Московский государственный технический университет имени Н. Э. Баумана ВОЛОКОННЫЕ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ЛАЗЕРЫ Рекомендовано Научно-методическим советом МГТУ им. <...> Рассмотрены основные вопросы получения генерации в волоконных лазерах, методы накачки. <...> Представлены активные элементы для активации волокна и схемы лазерных переходов. <...> Описаны особенности резонаторов волоконных лазеров на брэгговских решетках и способы их получения. <...> Приведены энергетические и пространственновременные характеристики волоконных лазеров, работающих на редкоземельных элементах. <...> В начале развития волоконной оптики основной задачей представлялось создание волоконных световодов как пассивной среды для передачи информации. <...> В этих устройствах в качестве активной среды используются волоконные световоды, легированные различными добавками, прежде всего редкоземельными элементами. <...> Снитцером в 1961 г., когда была продемонстрирована лазерная генерация в стекле, легированном ионами Nd3+. <...> Развитие технологии получения волоконных световодов и полупроводниковых источников накачки позволило вернуться к идее волоконного лазера на качественно новом уровне. <...> Начало бурного развития этого направления относится к концу 1980-х годов, когда было показано, что волоконные световоды, легированные ионами Er3+, могут найти применение в волоконных усилителях сигнала на длинах волн в диапазоне 1,53. <...> Исследования в области волоконно-оптических усилителей послужили толчком для создания мощных полупроводниковых источников накачки. <...> Открытие фоторефрактивного эффекта в световодах и разработка методики записи внутриволоконных брэгговских отражающих решеток позволили формировать брэгговские зеркала, образующие резонатор непосредственно в волоконных световодах, и реализовать широкий набор лазерных конфигураций в чисто волоконном исполнении. <...> Так, в лазерах малой выходной мощности используется накачка в сердцевину световода. <...> Это накладывает <...>
Волоконные_технологические_лазеры.pdf
УДК 621.375.826
ББК 32.86-5
В68
Рецензенты: Ю.В. Богачев, В. И. Дюжиков
Волоконные технологические лазеры : учеб. пособие /
В68
Ю.В. Голубенко, А. В. Богданов, Ю.В. Иванов, Р. С. Третьяков.
– М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2010. – 50,
[2] с. : ил.
Рассмотрены основные вопросы получения генерации в волоконных
лазерах, методы накачки. Представлены активные элементы для
активации волокна и схемы лазерных переходов. Описаны особенности
резонаторов волоконных лазеров на брэгговских решетках и способы
их получения. Приведены энергетические и пространственновременные
характеристики волоконных лазеров, работающих на редкоземельных
элементах. Определены перспективы развития волоконных
лазеров.
Для студентов факультетов РЛ, МТ, изучающих лазерную технику
и технологию.
УДК 621.375.826
ББК 32.86-5
-МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2010
c
Стр.2
ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
1. СВЕТОВОДЫ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.1. Отражение и преломление света . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5
1.2. Устройство оптического волокна. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
1.3. Профиль показателя преломления. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9
1.4. Моды . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10
2. ЭЛЕМЕНТЫ ВОЛОКОННОГО ЛАЗЕРА. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
2.1. Схемы волоконного лазера. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16
2.2. Активные добавки волоконных световодов . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17
2.3. Фотоиндуцированные решетки показателя преломления . . . . . 20
2.4. Активные волоконные световоды . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 23
2.5. Схемы накачки активных световодов. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 29
2.6. Особенности волоконных световодов как усилительной
среды . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 31
3. ХАРАКТЕРИСТИКИ ВОЛОКОННЫХ ЛАЗЕРОВ. . . . . . . . . . . . . . . . 32
3.1. Лазеры на основе световодов, легированных ионами Nd3+ . . 33
3.2. Лазеры на основе световодов, легированных ионами Yb3+ . . 35
3.3. Лазеры на основе световодов, легированных ионами Еr3+ . . . 43
3.4. Лазеры на основе световодов, легированных ионами Тm3+ . . 44
3.5. Лазеры на основе световодов, легированных ионами Но3+ . . 45
ЛИТЕРАТУРА. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50
Стр.51