Archive

В работе реализована ранее предложенная конструкция высокоэффективного усилителя импульсов с высокой пиковой мощностью в безопасной для глаз спектральной области около 1,55 мкм и сохранением поляризации. В усилителе одновременно используются волоконные световоды с большим полем моды, легированные только эрбием (без иттербия) и солегированные эрбием и иттербием. В реализованном усилителе продемонстрированно усиление одночастотных импульсов длительностью 380 нс на длине волны 1554 нм до пиковой мощности 660 Вт с наклонной эффективностью преобразования накачки в сигнал 32,9 %. На его основе был создан усилительный модуль с пиковой мощностью 330 Вт, имеющий хорошее качество пучка М2 1,41/1,37 и экстинкцию 18 дБ.

Ключевые слова: волоконный усилитель Er, волоконный усилитель Er-Yb, высокая пиковая мощность, высокая эффективность.

М.М. Худяков
Аспирант кафедры «Лазерные системы и материалы» Московского физико-технического института, младший научный сотрудник лаборатории специальных волоконных световодов Института общей физики им. А.М. Прохорова РАН, Научного центра волоконной оптики
им. Е.М. Дианова, г. Москва, e-mail: DAngeL.74@gmail.com.

Д.С. Липатов
Кандидат химических наук, старший научный сотрудник лаборатории технологии волоконных световодов Института химии высокочистых веществ РАН, г. Нижний Новгород, e-mail: lidenis@yandex.ru.

А.Н. Гурьянов
Член-корреспондент РАН, доктор химических наук, профессор кафедры «Физика и техника оптической связи» Нижегородского государственного технического университета, заведующий лабораторией технологии волоконных световодов Института химии высокочистых веществ РАН, г. Нижний Новгород, e-mail: guryanov@ihps.nnov.ru.

М.М. Бубнов
Член-корреспондент РАН, ведущий научный сотрудник лаборатории специальных волоконных световодов Института общей физики им. А.М. Прохорова РАН, Научного центра волоконной оптики им. Е.М. Дианова, г. Москва, e-mail: bubnov@fo.gpi.ru.

М.Е. Лихачев
Кандидат физико-математических наук, заведующий лабораторией специальных волоконных световодов Института общей физики им. А.М. Прохорова РАН, Научного центра волоконной оптики им. Е.М. Дианова, г. Москва, e-mail: likhachev@fo.gpi.ru.

1.  Doppler Lidar-based wind-profile measurement system for offshore wind-energy and other marine boundary layer applications / Y.L. Pichugina, R.M. Banta, W.A. Brewer, S.P. Sandberg, R.M. Hardesty // J. Appl. Meteorol. Climatol. – 2012. – № 51. – P. 327–349.

2.  A lidar approach to measure CO 2 concentrations from space for the ASCENDS Mission / J.B. Abshire, H. Riris, G.R. Allan, C.J. Weaver, J. Mao, X. Sun, W.E. Hasselbrack, A. Yu, A. Amediek, Y. Choi, E.V. Bro­well // Lidar Technol. Tech. Meas. Atmos. Remote Sens. – VI. – 2010. – № 7832. – P. 78320D.

3.  Ippen E.P., Stolen R.H. Stimulated Brillouin scattering in optical fibers // Appl. Phys. Lett. – 1972. – № 21. – P. 539–541.

4.  Record-peak-power all-fiber single-frequency 1550 nm laser / L.V. Ko­tov, M.E. Likhachev, M.M. Bubnov, V.M. Paramonov, M.I. Belovolov, D.S. Lipatov, A.N. Guryanov // Laser Phys. Lett. – 2014. – № 11. – P. 095102.

5.  75 W 40% efficiency single-mode all-fiber erbium-doped laser cladding pumped at 976 nm / L.V. Kotov, M.E. Likhachev, M.M. Bubnov, O.I. Medvedkov, M.V. Yashkov, A.N. Guryanov, J. Lhermite, S. Février, E. Cormier // Opt. Lett. – 2013. – № 38. – P. 2230.

