Пермский Национальный Исследовательский Политехнический Университет ISSN (Print): 2411-4367 ISSN (Online): 2411-4375 | ||
Архив выпусковПрикладная фотоника Том 8, №3, 2021 (Выпуск полностью) Опубликовано: 21.11.2022 ![]() Аннотация:
Сведения об авторах:
Список литературы: Волноводы в монокристалле Nd:YAG с оболочкой из полых каналов с вращательной симметрией шестого порядка Лихов В.В., Охримчук А.Г., Прямиков А.Д., Шестаков А.В., Орлова Г.Ю., Липатьев А.С., Романов А.Н. Получено: 01.10.2022 Дата рассмотрения: 01.10.2022 Дата принятия: 01.10.2022 Опубликовано: 21.11.2022 http://doi.org/10.15593/2411-4367/2021.3.01 ![]() Аннотация:
Методом прямой лазерной записи спиралевидных структур в монокристалле Nd:YAG и последующим химическим травлением получены волноводы с оболочкой, состоящей из полых каналов, обладающих в поперечном сечении формой правильных шестигранников. Исследованы волноведущие свойства в области длин волн 1,5 мкм. Ключевые слова: иттрий-алюминиевый гранат, прямая лазерная запись, фемтосекундный лазер, лазерная микрообработка, химическое травление, волноводы. Сведения об авторах:
Лихов В.В. А.Г. Охримчук Прямиков А.Д. Шестаков А.В. Орлова Г.Ю. Липатьев А.С. Романов А.Н. Список литературы: 1. Three-dimensional femtosecond laser nanolithography of crystals / A. Ródenas [et al.] // Nature Photonics. – 2019. – Vol. 13. – №. 2. – P. 105–109. 2. Mid-infrared waveguiding in three-dimensional microstructured optical waveguides fabricated by femtosecond-laser writing and phosphoric acid etching / J. Lv [et al.] // Photonics Research. – 2020. – Vol. 8. – №. 3. – P. 257–262. 3. Resonance and scattering in microstructured optical fibers / T.P. White [et al.] // Optics letters. – 2002. – Vol. 27. – №. 22. – P. 1977–1979. 4. Hasse K., Kip D., Kränkel C. Influence of diluted acid mixtures on selective etching of MHz-and kHz-fs-laser inscribed structures in YAG // Optical Materials Express. – 2021. – Vol. 11. – №. 5. – P. 1546–1554. 5. Measuring propagation loss in a multimode semiconductor waveguide / A. De Rossi [et al.] // Journal of applied physics. – 2005. – Vol. 97. – №. 7. – P. 073105. Моды и параметры планарных W-световодов Отрохов С.Ю. Получено: 01.10.2022 Дата рассмотрения: 01.10.2022 Дата принятия: 01.10.2022 Опубликовано: 21.11.2022 http://doi.org/10.15593/2411-4367/2021.3.02 ![]() Аннотация:
Представлены результаты численного расчета внешних поперечных волновых чисел вытекающих мод плоского W-световода в зонах одномодового и двухмодового режимов. Показано, каким образом для гарантии устойчивости одномодового или многомодового режима в нужном диапазоне длин волн необходимо подбирать геометрические и оптические параметры W-световода так, чтобы при необходимой концентрации поля направляемой моды в световедущей жиле обеспечить эффективную фильтрацию вытекающих мод. Ключевые слова: плоский пятислойный W-световод, дисперсионное уравнение, частота отсечки, коэффициент преломления промежуточного слоя, внешнее поперечное волновое число, потери вытекающих мод. Сведения об авторах:
