегося зеркала резонатора.
8. Лазер по п.1, отличающийся тем, что все элементы резонатора лазера являются цельноволоконными.
RU2013154453/28A 2013-12-06 2013-12-06 Импульсный волоконный лазер с варьируемой конфигурацией поддерживающего поляризацию излучения кольцевого резонатора RU2547343C1 (ru)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013154453/28A RU2547343C1 (ru) 2013-12-06 2013-12-06 Импульсный волоконный лазер с варьируемой конфигурацией поддерживающего поляризацию излучения кольцевого резонатора
PCT/RU2014/000722 WO2015084211A1 (ru) 2013-12-06 2014-09-26 Импульсный волоконный лазер с варьируемой конфигурацией поддержвающего поляризацию излучения кольцевого резонатора

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2013154453/28A RU2547343C1 (ru) 2013-12-06 2013-12-06 Импульсный волоконный лазер с варьируемой конфигурацией поддерживающего поляризацию излучения кольцевого резонатора

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2547343C1 true RU2547343C1 (ru) 2015-04-10

Family

ID=53273819

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013154453/28A RU2547343C1 (ru) 2013-12-06 2013-12-06 Импульсный волоконный лазер с варьируемой конфигурацией поддерживающего поляризацию излучения кольцевого резонатора

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2547343C1 (ru)
WO (1) WO2015084211A1 (ru)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10371910B2 (en) 2017-12-22 2019-08-06 At&T Intellectual Property I, L.P. Optical communications cables utilizing topological insulators as optical fiber cores
RU192530U1 (ru) * 2019-07-01 2019-09-23 Общество с ограниченной ответственностью "АС-Фотон" Насыщающийся поглотитель волоконных лазеров
RU206388U1 (ru) * 2020-12-29 2021-09-08 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)" (МГТУ им. Н.Э. Баумана) Волоконный тулиевый усилитель мощности ультракоротких импульсов на длине волны 1,9 мкм
RU2758640C1 (ru) * 2020-11-25 2021-11-01 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") Цельно-волоконный узкополосный лазер
RU218766U1 (ru) * 2022-12-13 2023-06-09 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный университет" Волоконный генератор последовательностей пикосекундных лазерных импульсов на основе кольцевого резонатора с активной фотонно-кристаллической вставкой

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
LT7045B (lt) 2022-06-30 2024-02-12 Uab "Ekspla" Lazerinės spinduliuotės impulso trukmės ir energijos valdymo būdas, įrenginys būdui realizuoti ir lazerinė sistema su integruotu įrenginiu

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1999039411A1 (en) * 1998-01-30 1999-08-05 Technion Research & Development Foundation Ltd. A wavelength-selectable laser system using cavity resonance frequency, especially useful for fiber optic communication and wavelength division multiplexing
RU2180768C2 (ru) * 1996-04-02 2002-03-20 Корнинг Инкорпорейтед Переключаемое волоконно-оптическое устройство для волоконной системы передачи и ее компонентов
US7529281B2 (en) * 2006-07-11 2009-05-05 Mobius Photonics, Inc. Light source with precisely controlled wavelength-converted average power
WO2010008693A2 (en) * 2008-06-11 2010-01-21 Massachusetts Institute Of Technology High-repetition-rate guided-mode femtosecond laser
RU124062U1 (ru) * 2012-05-17 2013-01-10 Общество с ограниченной ответственностью "ОВЛП" Пассивно стабилизированный бриллюэновский одночастотный волоконный лазер

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU119946U1 (ru) * 2012-04-06 2012-08-27 Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Новосибирский национальный исследовательский государственный университет" (НГУ) Волоконный лазер с изменяемой длительностью импульсов

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2180768C2 (ru) * 1996-04-02 2002-03-20 Корнинг Инкорпорейтед Переключаемое волоконно-оптическое устройство для волоконной системы передачи и ее компонентов
WO1999039411A1 (en) * 1998-01-30 1999-08-05 Technion Research & Development Foundation Ltd. A wavelength-selectable laser system using cavity resonance frequency, especially useful for fiber optic communication and wavelength division multiplexing
US7529281B2 (en) * 2006-07-11 2009-05-05 Mobius Photonics, Inc. Light source with precisely controlled wavelength-converted average power
WO2010008693A2 (en) * 2008-06-11 2010-01-21 Massachusetts Institute Of Technology High-repetition-rate guided-mode femtosecond laser
RU124062U1 (ru) * 2012-05-17 2013-01-10 Общество с ограниченной ответственностью "ОВЛП" Пассивно стабилизированный бриллюэновский одночастотный волоконный лазер

