Генерация и нелинейное преобразование лазерного излучения в структурированных волоконных и планарных световодах

Цели: получение и исследование новых режимов генерации и нелинейного преобразования лазерного излучения в структурированных (в том числе случайно) волоконных и планарных световодах. В период с 2013 по 2016 г. были выполнены запланированные работы и получены следующие основные результаты: построена кинетическая модель волоконного лазера со случайной распределённой обратной связью (СРОС) на рэлеевском рассеянии, проведена оптимизация энергетических и спектральных характеристик волоконных СРОС-лазеров, получены и исследованы новые режимы нелинейного преобразования частоты излучения волоконных лазеров. Предложены и исследованы новые форматы передачи данных с фазовой модуляцией по волоконно-оптическим линиям связи. Проанализированы новые схемы и режимы генерации волоконного СРОС-лазера: с активным световодом, многоволновой и импульсный режимы с генерацией второй гармоники. Разработан полностью волоконный одночастотный иттербиевый лазер с самосканированием частоты в области 1058 - 1076 нм с возможностью управления областью сканирования с помощью температуры активного волокна. Лазер с самосканированием частоты применен для опроса линейки из 7 сенсоров на основе волоконных брэгговских решёток с точностью ~2 пм. С помощью самосканирующего волоконного лазера продемонстрирована возможность регистрации спектра усиления Мандельштама - Бриллюэна в волоконном световоде с сохранением поляризации, и на этой основе разработан бриллюэновский анализатор спектра. Получен эффективный способ оценки пропускной способности линии связи с нелинейной памятью с точностью до квадрата параметра памяти в простейшей модели гауссова шума. Предложен алгоритм расчета оптимального входного алфавита. Оптимизация позволяет за счет подбора алфавита частично обойти паттерн-эффект. С помощью этого алгоритма была определена зависимость пропускной способности канала с памятью от мощности сигнала.