Отрохов С.Ю. Список литературы: 1. Very high numerical aperture fibers / W.J. Wadsworth, R.M. Percival, G. Bouwmans, J.C. Knight, T.A. Birks, T.D. Hedley, P.St.J. Russell // IEEE, Photonics Technology Letters. – 2004. – Vol. 16. – № 3. – P. 843–845. 2. Отрохов С.Ю., Чаморовский Ю.К., Шатров А.Д. Вытекающие моды W-световодов с большой разностью в профиле показателя преломления // Радиотехника и электроника. – 2010. – Т. 55, № 10. – С. 1185–1192. 3. Отрохов С.Ю., Чаморовский Ю.К., Шатров А.Д. Основные характеристики мод и контрастность профиля показателя преломления W-световода // Радиотехника и электроника. – 2012. – Т. 57. – № 8. – С. 910–917. 4. Курбатов А.М., Курбатов Р.А. Новый оптический W-световод Panda для чувствительной катушки волоконно-оптического гироскопа // Письма в ЖТФ. – 2010. – Т. 36, вып. 17. – С. 23–29. 5. Отрохов С.Ю., Чаморовский Ю.К., Шатров А.Д. Характеристики мод планарных W-световодов с произвольной контрастностью профиля показателя преломления // Оптический журнал. – 2014. – Т. 81, № 1. – С. 59–65. 6. Бахвалов Н.С., Жидков Н.П., Кобельков Г.М. Численные методы. – М.: Наука, 1987. – 598 с. Непрерывный иттербиевый одномодовый лазер с мощностью излучения 1500 Вт Колегов А.А., Абакшин А.А., Горбачев А.В., Фролов Д.А. Получено: 01.10.2022 Дата рассмотрения: 01.10.2022 Дата принятия: 01.10.2022 Опубликовано: 21.11.2022 http://doi.org/10.15593/2411-4367/2021.3.03 ![]() Аннотация:
В работе представлены результаты разработки и создания одномодового оптоволоконного лазера с высоким качеством излучения и мощностью 1500 Вт. Показаны перспективы дальнейшего увеличения мощности без ухудшения качества излучения. Ключевые слова: волоконные лазеры, мощные лазеры, иттербиевые лазеры, одномодовые лазеры. Сведения об авторах:
Колегов А.А. Абакшин А.А. Горбачев А.В. Фролов Д.А. Список литературы: 1. Analysis of the scalability of diffraction-limited fiber lasers and amplifiers to high average power / J. Dawson [et al.] // Opt. Express. – 2008. – Vol. 16. – P. 13240–13266. 2. 3 kW single stage all-fiber Yb-doped single-mode fiber laser for highly reflective and highly thermal conductive materials processing / S. Ikoma [et al.] // Proc. SPIE. – 2017. – Vol. 10083. – P. 100830Y. 3. Zhang F., Zhang X. 2 kW single-mode fiber laser employing bidirectional-pump scheme // Opto-Electronic Engineering. – 2017. – Vol. 44. – P. 953–956. 4. 2 kW single-mode fiber laser with 20-m long delivery fiber and high SRS suppression / Y. Mashiko [et al.] // Proc. of SPIE. – 2016. – Vol. 9728. – P. 972805. 5. 2 kW CW ytterbium fiber laser with record diffraction limited brightness / V. Gapontsev, D. Gapontsev, N. Platonov [et al.] // Proceedings of the Conference on Lasers and Electro-Optics Europe (Optical Society of America, 2005) (Note: Used 14µm MFD fiber implying 13W/µm2 power handling capability without damage). 6. Smith A., Do B., Soderlund M. Deterministic nanosecond laser-induced breakdown thresholds in pure and Yb3+ doped fused silica // Proc. SPIE. – 2007. – Vol. 6453. – P. 645317. 7. Optimizing high-power Yb-doped fiber amplifier systems in the presence of transverse mode instabilities / C. Jauregui, H. Otto, S. Breitkopf, J. Limpert, A. Tünnermann // Opt. Express. – 2018. – Vol. 24. – P. 7879–7892. 8. Single mode 4.3 kW output power from a diode-pumped Yb-doped fiber amplifier / F. Beier [et al.] // OPTICS EXPRESS. – 2017. – Vol. 25. – P. 14892–14899. 