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10371910B2 (en) 2017-12-22 2019-08-06 At&T Intellectual Property I, L.P. Optical communications cables utilizing topological insulators as optical fiber cores
RU192530U1 (ru) * 2019-07-01 2019-09-23 Общество с ограниченной ответственностью "АС-Фотон" Насыщающийся поглотитель волоконных лазеров
RU2758640C1 (ru) * 2020-11-25 2021-11-01 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") Цельно-волоконный узкополосный лазер
RU206388U1 (ru) * 2020-12-29 2021-09-08 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана (национальный исследовательский университет)" (МГТУ им. Н.Э. Баумана) Волоконный тулиевый усилитель мощности ультракоротких импульсов на длине волны 1,9 мкм
RU218766U1 (ru) * 2022-12-13 2023-06-09 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный университет" Волоконный генератор последовательностей пикосекундных лазерных импульсов на основе кольцевого резонатора с активной фотонно-кристаллической вставкой
RU225571U1 (ru) * 2023-11-29 2024-04-24 федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ульяновский государственный университет" Кольцевой волоконный генератор последовательностей субпикосекундных импульсов с управляемой частотой следования

Also Published As

Publication number Publication date
WO2015084211A1 (ru) 2015-06-11

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Zhou et al. Tunable passively $ Q $-switched erbium-doped fiber laser with carbon nanotubes as a saturable absorber
RU2547343C1 (ru) Импульсный волоконный лазер с варьируемой конфигурацией поддерживающего поляризацию излучения кольцевого резонатора
Gao et al. High energy all-fiber Tm-doped femtosecond soliton laser mode-locked by nonlinear polarization rotation
Zhang et al. SESAM mode-locked, environmentally stable, and compact dissipative soliton fiber laser
Kieu et al. Generation of few-cycle pulses from an amplified carbon nanotube mode-locked fiber laser system
Dvoretskiy et al. High-energy, sub-100 fs, all-fiber stretched-pulse mode-locked Er-doped ring laser with a highly-nonlinear resonator
Lazarev et al. Stable similariton generation in an all-fiber hybrid mode-locked ring laser for frequency metrology
Villanueva et al. Active and passive mode-locked fiber lasers for high-speed high-resolution photonic analog-to-digital conversion
Harun et al. Self-starting harmonic mode-locked thulium-doped fiber laser with carbon nanotubes saturable absorber
Tang et al. 50-W 2-μm nanosecond all-fiber-based thulium-doped fiber amplifier
Sun et al. All-fiber polarization-maintaining erbium-doped dispersion-managed fiber laser based on a nonlinear amplifying loop mirror
Huang et al. Highly efficient difference-frequency generation for mid-infrared pulses by passively synchronous seeding
Wang et al. 2-$\mu\hbox {m} $ Tm-Doped All-Fiber Pulse Laser With Active Mode-Locking and Relaxation Oscillation Modulating
Li et al. Tunable noise-like pulse and Q-switched erbium-doped fiber laser
Smirnov et al. Shaping of nanosecond pulses in ytterbium fiber lasers by synchronous sine-wave pump modulation
Hitachi et al. High-efficiency carrier-envelope offset locking in a 2f-to-3f self-referencing interferometer with a dual-pitch PPLN ridge waveguide
Fan et al. Generation of polarization-locked vector solitons in mode-locked thulium fiber laser
Polynkin et al. All-Fiber Picosecond Laser System at 1.5$\mu $ m Based on Amplification in Short and Heavily Doped Phosphate-Glass Fiber
Anyi et al. Nanosecond pulse fibre laser based on nonlinear polarisation rotation effect
Zhou et al. A stable polarization switching laser from a bidirectional passively mode-locked thulium-doped fiber oscillator
RU2486647C1 (ru) Полностью волоконный лазер со сверхкороткой длительностью импульса
Liu et al. Tm fiber laser mode-locked at large normal dispersion
RU162919U1 (ru) Компактный кольцевой эрбиевый волоконный лазер с синхронизацией мод на основе световода с высокой нелинейностью
Shi et al. All-fiber method for real-time transverse-mode switching of ultrashort pulse
Szczepanek et al. Sub-160-fs pulses dechriped to its Fourier transform limit generated from the all-normal dispersion fiber oscillator

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20161207