Разработана методика оптимизации работы волоконных лазеров

Российские ученые впервые детально изучили то, как перемены в концентрации ионов эрбия в диапазоне от 0,03 до 0,3% влияют на режим работы лазера, его мощность и другие параметры

МОСКВА, 22 октября. /ТАСС/. Исследователи из России детально изучили то, как происходит выработка излучения в волоконных лазерах на базе эрбия и разработали подход, позволяющий рассчитывать оптимальные характеристики и режим их работы. Он поможет оптимизировать параметры работы лазеров для высокоскоростных систем связи, спектроскопии и других областей оптических технологий, сообщила пресс-служба НИУ ВШЭ.

"Мы определили, что вычисленные нами зависимости универсальны для эрбиевых лазеров с существенно различающимся составом сердцевины активного световода, длиной и добротностью резонатора (меры, определяющей отношение запасенной к расходуемой энергии - прим. ТАСС). Результаты позволят предсказывать параметры генерации эрбиевых волоконных лазеров и оптимизировать их работу для различных задач", - заявил профессор НИУ ВШЭ Александр Смирнов, чьи слова приводит пресс-служба вуза.

Исследователи пришли к такому выводу при изучении того, как происходит генерация лазерного излучения в оптоволокне, содержащем в себе ионы редкоземельного элемента эрбия. Такие лазеры работают на длине волны около 1,5 микрометра и идеально подходят для передачи данных на большие расстояния с минимальными потерями, а также для создания высокоточных сенсоров.

В последние годы ученые и инженеры активно работают над уменьшением размеров этих лазеров и миниатюризацией их ключевых компонентов. Для этого, как отмечают ученые, необходимо наращивать концентрацию ионов эрбия в оптоволокне, что при определенном стечении обстоятельств приводит к тому, что лазер начинает работать в импульсном, а не непрерывном режиме. Это ведет к росту уровня шумов, повышает нестабильность при передаче данных и вызывает другие нежелательные эффекты.

Российские ученые впервые детально изучили то, как перемены в концентрации ионов эрбия в диапазоне от 0,03 до 0,3% влияют на режим работы лазера, его мощность и другие параметры. Проведенные ими опыты и расчеты помогли физикам определить те концентрации ионов этого редкоземельного металла и подобрать такое устройство лазера, при котором его можно сделать компактным и при этом он будет непрерывно вырабатывать инфракрасное излучение.

Результаты этих экспериментов и расчетов, как надеются исследователи, помогут производителям оптоволоконных лазеров подобрать оптимальную конструкцию разрабатываемых ими излучателей, которые будут применяться как для передачи данных, так и для создания высокоточных оптических сенсоров и датчиков, работающих на базе инфракрасных лазерных излучателей с узкой спектральной линией.