Ученые из Института автоматики и электрометрии СО РАН (ИАиЭ СО РАН) в рамках проекта Российского научного фонда разработали новые схемы волоконных лазеров, работающих на эффекте вынужденного комбинационного рассеяния света в многомодовых волоконных световодах. Статья об исследовании опубликована  в журнале IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics, популярно о разработке рассказывает пресс-служба Федерального агенства научных организаций.

Волоконными называют лазеры, в которых активная среда и (иногда) резонатор являются элементами оптического волокна. Во всех волоконных лазерах применяются специальные типы оптических волокон, в которые встроены один или несколько волноводов для осуществления оптической накачки. В волоконных ВКР-лазерах обычно используются одномодовые волокна с накачкой сердцевины световода мощным одномодовым волоконным лазером, легированным редкоземельными ионами. Это лазер, в свою очередь, накачивается излучением многомодовых лазерных диодов, что приводит к довольно сложной конструкции волоконного ВКР-лазера. Но лазеры этого типа представляют интерес для науки и промышленности, потому что могут генерировать излучение в инфракрасной области спектра, где редкоземельные твердотельные лазеры малоэффективны.

Одна из перспективных возможностей для упрощения конструкции ВКР-лазера - это прямая накачка дешевыми и надежными многомодовыми лазерными диодами. Ученве  ИАиЭ СО РАН впервые в мире реализовали полностью волоконную схему ВКР-лазера с прямой диодной накачкой, которая позволяет эффективно преобразовать многомодовое излучение лазерных диодов в лазерный пучок высокого качества практически с любой длиной волны генерации. Для этого ученые в качестве лазерной среды использовали телекоммуникационный пассивный многомодовый световод. Как пояснили в пресс-службе ФАНО, такой светодиод с градиентным профилем показателя преломления не имеет проблем, обусловленных легированием - ограниченным спектральным диапазоном, фотопотемнением волокна со временем и развитием модовой нестабильности на больших мощностях.

В результате ученые смогли получить лазерный пучок высокого качества, которое позволяет также эффективно преобразовать инфракрасное излучение ВКР-лазера в видимый и ультрафиолетовый диапазоны спектра. В сочетании с возможностью перестройки частоты ВКР-лазера в широком диапазоне такая конструкция позволяет создать источник лазерного излучения с максимально широким диапазоном генерации, а также использовать его как источник яркой накачки для других типов лазеров на новых длинах волн.

«По сути разработана новая лазерная платформа, которая открывает принципиально новые возможности по управлению пространственными, спектральными и временными характеристиками излучения лазеров на основе многомодовых волоконных световодов», - пояснил директор Института автоматики и электрометрии СО РАН, чл.-корр. РАН Сергей Бабин.

Как отмечают авторы,  новые лазеры будут иметь широкие перспективы применения в таких сферах, как лазерные дисплеи, биомедицинские изображения, рамановская спектроскопия и микроскопия, проточная цитометрия, высокоскоростная печать, голография и оптическая память, лазерные шоу и подводная фотоника.