8.3.3. ВОЛОКОННЫЕ ВКР-ЛАЗЕРЫ С СИНХРОННОЙ НАКАЧКОЙ

Предыдущие подразделы были посвящены однопроходному ВКР. Если поместить световод в резонатор (см. рис 8 4), то однопроходный усилитель превращается в волоконный ВКР-лазер. Такие лазеры обсуждались в разд. 8.2.2 в случаях непрерывного или квазинепрерывного режимов не). Здесь рассматриваются синхронно накачиваемые волоконные ВКР-лазеры, испускающие импульсы длительностью В обычной схеме используются импульсы накачки Длительностью около на длине волны 1,06 мкм от Nd ИАГ-лазера с синхронизацией мод.

На рис. 8.14 временные и спектральные характеристики излучения

Рис. 8.14. Временные и спектральные характеристики излучения волоконного ВКР-лазера (штриховые линии) и в режиме однопроходной генерации (сплошные линии). Шкала интенсивностей произвольная [104].

на выходе однопроходного усилителя сравниваются с аналогичными характеристиками ВКР-лазера. В этом эксперименте [104] длина световода составляла а длительность импульсов накачки около 120 пс (). В случае однопроходного усиления в спектре виден пик вблизи 1,12 мкм. Соответствующий стоксов импульс проявляется на 300 пс раньше, чем импульс накачки, что обусловлено групповым запаздыванием. В режиме лазера основной спектральный пик возникает на длине волны 1,093 мкм, для которой накачка действует синхронно. Кроме того, длина волны может перестраиваться более чем на 50 нм посредством изменения длины резонатора на 10 см. Второй пик в спектре на рис. 8.14 соответствует несинхрони-зованной с накачкой стоксовой компоненте второго порядка. Во временной структуре излучения видны три пика, соответствующих импульсу накачки и стоксовым импульсам первой и второй стоксовых компонент. Импульс первой стоксовой компоненты доминирует благодаря тому, что для него выполнено условие синхронности накачки.

Длительность импульсов излучения волоконного ВКР-лазера примерно такая же, как у импульсов накачки Однако из-за эффектов ФСМ и ФКМ эти импульсы частотно-модулированны, и, если в достаточно большой части импульса чирп линеен, они могут быть сжаты в волоконно-решеточном компрессоре (см. разд. 6.3). Важным достижением было получение импульсов длительностью при помещении компрессора внутрь резонатора волоконного ВКР-лазера [47]. Расстояние между решетками регулировалось для получения слегка отрицательной дисперсии при полном обходе резонатора лазера, т. е. пара решеток не только компенсировала положительную дисперсию световода, но и обеспечивала для импульсов,

циркулирующих внутри резонатора, отрицательную общую дисперсию трассы. С использованием такой методики недавно были получены импульсы длительностью Кроме того, лазер был перестраиваемым в диапазоне мкм при длительности импульсов во всем интервале. Для перестройки длины волны использовалась диафрагма, помещенная внутрь решеточного компрессора (см. разд. 6.3.2).

Перестраиваемый волоконный ВКР-лазер использовался и для демонстрации усиления фемтосекундных оптических импульсов в волоконном ВКР-усилителе в условиях как попутной, так и встречной волн накачки [105] Попутная накачка использовалась в схеме, где 500-фемтосекундные импульсы сначала проходили через отрезок световода длиной 100 м, где в результате действия дисперсии они уширялись до Уширенные импульсы вместе с импульсами накачки длительностью на длине волны 1,06 мкм вводились в усилитель, состоявший из -метрового световода. Усиленные импульсы сжимались в решеточном компрессоре. Сжатые импульсы были несколько шире исходных, но усилены по энергии в 15000 раз, когда мощность импульсов накачки составляла 150 кВт. Эксперимент показал, что частотная модуляция -пикосекундных исходных импульсов мало изменяется при усилении. Это указывает на возможность использования ВКР сверхкоротких импульсов в световодах не только для генерации фемтосекундных импульсов, но и для получения высоких пиковых мощностей.