В.А. Лазарев, С.О. Леонов, А.Б. Пнев, С.Г. Сазонкин, К.П. Цапенко, А.А. Крылов
2
нилась в начале 2000-х годов благодаря достижениям в области оп-
тики сверхкоротких (фемтосекундных) лазерных импульсов.
Фемтосекундные лазеры генерируют последовательность сверх-
коротких импульсов [5], спектр которых представляет собой гребен-
ку оптических частот — набор эквидистантно расположенных узких
спектральных линий. Если какую-либо компоненту спектра гребенки
стабилизировать с помощью стандарта частоты, то абсолютные зна-
чения частот всех других компонент будут известны. Фактически,
получится линейка оптических частот, с помощью которой можно
эффективно решить проблему высокоточных спектральных измере-
ний. При этом будет стабильной частота повторения импульсов лазе-
ра в диапазоне 50…100 МГц, в котором работает аппаратура навига-
ционно-временного обеспечения большого числа пользователей
наземного, морского, воздушного и космического базирования. Этот
стабильный сигнал частоты повторения импульсов лазера будет эта-
лонным сигналом для передачи потребителю.
Для широкого применения эталонной частотной аппаратуры в
различных отраслях промышленности, и особенно в комическом
приборостроении, необходимо разработать компактный и надежный
делитель оптической частоты. С этой точки зрения наиболее пер-
спективным вариантом реализации делителя частоты является фем-
тосекундный волоконный лазер, работающий в непрерывном режиме
генерации ультракоротких импульсов с частотой повторения им-
пульсов 50…100 МГц.
В данной работе рассмотрен один из перспективных вариантов
реализации фемтосекундного волоконного лазера, основанного на
методе гибридной синхронизации мод. Этот пассивный самозапус-
кающийся метод, позволяющий получить стабильный режим генера-
ции сверхкоротких лазерных импульсов, что обусловило его выбор
для реализации фемтосекундного волоконного лазера.
Стабильная генерация коротких импульсов в режиме синхрони-
зации мод в волоконных лазерах осуществляется путем совместного
действия двух насыщающихся поглотителей: медленного насыщаю-
щегося поглотителя, например такого как самопросветляющееся зер-
кало (SESAM) [6] или углеродные наноструктуры [7] (фотография,
полученная с помощью микроскопа, приведена на рис. 1), и быстрого
поглотителя на основе нелинейного эффекта Керра [8, 9].
На рис. 2 приведена схема разработанного кольцевого эрбиевого
волоконного фемтосекундного лазера. Лазер состоит из активного
волокна, легированного эрбием, диаметр сердцевины 5 мкм, длина
волокна 35 см. Накачка осуществляется с помощью лазерного диода
мощностью 120 мВт, работающего на длине волны 980 нм. Излуче-
ние вводится в резонатор посредством 980/1550 нм мультиплексора.
