14
ISSN 0236-3941. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Машиностроение”. 2012
профильным по радиусу показателем преломления. В радиальных
зонах с повышенным (незначительно) показателем преломления рас-
пространяется генерируемое излучение, которое многократно отра-
жается от зоны с пониженным показателем преломления вследствие
полного внутреннего отражения.
На рис. 3 приведена структура волоконного световода. В цен-
тральной части световода находится одномодовый активный волно-
вод (сердцевина) диаметром 5…10 мкм, легированный, например
примесью иттербия. Активный волновод находится внутри многомо-
дового волновода диаметром 100…200 мкм для излучения накачки.
Излучение полупроводниковых лазеров (диодная накачка) много-
кратно пересекает активный волновод и на определенной длине рас-
пространения по всему волноводу практически полностью поглоща-
ется при пересечениях с одномодовым активным волноводом, преоб-
разуясь в излучение генерации волоконного лазера с незначительным
увеличением длины волны.
Рис. 3. Структура волоконного световода:
1
—
внешняя полимерная оболочка;
2
—
внутренняя кварцевая оболочка;
3
—
ле-
гированная сердцевина;
4
—
брэгговская решетка
Превышение показателя преломления сердцевины составляет
0, 01
Δn
≈
,
что обеспечивает одномодовый режим работы лазера, так
как более высокие моды распространяются под большими углами и
испытывают повышенные потери при распространении в активном
волноводе. Вследствие этого происходит выделение (селекция) одной
основной волноводной моды генерируемого излучения. В научной
литературе внутренний активный волновод и окружающий его вол-
новод для излучения накачки рассматривается как составной волно-
вод с двумя оболочками.
Длина волны генерации иттербиевого волоконного лазера со-
ставляет
λ
= 1 081 нм, а для накачки применяется излучение полу-
проводниковых лазеров с длиной волны
λ
р
= 972 нм. На практике для
ввода излучения накачки используют торцевую или боковую схему.
При этом соблюдаются условия согласования параметров простран-
ственного спектра излучения с параметрами конкретного волоконно-
го лазера.