| Аннотация |
Высококогерентное лазерное излучение находит применение в огромном количестве задач: в телекоммуникации, сенсорике, метрологии, спектроскопии и т.д. Получение одночастотного излучения уже само по себе является достаточно сложной научно-технической задачей. При этом, сложность задачи увеличивается кратно, когда возникает необходимость управления центральной длиной волны при сохранении одночастотного режима генерации. Среди различных методов получения одночастотного и перестраиваемого по длине волны излучения особое место занимают методы с использованием динамических решеток населенности (ДРН). Следует отметить, что такие структуры являются самоорганизующимися (т.е. не требуют специальных инструментов для их изготовления), но позволяют обеспечивать высокую спектральную селективность. Как результат, волоконные лазеры на основе ДРН генерируют излучение с уникальными свойствами, позволяющими им составлять конкуренцию другим типам лазеров. Среди ключевых особенностей таких лазеров можно выделить следующие: высокую степень когерентности излучения (ширина линии 1 МГц и менее), линейную поляризацию выходного излучения, широкий диапазон перестройки (до 25 нм), возможность получения генерации на отдельных спектральных участках в диапазоне от 1 до 2.1 мкм при использовании всех известных активных волоконных сред, отсутствие необходимости использования дорогостоящих перестраиваемых селекторов и управляющих драйверов к ним. С одной стороны, отсутствие управляющих элементов может рассматриваться как достоинство, которое упрощает схемотехнику и снижает стоимость источников. С другой стороны, этот фактор существенно усложняет использование таких типов лазеров для практических задач. В действительности, отсутствие контроля над процессом перестройки в лазерах на основе ДРН требует прямого измерения многих параметров лазера на всем протяжении генерации. Последнее соображение может значительно уменьшить экономическую выгоду, связанную с отсутствие управляющих элементов. Одним из решений этой проблемы при сохранении всех других достоинств лазеров на основе ДРН может быть добавление в схему резонатора лазера элементов, открывающих доступ к управлению его перестроечными параметрами. Научная проблема, на решение которой направлен проект, заключается в разработке физических принципов волоконных лазеров на основе управляемых динамических решеток населенности. Другими словами проект нацелен на разработку нового типа лазеров, в которых воздействие на ДРН открывает путь к управлению перестройкой оптической частоты, что, в свою очередь, улучшит их потребительские (технические и стоимостные) характеристики по сравнению с другими лазерами на основе ДРН. Научная новизна исследований состоит в реализации нового подхода в управлении свойствами лазерного излучения через управление параметрами ДРН. Ожидается, что новый подход позволит сохранить обозначенные выше достоинства (самоорганизация и высокая спектральная селективность), но добавит возможность контроля параметров выходного излучения, увеличивая практическую ценность лазеров на основе ДРН. Этот подход позволит повысить регулярность динамики интенсивности и смены генерируемых мод, увеличить гибкость настройки параметров лазеров на основе ДРН, а также получить новые режимы работы лазера. Актуальность решения проблемы состоит в расширении области применения лазеров на основе ДРН за счет разработки новых подходов их построения. Ожидается, что разработанные подходы как повысят их конкурентоспособность по сравнению с традиционными перестраиваемыми лазерными системами, так и откроют новые области применения – в системах безопасности, нефтяной и газовой промышленности, ядерной энергетике, телекоммуникациях, биологии и медицине. В настоящем проекте будут проведены работы по развитию различных типов когерентных распределенных волоконных сенсорных систем рефлектометрического типа, в которых применяется высококогеретное перестраиваемое лазерное излучение.
|
