9.3.2. ВОЛОКОННЫЕ ВРМБ-ЛАЗЕРЫ

ВРМБ-усиление, как и комбинационное, можно использовать в волоконных лазерах, если поместить световод в резонатор [33-38]. Для этой цели использовались и резонаторы Фабри Перо, и кольцевые, у тех и у других есть свои преимущества. Благодаря обратной связи пороговая мощность накачки лазера существенно ниже того, что дает выражение (9.2 6). Для типичного лазера вместо фактора 21 в выражении (9.2.6) нужно подставить 0,1 1 в зависимости от потерь в резонаторе.

В первом непрерывном волоконном ВРМБ-лазере [33] кольцевой резонатор состоял из световода длиной с потерями на длине волны накачки нм около Из-за относительно

высоких потерь в резонаторе (около 70% за обход) пороговая мощность составляла мВт. В недавнем эксперименте [38] использование кольцевого волоконного резонатора, схема которого приведена на рис. 9.11, позволило снизить пороговую мощность до 0,56 мВт. Благодаря использованию направленного ответвителя потери в резонаторе за один обход составляли лишь 3,5%. При таких низких потерях мощность накачки внутри кольцевого резонатора была в 30 раз больше входной мощности. Низкий порог лазера позволял использовать в качестве накачки излучение гелий-неонового лазера на длине волны 632.8 нм. Возможным применением таких лазеров могут стать волоконные гироскопы [39].

Волоконные ВРМБ-лазеры с резонаторами Фабри-Перо качественно отличаются от кольцевых лазеров. Разница в том, что в резонаторах Фабри Перо в обоих направлениях распространяются и стоксовы волны, и волны накачки. Генерация стоксовых волн высших порядков происходит посредством каскадного ВРМБ, когда каждая стоксова компонента после того, как ее мощность становится больше порога ВРМБ, служит накачкой для компоненты следующего порядка. В то же время четырехволновое взаимодействие попутных стоксовых волн и волн накачки приводит к генерации антистоксовых компонент. Спектр излучения такого лазера похож на спектр, представленный на рис. 9.10. Число стоксовых и антистоксовых компонент зависит от мощности накачки. В эксперименте [34], когда -метровый световод в резонаторе Фабри-Перо накачивался аргоновым лазером на длине волны 514,5 нм, наблюдались 14 линий спектра, из которых 10 располагались со стоксовой стороны. Расстояние между соседними линиями что соответствует ВРМБ-смешению.

Одновременная генерация многих эквидистантных спектральных линий в ВРМБ-лазере указывает на возможность получения сверхкоротких оптических импульсов при условии, что моды лазера удастся засинхронизировать [40]. В эксперименте [35] для синхронизации

Рис. 9.11. Схема волоконного ВРМБ кольцевого лазера с низким порогом [38]

мод использовался внутрирезонаторный модулятор. Излучение лазера представляло собой последовательность 7 8-наносекундных импульсов с частотой повторения 8 МГц. соответствующей длине резонатора. импульсы соответствуют синхронизации не многих стоксовых компонент (что дало бы импульсы длительностью короче а нескольких продольных мод резонатора Фабри Перо внутри стоксовой компоненты первого порядка. Релаксационные колебания могут обеспечить активный механизм такой синхронизации мод, поскольку их период равен времени обхода внутри световода. Наблюдалась частичная самосинхронизация мод волоконного ВРМБ-лазера [35], но этот процесс не очень устойчив.