6.  Record efficiency kW-level peak power single-frequency er-doped fiber amplifier / L. Kotov, M. Likhachev, M. Bubnov, D. Lipatov, A. Guryanov // Eur. Conf. Lasers Electro-Optics. – 2014. – № 095102. – P. 141700.

7.  High energy, 1572.3 nm pulses for CO2 LIDAR from a polarization-maintaining, very-large-mode-area, Er-doped fiber amplifier / J.W. Nicholson, A. DeSantolo, M.F. Yan, P. Wisk, B. Mangan, G. Puc, A.W. Yu, M.A. Stephen // Opt. Express. – 2016. – № 24. – P. 19961.

8.  Continuous wave erbium-doped fiber laser with output power of >100 W at 1550 nm in-band core-pumped by a 1480nm Raman fiber laser / V.R. Supradeepa, J.W. Nicholson, K. Feder // 2012 Conf. Lasers Electro-Optics. – 2012. – № 1. – P. 1–2.

9.  Single-frequency polarized eye-safe all-fiber laser with peak power over kilowatt / X. Zhang, W. Diao, Y. Liu, J. Liu, X. Hou, W. Chen // Appl. Phys. B. – 2014. – № 115. – P. 123–127.

10.  1.8 mJ, 3.5 kW single-frequency optical pulses at 1572 nm generated from an all-fiber MOPA system / W. Lee, J. Geng, S. Jiang, A.W. Yu // Opt. Lett. – 2018. – № 43. – P. 2264.

11.  High-Power All-Fiber Single-Frequency Erbium–Ytterbium Co-Doped Fiber Master Oscillator Power Amplifier / Xiaolei Bai, Quan Sheng, Haiwei Zhang, Shijie Fu, Wei Shi, Jianquan Yao // IEEE Photonics J. – 2015. – № 7. – P. 1–6.

12.  Kaczmarek P., Stachowiak D., Abramski K. 40 W All-Fiber Er/Yb MOPA System Using Self-Fabricated High-Power Passive Fiber Components // Appl. Sci. – 2018. – № 8. – P. 869.

13.  High Peak Power Single-Frequency Efficient Erbium-Ytterbium Doped LMA Fiber / W. Renard, T. Robin, B. Cadier, J. Le Gouët, L. Lombard, A. Durecu, P. Bourdon, G. Canat // CLEO 2015. – 2015. – P. STh4L.6.

14.  Kilowatt-level stimulated-Brillouin-scattering-threshold monolithic transform-limited 100 ns pulsed fiber laser at 1530 nm / W. Shi, E.B. Petersen, Z. Yao, D.T. Nguyen, J. Zong, M.A. Stephen, A. Chavez-Pirson, N. Peygham­barian // Opt. Lett. – 2010. – № 35. – P. 2418.

15.  83-W Single-Frequency Narrow-Linewidth MOPA Using Large-Core Erbium–Ytterbium Co-Doped Fiber / C. Alegria, Y. Jeong, C. Code­mard, J.K. Sahu, J.A. Alvarez-Chavez, L. Fu, M. Ibsen, J. Nilsson // IEEE Photonics Technol. Lett. – 2004. – № 16. – P. 1825–1827.

16.  Single-frequency fiber amplifier at 15 µm with 100 W in the linearly-polarized TEM_00 mode for next-generation gravitational wave de­tectors / O. De Varona, W. Fittkau, P. Booker, T. Theeg, M. Steinke, D. Kracht, J. Neumann, P. Wessels // Opt. Express. – 2017. – № 25. – P. 24880.

17.  High-power tunable single-frequency single-mode erbium: ytter­bium codoped large-core fiber master-oscillator power amplifier source / Y. Jeong, J.K. Sahu, D.B.S. Soh, C.A. Codemard, J. Nilsson // Opt. Lett. – 2005. – № 30. – P. 2997.

18.  Dilley C.E., Stephen M.A., Savage-Leuchs M.P. High SBS-threshold, narrowband, erbium codoped with ytterbium fiber amplifier pulses frequency-doubled to 770 nm // Opt. Express. – 2007. – № 15. – P. 14389.