9. 5-kW single stage all-fiber Yb-doped single-mode fiber laser for materials processing / K. Shima [et al] // Proc. of SPIE. – 2018. – Vol. 10512. – P. 105120C. Перестраиваемый одночастотный полупроводниковый лазерный модуль на базе двухпроходного усилителя на длину волны 1550 нм Дураев В.П., Воронченко С.А., Молодцов И.С. Получено: 01.10.2022 Дата рассмотрения: 01.10.2022 Дата принятия: 01.10.2022 Опубликовано: 21.11.2022 http://doi.org/10.15593/2411-4367/2021.3.04 ![]() Аннотация:
Представлены результаты работ по созданию перестраиваемых одночастотных полупроводниковых лазерных модулей на длину волны 1550 нм с внешним резонатором на основе волоконных брэгговских решеток (ВБР), сформированных в одномодовом волоконном световоде. Рассмотрены способы дискретной и плавной перестройки длины волны излучения. Представленные лазерные модули способны генерировать динамически стабильное одночастотное излучение с подавлением боковой моды более 40 дБ, шириной линии генерации менее 100 кГц и выходной оптической мощностью более 50 мВт. Перестройка длины волны спектра излучения лазерного модуля составила 1,5 нм. Ключевые слова: одночастотный перестраиваемый лазер, перестройка длины волны излучения, волоконные брегговские решетки. Сведения об авторах:
Дураев В.П. Воронченко С.А. Молодцов И.С. Список литературы: 1. Single Frequency Semiconductor Lasers / Fang Zujie, Cai Haiwen, Chen Gaoting, Qu. Ronghui // Springer Singapore. – 2017. – P. 306. 2. Моноимпульсный Nd: YAG-лазер с поперечной диодной накачкой и инжекцией излучения одночастотного полупроводникового лазерного модуля / М.В. Богданович, В.П. Дураев, В.С. Калинов, О.Е. Костик, К.И. Ланцов, К.В. Лепченков, В.В. Машко, А.Г. Рябцев, Г.И. Рябцев, Л.Л. Тепляшин // Квантовая электроника. – 2016. – Т. 10. – № 46. – С. 870–872. 3. Спенсер Д.Е., Янг П. Сравнение DBR-лазерных диодов от компании Photodigm с DFB-лазерами // Фотоника. – 2018. – №2 (70). – С. 166–173. 4. Экспериментальные исследования мощных полупроводниковых одночастотных лазеров спектрального диапазона 1,5–1,6 мкм / О.О. Багаева, Р.Р. Галиев, А.И. Данилов, А.В. Иванов, В.Д. Курносов, К.В. Курносов, Ю.В. Курнявко, М.А. Ладугин, А.А. Мармалюк, В.И. Романцевич, В.А. Симаков, Р.В. Чернов, В.В. Шишков // Квантовая электроника. – 2020. – Т. 2. – С. 143–146. 5. Камия Т., Оцу М., Ямамото В. Физика полупроводниковых лазеров: пер. с япон. / под ред. Х. Такумы. – М.: Мир, 1989. – 310 с. 6. Bragg-grating-stabilized external cavity lasers for gas sensing using tunable diode laser spectroscopy / S.G. Lynch [et al.] // Novel In-Plane Semiconductor Lasers XIII. – International Society for Optics and Photonics. – 2014. – Vol. 9002. – P. 900209. 7. External cavity diode laser based upon an FBG in an integrated optical fiber platform / S.G. Lynch [et al.] // Optics express. – 2016. – Vol. 24. – №. 8. – P. 8391–8398. 8. High-power ultralow-noise semiconductor external cavity lasers based on low-confinement optical waveguide gain media / P.W. Juodawlkis [et al.] // Novel In-Plane Semiconductor Lasers IX. – International Society for Optics and Photonics. – 2010. – Vol. 7616. – P. 76160X. 9. Полупроводниковые лазеры с гибридным резонатором на волоконных брэгговских решетках: Препринт / М.И. Беловолов, Е.М. Дианов, В.П. Дураев [и др.]; Рос. акад. наук; Ин-т общ. физики (ИОФАН). – М., 2002. – 67 с. 10. Дураев В.П. Медведев С.В. Одночастотные полупроводниковые лазеры на основе двухпроходных усилителей // Фотоника. – 2015. – № 6. – С. 54. Высокоточная запись волоконных брэгговских решёток поточечным методом Пржиялковский Д.В., Бутов О.В. Получено: 01.10.2022 Дата рассмотрения: 01.10.2022 Дата принятия: 01.10.2022 Опубликовано: 21.11.2022 http://doi.org/10.15593/2411-4367/2021.3.05 ![]() Аннотация:
Представлен новый многопроходный метод высокоточной поточечной записи волоконных брэгговских решеток излучением фемтосекундного лазера. Продемонстрирована динамика формирования решеток в сравнении с классическим методом записи УФ-излучением. Показано, что благодаря возможности управления динамикой записи можно осуществлять изготовление брэгговских решеток с высокой точностью и высокой степенью воспроизводимости. В работе наглядно демонстрируется существенное уменьшение дисперсии параметров при записи ВБР по сравнению с обычным однопроходным режимом записи. Показано, что предложенная методика является удобным инструментом для изучения процессов, происходящих в стекле при многофотонном поглощении лазерного излучения. Ключевые слова: фемтосекундный лазер, поточечная запись, волоконная брэгговская решётка, многоитерационный метод записи. Сведения об авторах:
Пржиялковский Д.В. Бутов О.В. Список литературы: 1. Photosensitivity in optical fiber waveguides: Application to reflection filter fabrication / K.O. Hill [et al.] // Appl. Phys. Lett. – 1978. – Vol. 32. – No. 10. – P. 647–649. 2. Kashyap R. Fiber Bragg Gratings – Academic Press, 2009. – 613 p. 3. Othonos A. Fiber bragg gratings // Review of scientific instruments. – 1997. – Vol. 68. – No. 12. – P. 4309–4341. 4. Fibre gratings and their applications / S.A. Vasil'ev [et al.] // Quantum Electronics. – 2005. – Vol. 35. – No. 12. – P. 1085. 5. Krohn D.A. MacDougall T., Mendez A. Fiber optic sensors: fundamentals and applications. – Spie Press Bellingham, 2014. – 70 p. 6. Cusano A., Cutolo A., Albert J. Fiber Bragg Grating Sensors: Recent Advancements, Industrial Applications and Market Exploitation. – Bentham Science Publishers, 2011. – 321 p. 7. Thermal Switching of Lasing Regimes in Heavily Doped Er3+ Fiber Lasers / A.M. Smirnov [et al.] // ACS Photonics. – 2018. – Vol. 5. – No. 12. – P. 5038–5046. 8. Fibers and sensors for monitoring nuclear power plants operation / O.V. Butov [et al.] // Proc. SPIE, 23rd International Conference on Optical Fibre Sensors/ Santander; Spain (June 2014). – Vol. 9157. – Article 91570X. – Code 105788. 9. Optical Fiber Sensor for Deformation Monitoring of Fuel Channels in Industrial Nuclear Reactors / O.V. Butov [et al.] // OSA Technical Digest 26rd International Conference on Optical Fibre Sensors/ Lausanne, Switzerland, (September 2018). – P. TuE103. 10. Bragg gratings fabricated in monomode photosensitive optical fiber by UV exposure through a phase mask / K.O. Hill [et al.] // Applied Physics Letters. – 1993. – Vol. 62. – No. 10. – P. 1035–1037. 11. Interferometer design for writing Bragg gratings in optical fibers / P.J. de Groot [et al.] // Proc. SPIE In Interferometry XI: Techniques and Analysis (June 2002). – Vol. 4777. – P. 31–38. 12. Meltz, G., Morey W.W., Glenn W.H. Formation of Bragg gratings in optical fibers by a transverse holographic method // Optics letters. – 1989. – Vol. 14. – No. 15. – P. 823–825. 13. Pissadakis S., Reekie L. An elliptical Talbot interferometer for fiber Bragg grating fabrication // Rev. Sci. Instrum. – 2005. – Vol. 76. – No. 6. – P. 0066101. 14. High pressure H2 loading as a technique for achieving ultrahigh UV photosensitivity and thermal sensitivity in GeO2 doped optical fibres / P.J. Lemaire [et al.] // Electronics Letters. – 1993. – Vol. 29. – No. 13. – P. 1191–1193. 15. Annealing of Bragg gratings in hydrogen-loaded optical fiber / H. Patrick [et al.] // Journal of applied physics. – 1995. – Vol. 78. – No. 5. – P. 2940–2945. 16. Bazakutsa A.P., Rybaltovsky A.A, Butov O.V. Effect of hydrogen loading and UV irradiation on the gain of Er3+-doped fibers // Journal of the Optical Society of America B. – 2019. – Vol. 36. – No. 9. – P. 2579–2586. 17. Photobleaching of UV-induced defects in Er/Al-doped glasses for fiber lasers / A.P. Bazakutsa [et al.] // Opt. Mater. Express. – 2020. – Vol. 10. – No. 10. – P. 2669–2678. 18. Fiber Bragg gratings made with a phase mask and 800-nm femtosecond radiation / S.J. Mihailov [et al.] // Optics letters. – 2003. – Vol. 28. – No. 12. – P. 995–997. 19. Ultrafast Laser Processing of Optical Fibers for Sensing Applications / S.J. Mihailov [et al.] // Sensors. – 2021. – Vol. 21. – No. 4. – P. 1447. 20. Direct writing of fibre Bragg gratings by femtosecond laser / A. Martinez [et al.] // Electron. Lett. – 2004. – Vol. 40. – No. 19. – P. 1170–1172. 21. Dostovalov A.V., Wolf A.A., Babin S.A. Femtosecond point-by-point inscription of fiber Bragg gratings through the polyimide coating// IEEE, 2014 International Conference Laser Optics; St. Petersburg, Russia (June – July 2014). ‒ C. 1–1. 22. Femtosecond point-by-point inscription of Bragg gratings by drawing a coated fiber through ferrule / A.V. Dostovalov [et al.] // Optics Express. – 2016. – Vol. 24. – No. 15. – P. 16232. 23. Fuerbach A. Grating Inscription Into Fluoride Fibers: A Review // Photonics Journal. – 2019. – Vol. 11. – No. 5. – P. 7103811. 24. Slit Beam Shaping for Femtosecond Laser Point-by- Point Inscription of High-Quality Fiber Bragg Gratings / X. Xu [et al.] // Journal Of Lightwave Technology. – 2021. – Vol. 39. – No. 15. – P. 5142–5148. 25. Optical Fiber Sensors by Direct Laser Processing: A Review / D. Pallarés-Aldeiturriaga [et al.] // Sensors. – 2020. – Vol. 20. – No. 23. – P. 6971. 26. Zhou K. et al. Line-by-line fiber bragg grating made by femtosecond laser // Photonics Technol. Lett. – 2010. – Vol. 22. – No. 16. – P. 1190–1192. 27. Huang B., Shu X. Line-by-Line inscription of phase-shifted fiber Bragg gratings with femtosecond laser // OSA Technical Digest Asia Commun. Photonics Conf. 2015; Hong Kong Hong Kong (November 2015). – P. ASu2A.60. 28. Plane-by-plane inscription of grating structures in optical fibers / P. Lu [et al.] // J. Lightwave Technol. – 2017. – Vol. 36. – No. 4. – P. 926–931. 29. Extreme Environment Sensing Using Femtosecond Laser-Inscribed Fiber Bragg Gratings / S.J. Mihailov [et al.] // Sensors. – 2017. – Vol. 17. – No. 12. – P. 2909. 30. Femtosecond laser inscribed chirped fiber Bragg gratings / X.-P. Pan [et al.] // Optics Letters. – 2021. – Vol. 46. – No. 9. – P. 2059. 31. Ulyanov I., Przhiialkovskii D.V., Butov O.V. Point-by-point inscription of chirped apodized fiber Bragg gratings for application as ultrashort pulse stretchers // Results in Physics. – 2022. – Vol. 32. – P. 105101. 32. Femtosecond-pulse inscription of fiber Bragg gratings with single or multiple phase-shifts in the structure / A. Wolf [et al.] // Optics and Laser Technology. – 2018. – Vol. 101. – P. 202–207. 33. Zhang C., Femtosecond-laser-inscribed sampled fiber Bragg grating with ultrahigh thermal stability // Opt. Express. – 2016. – Vol. 24. – No. 4. – P. 3981–3988. 34. Mihailov S.J. Fiber Bragg grating sensors for harsh environments// Sensors. – 2012. – Vol. 12. – No. 2. – P. 1898–1918. 35. The Sensitivity Improvement Characterization of Distributed Strain Sensors Due to Weak Fiber Bragg Gratings / К.V. Stepanov [et al.] // Sensors. – 2020. – Vol. 20. – No. 22. – P. 6431. 36. Distributed OTDR-interferometric sensing network with identical ultra-weak fiber bragg gratings / C. Wang [et al.] // Opt. Express. – 2015. – Vol. 23. – No. 22. – P. 29038–29046. 37. Przhiialkovskii D.V., Butov O.V. High-precision point-by-point fiber Bragg grating inscription // Results in Physics. – 2021. – Vol. 30. – P. 104902. 38. Dostovalov A.V., Wolf A.A., Babin S.A. Long-period fibre grating writing with a slit-apertured femtosecond laser beam (λ = 1026 nm) // Quantum Electronics. – 2015. – Vol. 45. – No. 3. – P. 235–239. 39. All-Fiber Highly Sensitive Bragg Grating Bend Sensor / O.V. Butov [et al.] // Sensors. – 2019. – Vol. 19. – No. 19. – P. 4228. 40. Writing of 3D optical integrated circuits with ultrashort laser pulses in the presence of strong spherical aberration / M.A. Bukharin [et al.] // Journal of Physics: Conference Series II Conference on Plasma & Laser Research and Technologies; Moscow, Russia (January 2016). – Vol. 747. – P. 012054. 41. Butov O.V. Bragg gratings inscription in weakly-doped fibers // Results in Physics. – 2019. – Vol. 15. – P. 102542. 42. Bukharin M., Khudakov D., Vartapetov S. Investigation of refractive index profile induced with femtosecond pulses into neodymium doped phosphate glass for the purposes of hybrid waveguiding structures formation // Physics Procedia. – 2015. – Vol. 71. – P. 272–276. 43. Continuous-wave operation of an erbium-doped short-cavity composite fiber laser / A.A. Rybaltovsky [et al.] // Results in Physics. – 2020. – Vol. 16. – P. 102832. 44. Smirnov A.M., Butov O.V. Pump and thermal impact on heavily erbium-doped fiber laser generation // Optics Letters. – 2021. – Vol. 46. – No. 1. – P. 86–89. 45. Distributed feedback fiber laser based on a fiber Bragg grating inscribed using the femtosecond point-by-point technique / M.I. Skvortsov [et al.] // Laser Physics Letters. – 2018. – Vol. 15. – No. 3. – P. 035103. 46. 1030 nm Yb3+ distributed feedback short cavity silica-based fiber laser / O.V. Butov [et al.] // Journal of the Optical Society of America B. – 2017. – Vol. 34. – No. 3. – P. A43–A48. |
Copyright © 2014-2024
РЦИ ПНИПУ |