А. А. Крылов, С. С. Алешкина, А. К. Сенаторов, Д. С. Липатов, М. Ю. Салганский, М. Е. Лихачев, “Генерация 30-фемтосекундных импульсов с энергией 6.3 нДж и средней мощностью 238 мВт на длине волны 1.56 мкм в цельноволоконной двухкаскадной схеме нелинейного усиления”, Квантовая электроника, 55:3 (2025), 146

Нелинейно-оптические явления

Генерация 30-фемтосекундных импульсов с энергией 6.3 нДж и средней мощностью 238 мВт на длине волны 1.56 мкм в цельноволоконной двухкаскадной схеме нелинейного усиления

А. А. Крылов^a, С. С. Алешкина^a, А. К. Сенаторов^a, Д. С. Липатов^b, М. Ю. Салганский^b, М. Е. Лихачев^a

^a Институт общей физики им. А.М.Прохорова РАН, Научный центр волоконной оптики им. Е.М.Дианова, Россия, 119991 Москва
^b Институт химии высокочистых веществ РАН им. Г. Г. Девятых, Россия, 603951 Н.Новгород

Аннотация: Создан компактный цельноволоконный источник предельно коротких импульсов на длине волны 1.56 мкм, изготовленный на основе двухкаскадной схемы нелинейного усиления в эрбиевых активных световодах, с возможностью последующего сжатия импульсов в кварцевом световоде с увеличенной площадью моды (Large-Mode-Area, LMA). Когерентное уширение спектра импульсов за счет фазовой самомодуляции последовательно происходит в первом и втором каскадах усиления на основе высоконелинейного эрбиевого световода с положительной дисперсией групповых скоростей, а их финальное сжатие – в кварцевом LMA-световоде с сердцевиной диаметром 39 мкм, обладающем отрицательной дисперсией второго порядка и пониженной нелинейностью. Благодаря малой дисперсии второго и третьего порядков в эрбиевом активном световоде эффективное сжатие положительно чирпированных импульсов с его выхода до длительности 30 фс, соответствующей примерно шести волновым периодам, реализуется в LMA-световоде длиной 10 см. Максимальная энергия сжатых импульсов 6.3 нДж при средней мощности 238 мВт достигается за счет увеличения мощности накачки второго каскада усиления до 1.2 Вт, при этом их пиковая мощность составляет около 100 кВт.

Ключевые слова: предельно короткий импульс, эрбиевый волоконный усилитель, фазовая самомодуляция, дисперсия второго и третьего порядка, световод с увеличенной площадью моды.

Поступила в редакцию: 13.05.2025
Исправленный вариант: 27.05.2025
Принята в печать: 30.05.2025