19.  302 W single-mode power from an Er/Yb fiber MOPA / T. Matniyaz, F. Kong, M.T. Kalichevsky-Dong, L. Dong // Opt. Lett. – 2020. – № 45. – P. 2910.

20.  Supradeepa V.R., Nicholson J.W. Power scaling of high-efficiency 1.5 μm cascaded Raman fiber lasers // Opt. Lett. – 2013. – № 38. – P. 2538.

21.  Effect of the AlPO4 join on the pump-to-signal conversion efficiency in heavily Er-doped fibers / M.E. Likhachev, M.M. Bubnov, K.V. Zotov, D.S. Lipatov, M.V. Yashkov, A.N. Guryanov // Opt. Lett. – 2009. – № 34. – P. 3355.

22.  Highly efficient 37 kW peak-power single-frequency combined Er/Er-Yb fiber amplifier / M.M. Khudyakov, D.S. Lipatov, A.N. Gur’yanov, M.M. Bubnov, M.E. Likhachev // Opt. Lett. – 2020. – № 45. – P. 1782.

Представлено моделирование отражательного интерферометра (ОИ), сформированного в планарной гетероструктуре типа лазерного диода, с целью узкополосной фильтрации излучения в отраженном свете, а также получения одночастотной генерации в коротких резонаторах (<200 мкм) с возможностью перестройки в широком спектральном интервале (100 нм). Численный расчет велся с использованием математического пакета MEEP методом конечных разностей в трехмерном пространстве и во временной области. Предложена структура двух зеркал резонатора ОИ, расположенных в гетероструктуре типа buried rib waveguide, и вычислены их спектральные характеристики. Проведена оптимизация характеристик переднего асимметричного по коэффициентам отражения зеркала с целью минимизации его отражения со стороны падения света (с внешней стороны резонатора). Рассчитаны спектры отражения ОИ для трех вариантов переднего асимметричного зеркала. Полученные зависимости имеют спектральные узкие пики в отражении и характеристики, которые хорошо описываются формулами на основе теории плоских волн. В частности, получена спектральная зависимость с резкостью полос 76 и коэффициентом отражения 0,73, достаточных для получения одночастотной генерации в коротких лазерных резонаторах.

Ключевые слова: волноводный отражательный интерферометр, планарная гетероструктура, дифракция.

В.С. Терентьев
Кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник Института автоматики и электорометрии СО РАН, e-mail: terentyev@iae.nsk.su.

В.А. Симонов
Младший научный сотрудник Института автоматики и электорометрии СО РАН, e-mail: simonovva@iae.sbras.ru.

1. Terentyev V.S., Simonov V.A., Babin S.A. Fiber-based multiple-beam reflection interferometer for single-longitudinal-mode generation in fiber laser based on semiconductor optical amplifier // Laser Physics Letters. – 2017. – Vol. 14, no. 2. – P. 25103. DOI: 10.1088/1612-202X/aa548e

2. Terentiev V.S., Dostovalov A.V., Simonov V.A. Reflection interferometers formed on the single-mode fiber tip // Laser Physics. – 2013. – Vol. 23 – P. 085108. DOI:10.1088/1054-660X/23/8/085108

3. Terentyev V.S., Simonov V.A., Babin S.A. Multiple-beam reflection interferometer formed in a single-mode fiber for applications in fiber lasers // Optic Express. – 2016. – Vol. 24, no. 5. – P. 4512. DOI:10.1364/OE.24.004512

4. Узкополосный волоконный отражатель на основе отражательного интерферометра с волоконной брэгговской решеткой / В.С. Терентьев, А.А. Власов, С.Р. Абдуллина, В.А. Симонов, М.И. Скворцов, С.А. Бабин // Квант. электроника. – 2018. – Т. 48, № 8. – С. 728–732. DOI: 10.1070/QEL16695

5. Терентьев В.С., Симонов В.А. Метод моделирования асимметричного зеркала для дифракционного отражательного интерферометра в одномодовом волокне // Прикладная фотоника. – 2017. – Т.4, № 2. – С. 107–120. DOI: 10.15593/2411-4367/2017.02.03

6. Метод изготовления волоконного отражательного интерферометра на основе металлодиэлектрической дифракционной структуры / В.С. Терентьев, В.А. Симонов, И.А. Лобач, С.А. Бабин // Квантовая электроника. – 2019. – Т. 49, № 4. – С. 399. DOI: 10.1070/QEL16922

7. Coldren L.A., Corzine S.W., Masanovich M.L. Diode Lasers and Photonic Integrated Circuits. – 2nd ed. – New Jersey: John Wiley & Sons, 2012.

8. Widely tunable DS-DBR laser with monolithically integrated SOA: design and performance / A.J. Ward, D.J. Robbins, G. Busico, E. Barton, L. Ponnampalam, J.P. Duck, N.D. Whitbread, P.J. Williams, D.C.J. Reid, A.C. Carter, M.J. Wale // IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electro-nics. – 2005. – Vol. 11, no. 1. – P. 149–156. DOI: 10.1109/JSTQE.2004.841698

9. Meep: A flexible free-software package for electromagnetic simulations by the FDTD method / A.F. Oskooi, D. Roundy, M. Ibanescu, P. Bermel, J.D. Joannopoulos, S.G. Johnson // Computer Physics Communications. – 2010. – Vol. 181, no. 3. – P. 687. DOI: 10.1016/j.cpc.2009.11.008

10. Johnson S.G., Joannopoulos J.D. Block-iterative frequency-domain methods for Maxwell’s equations in a planewave basis // Optics Express. – 2001. – Vol. 8, no. 3. – P. 173. DOI: 10.1364/OE.8.000173

11. Deri R.J., Kapone E. Low-loss III-V semiconductor optical waveguides // IEEE Journ Quantum Electronics. – 1991. – Vol. 27. – P. 626.

Приведены результаты теоретических исследований двулучепреломляющих микроструктурированных волоконных световодов (ДМВС) оригинального дизайна, содержащих три слоя одинаковых круглых отверстий вокруг эллиптической сердцевины с различными расстояниями между слоями. Две пары отверстий в первом слое расположены на увеличенном расстоянии по сравнению с остальными. Численный анализ свойств этих ДМВС проведен с использованием метода конечных элементов. Рассчитаны потери на вытекание фундаментальных и высших мод в спектральном диапазоне от 0,2 до 2,65 мкм. Рассмотрен физический механизм, объясняющий появление локальных максимумов в спектральных зависимостях потерь на вытекание высших мод. Результаты расчетов показывают, что существует оптимальная конфигурация рассматриваемого дизайна ДМВС, для которой достигается максимальный спектральный диапазон одномодового режима: от 0,2 до 2,3 мкм.

Ключевые слова: микроструктурированные волоконные световоды, двулучепреломление, двулучепреломляющие микроструктурированные волоконные световоды, одномодовые волоконные световоды, метод конечных элементов, суперконтинуум.

А.Н. Денисов
Кандидат физико-математических наук, научный сотрудник Научного центра волоконной оптики РАН, г. Москва, e-mail: denisov@fo.gpi.ru.

С.Л. Семенов
Доктор физико-математических наук, руководитель Научного центра волоконной оптики, e-mail: sls@fo.gpi.ru.

1. Ultrashort pulse propagation in highly birefringent photonic crystal fibers / A. Ortigosa-Blanch, J.C. Knight, W.J. Wadsworth, B.J. Mangan, P.S.J. Russell // Conference on Lasers and Electro-Optics / J. Kafka, K. Vahala, R. Williamson, A. Willner, eds. OSA Technical Digest (Optical Society of America, 2001). – Paper JTuC1.

2. Supercontinuum generation in irregularly microstructured elliptic core fibers / H.G. Choi, C.S. Kee, J.H. Sung, T.J. Yu, D.K. Ko, J. Lee, H.Y. Park, J.E. Kim // Phys. Rev. A – 2008. – Vol. 77, № 3. – P. 0358041–0358044.

3. Supercontinuum generation for coherent anti-Stokes Raman scattering microscopy with photonic crystal fibers / P. Klarskov, A. Isomäki, K.P. Hansen, P.E. Andersen // Opt. Express. – 2011. – Vol. 19, № 27. – P. 26672–26683.

4. Temperature-insensitive displacement sensor based on high-birefrin­gence photonic crystal fiber loop mirror / H. Zhang, B. Liu, Z. Wang, J. Luo, S. Wang, C. Jia, X. Ma // Optica Applicata. – 2010. – Vol. 40, № 1. – P. 209–217.

5. Design of a highly-birefringent microstructured photonic crystal fiber for pressure monitoring / C.M. Jewart, S.M. Quintero, A.M.B. Braga, K.P. Chen // Opt. Express. – 2010. – Vol. 18, № 25. – P. 25657–25664.

6. Directional force measurement using specialized single-mode polarization-maintaining fibers / M. Karimi, F. Surre, T. Sun, K.T.V. Grattan, W. Margulis, P. Fonjallaz // J. Lightwave Technol. – 2011. – Vol. 29, № 24. – P. 3611–3615.

7. High power polarization maintaining supercontinuum source / F.D. Nielsen, M.Ø. Pedersen, Y. Qian, T.V. Andersen, L. Leick, K.P. Hansen, C.F. Pedersen, C.L. Thomsen // CLEO/Europe and IQEC 2007 Conference Digest (Optical Society of America, 2007). – Paper CJ5_4.

8. Xiong C., Wadsworth W.J. Polarized supercontinuum in birefringent photonic crystal fibre pumped at 1064 nm and application to tuneable visible/UV generation // Opt. Express. – 2008. – Vol. 16, № 8. – P. 2438–2445.

9. Birks T.A., Knight J.C., Russell P.St.J. Endlessly single-mode photonic crystal fiber // Opt. Lett. – 1997. – Vol. 22, № 13. – P. 961–963.

10. Modal cutoff and the V parameter in photonic crystal fibers / N.A. Mortensen, J.R. Folkenberg, M.D. Nielsen, K.P. Hansen // Opt. Lett. – 2003. – Vol. 28, № 20. – P. 1879–1881.

11. Confinement losses in microstructured optical fibers / T.P. White, R.C. McPhedran, C.M. de Sterke, L.C. Botten, M.J. Steel // Opt. Lett. – 2001. – Vol. 26, № 21. – P. 1660–1662.

12. Breaking the limit of maximum effective area for robust single-mode propagation in optical fibers / W.S. Wong, X. Peng, J.M. McLaughlin, L. Dong // Opt. Lett. – 2005. – Vol. 30, № 21. – P. 2855–2857.

13. Fini J.M. Design of solid and microstructure fibers for suppression of higher-order modes // Opt. Express. – 2005. – Vol. 13, № 9. – P. 3477–3490.

14. Tsuchida Y., Saitoh K., Koshiba M. Design of single-moded holey fibers with large-mode-area and low bending losses: The significance of the ring-core region // Opt. Express. – 2007. – Vol. 15, № 4. – P. 1794–1803.

15. Tsuchida Y., Saitoh K., Koshiba M. Large-mode-area single-mode holey fiber with low bending losses: Towards high power beam delivery systems // Optical Fiber Communication Conference and Exposition and The National Fiber Optic Engineers Conference, OSA Technical Digest Series (CD) (Optical Society of America, 2007). – Paper OThA1.

16. Bend-insensitive lasing characteristics of single-mode, large-mode-area Ytterbium-doped photonic crystal fiber / K. Iizawa, S.K. Varshney, Y. Tsuchida, K. Saitoh, M. Koshiba // Opt. Express. – 2008. – Vol. 16, № 2. – P. 579–591.

17. Dong L., Peng X., Li J. Leakage channel optical fibers with large effective area // J. Opt. Soc. Am. B. – 2007. – Vol. 24, № 8. – P. 1689–1697.

18. Single-Mode Large-Mode-Area Leakage Channel Fibers with Octagonal Symmetry / L. Rosa, K. Saitoh, Y. Tsuchida, S.K. Varshney, M. Koshiba, F. Poli, D. Passaro, A. Cucinotta, S. Selleri, L. Vincetti // Conference Integrated Photonics and Nanophotonics Research and Applications (July 2008). – Paper IWB3. DOI: 10.1364/IPNRA.2008.IWB3.

19. Limitation on Effective Area of Bent Large-Mode-Area Leakage Channel Fibers / K. Saitoh, S. Varshney, K. Sasaki, L. Rosa, M. Pal, M.C. Paul, D. Ghosh, S.K. Bhadra, M. Koshiba // J. Lightwave Technol. – 2011. – Vol. 29, № 17. – P. 2609–2615.

20. Properties of photonic crystal fiber and the effective index model / J.C. Knight, T.A. Birks, P.S.J. Russell, J.P. de Sandro // J. Opt. Soc. Am. A. – 1998. – Vol. 15, № 3. – P. 748–752.

21. Holey optical fibers: an efficient modal model / T.M. Monro, D.J. Richardson, N.G.R. Broderick, P.J. Bennett // J. Lightwave Technol. – 1999. – Vol. 17, № 6. – P. 1093.

22. Photonic crystal fibres / Patent 6888992B2 U.S. 2005. P.St.J. Russell, T.A. Birks, J.C. Knight.

23. Influence of Surface Tension and Inner Pressure on the Process of Fibre Drawing / G. Luzi, P. Epple, M. Scharrer, K. Fujimoto, C. Rauh, A. Delgado // J. Lightwave Technol. – 2010. – Vol. 28, № 13. – P. 1882–1888.

24. Microstructured optical fibre drawing with active channel pressurisation / M.J. Chen, Y.M. Stokes, P.Buchak, D.G. Crowdy, H. Ebendorff-Heidepriem // J. Fluid Mech. – 2015. – Vol. 783. – P. 137–165.

25. Микроструктурированные волоконные световоды с большим двулучепреломлением и малой асимметрией поля моды / А.Н. Денисов, А.Е. Левченко, С.Л. Семенов, Е.М. Дианов // Квантовая электроника. – 2011. – Т. 41, № 3. – С. 243–248.

26. Highly Birefringent Microstructured Fibers with Low Mode Asymmetry / A.N. Denisov, S.L. Semjonov, M.S. Astapovich, A.K. Senatorov // J. Lightwave Technol. – 2015. – Vol. 33, № 24. – P. 5184–5194.

27. Денисов А.Н., Семенов С.Л. Микроструктурированные волоконные световоды с большим спектральным диапазоном одномодового режима // Фотон-экспресс. – 2019. – № 6 (158). – С. 388–389. DOI: 10.24411/2308-6920-2019-16203.

28. Denisov A.N., Kosolapov A.F., Semjonov S.L. Birefringent Microstructured Fibres with Single-Mode Guidance in the Spectral Range of 0.2 – 2.3 microns // 2020 22nd International Conference on Transparent Optical Networks (ICTON). – Bari, Italy, 2020. – P. 1–4. DOI: 10.1109/ICTON51198.2020.9203332.

29. Denisov A.N., Semjonov S.L. Microstructured fibers with high birefringence and a wide spectral range of single-mode guidance // Proceedings of the 32nd European Modeling & Simulation Symposium (EMSS 2020). – P. 336–343. DOI: 10.46354/i3m.2020.emss.049

30. Optimal Design of Large Mode Area Photonic Crystal Fibers Using a Multiobjective Gray Wolf Optimization Technique / K. Rashidi, S.M. Mirjalili, H. Taleb, D. Fathi // J. Lightwave Technol. – 2018. – Vol. 36, № 23. – P. 5626–5632.

31. Saitoh K., Koshiba M. Full-vectorial Imaginary-Distance Beam Propagation Method Based on a Finite Element Scheme: Application to Photonic Crystal Fibres // IEEE J. Quantum Electron. – 2002. – Vol. 38, № 7. – P. 927–933.

32. Агравал Г. Нелинейная волоконная оптика. – М.: Мир, 1996. – С. 15.

33. Kuhlmey B.T., McPhedran R.C., de Sterke C.M. Modal cutoff in microstructured optical fibers // Opt. Lett. – 2002. – Vol. 27, № 19. – P. 1684–1686.

34. Haakestad M.W., Skaar J. Causality and Kramers-Kronig relations for waveguides // Opt. Express – 2005. – Vol. 13, № 24. – P. 9922–9934.

Впервые разработаны и изготовлены методом экструзии одномодовые поликристаллические световоды среднего ИК диапазона с длиной волны отсечки 10 мкм с оптическими потерями фундаментальной моды меньше 1 дБ/м на длине волны 10,6 мкм СО₂ лазера. Измеренные оптические потери сегментированного одномодового поликристаллического световода с малым контрастом 0,01 показателя преломления AgCl_0.5Br_0.5/AgCl_0.55Br_0.45 составили 0,8 дБ/м. Впервые разработано и изготовлено поликристаллическое сегментированное одномодовое волокно со ступенчатым профилем на длине волны 10,6 мкм и с высоким контрастом 0,05 показателя преломления AgCl_0.25Br_0.75 / AgCl_0.5Br_0.5 и наименьшими в мире оптическими потерями 0, 5 дБ/м из известных авторам. Порог лазерного разрушения непрерывного СО₂ лазера составил величину 200 кВт/см². Впервые изготовлены одномодовые поликристаллические нано- и микроструктурированные экструзионные световоды галогенидов серебра с сердцевиной с наименьшим диаметром 17 мкм.

Ключевые слова: ИК экструзионные поликристаллические световоды, одномодовые световоды на длине волны 10,6 мкм, одномодовые световоды для СО₂ лазеров, оптические потери, порог лазерного разрушения, дисперсия в среднем ИК, галогениды серебра.

А.Л. Бутвина
Младший научный сотрудник Института общей физики им. А.М. Прохорова, Центра волоконной оптики им. Е.М. Дианова РАН, г. Москва, e-mail: butvina@mail.ru.

Л.Н. Бутвина
Старший научный сотрудник Института общей физики им. Прохорова РАН, Научно-исследовательский центр волоконной оптики имени Дианова, Москва, e-mail: butvina@fo.gpi.ru.

А.Г. Охримчук
Кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник Института общей физики им. А.М. Прохорова, Центра волоконной оптики им. Е.М. Дианова РАН, г. Москва, e-mail: okhrim@fo.gpi.ru.

1. Butvina L. Polycrystalline Fibers // Infrared Fiber Optics / Ed. by J.S. Sanghera, I.D. Aggarwal. – CRC Press, Boka Raton, 1998. – P. 209–249.

2. Crystalline silver halide fibers with optical losses lower than 50 dB/km in broad IR region and their applications / L.N. Butvina, E.M. Dianov, N.V. Lichkova, V.N. Zagorodnev, L. Kupper // Proceedings of SPIE. – 2000. – Vol. 4083. – P. 238–253.

3. Single-mode microstructured optical fiber for the middle infrared / L.N. Butvina, O.V. Sereda, E.M. Dianov, N.V. Lichkova, V.N. Zagorodnev // Opt. Lett. – 2007. – Vol. 32. – P. 334–336.

4. Одномодовые кристаллические волоконные световоды для длины волны λ = 10,6 мкм / Л.Н. Бутвина, О.В. Середа, Е.М. Дианов, Н.В. Личкова, В.Н. Загороднев, В.Р. Сороченко // Квантовая электроника. – 2007. – Т. 37 (4). – С. 385–387.

5. Silver halide single-mode fibers with improved properties in the middle infrared / Т. Lewi, S. Shalem, A. Tsun, A. Katzir // Applied Physics Lett. – 2007. – 91. – 251112.

6. Heise H.M., Kupper L., Butvina L.N. