Генератор Мамышева (МО) - это тип волоконного лазера, способный генерировать высокоэнергетические лазерные импульсы с настраиваемой частотой повторения. Это лазер с синхронизацией режимов, который использует свет, проходящий внутри резонатора с замкнутым контуром, для получения лазерного излучения. Гармоническая блокировка режимов (HML) - это усовершенствованная форма процесса блокировки режимов, при котором за один круговой проход света генерируется несколько лазерных импульсов. MOs, использующие HML, используются для нескольких передовых применений, таких как оптическая связь, частотная метрология и микрообработка.
Несмотря на растущее применение HML MOS, понимание динамики накопления света HML в этих лазерах является экспериментально сложной задачей. В недавнем исследовании, опубликованном в Journal of Lightwave Technology, исследователи из Университета Хунань, Китай, обнаружили динамику накопления HML в полностью волокнистом МО, легированном эрбием. Они успешно получили импульсные выходы HML разного порядка. В этих результатах отношение сигнал/шум всех последовательностей гармонических импульсов от оптоволоконного МО превысило 80 дБ, демонстрируя высокую стабильность выходного сигнала. Более того, они исследовали динамику переходных процессов в процессе запуска HML в МО.
"Начальная динамика HML в MO, характеризуемая методом дисперсионного преобразования Фурье с растягиванием во времени (TS-DFT), показала, что в генерации HML доминирует не эффект расщепления одиночного импульса, а усиление множества импульсов затравки в генераторе", - объясняет автор доктор Нин Ли.
Используя тщательно разработанные эксперименты, исследователи определили пять различных сверхбыстрых фаз, которые происходят между подачей затравочных импульсов в резонатор лазера и стабильным излучением импульсов HML из МО. Эти фазы включают релаксационные колебания, многоимпульсную работу, восстановление коллапса импульсов, нестабильное состояние HML и стабильное состояние HML. Примечательно, что идентифицированный процесс стабильной генерации HML отличался от обычного эффекта расщепления импульсов, который, как считается, приводит к динамике лазерного излучения в MOs. Экспериментальные результаты были дополнительно подтверждены с помощью численного моделирования.
Используя метод TS-DFT, они отслеживали эволюцию спектров внутри резонатора MO в режиме реального времени и выполнили детальный анализ динамического процесса во время инициирования HML. Наблюдения показали, что в генерации HML в МО преобладал не обычный эффект разделения одиночных импульсов, а скорее усиление нескольких импульсов затравки внутри генератора.
"Наши экспериментальные результаты и результаты моделирования показали, что в этих условиях начальные затравочные импульсы внутри резонатора эволюционируют в стабильные независимые импульсы посредством таких процессов, как усиление усиления и перераспределение энергии, что в конечном итоге приводит к стабильному состоянию HML внутри резонатора", - отмечает доктор Ли. "Результаты нашего исследования могут углубить понимание Работа HML в MOs и может обеспечить активный способ управления динамикой переходных импульсов в высокопроизводительных сверхбыстрых лазерных системах", - добавляет он.
В целом, это исследование расширило наше понимание динамики накопления света в MOs, особенно для современных лазеров, использующих HML. Кроме того, исследование бросает вызов традиционному пониманию процесса накопления и излучения света в MOs.
Помимо прояснения лежащей в основе физики, выводы, полученные в результате исследования, могут привести к усовершенствованию конструкций MOS - расширяя их применение в нескольких областях.
Комментарии