Физика волоконных лазеров - генераторов высокочастотных последовательностей ультракоротких импульсов. Разработка лазеров для применений в метрологии, оптической связи, медицине.

Предложен новый метод точной подстройки ЧСИ, использующий инжекцию излучения внешнего непрерывного лазера с перестраиваемой длиной волны. Показано, что контролируемого изменения частоты следования импульсов кольцевого лазера возможно добиться при попадании излучения внешнего лазера в пределы спектрально узких, периодически расположенных полос. При помощи регулировки мощности внешней инжекции ЧСИ возможно управлять с максимальной точностью, равной фундаментальной частоте кольцевого резонатора. После выключения внешнего источника частота следования сохраняет новое значение, при этом в процессе перестройки основные характеристики лазера (длительность импульса, уровень шумов и тд), практически, не изменяются. Происходящим при перестройке процессам даны качественные объяснения с точки зрения эффектов рождения и аннигиляции солитонов в резонаторе волоконного лазера. Экспериментально зафиксирован эффект увеличения УПСШ в кольцевом волоконном солитонном ГСМ лазере при инжекции излучения внешнего непрерывного лазера. Обязательным условием реализации эффекта является спектральная близость полосы инжекции и спектрального пика Келли, приводящая формированию общего поля солитонов и непрерывного фона с синхронизованной фазой. Возникающий вследствие этого процесса сдвиг несущей длины волны солитона обеспечивает ускоренную эволюцию системы к точке равновесия и стабилизирует гармоническое расположение импульсов в резонаторе. Посредством предложенного метода подавления супермодового шума временной джиттер волоконных ГСМ лазеров может быть снижен до уровня, сравнимого с джиттером лазеров с синхронизацией мод на фундаментальной частоте, что значительно повышает привлекательность ГСМ лазеров для ряда приложений. Предложен метод снижения супермодового шума в кольцевом волоконном ГСМ лазере на основе нелинейной эволюции поляризации. В предлагаемом методе используется инжекция излучения узкополосного внешнего источника в резонатор ГСМ лазера. Обязательным условием снижения супермодового шума является близость длинноволнового спектрального пика Келли к полосе пропускания поляризационного фильтра, связанного с кольцевым резонатором, при этом инжекция должна производиться именно в указанную полосу. При выполнении указанных условий полоса инжекции захватывает длинноволновый спектральный пик Келли, смещая весь спектр солитона, что в итоге приводит к увеличению УПСШ на десятки дБ. Кроме того, эксперимент показал, что инжекция в область, близкую к коротковолновому пику Келли, также вызывает смещение всего солитонного спектра, однако, шумовые характеристики РЧ спектра лазера при этом ухудшаются, а режим может быть разрушен.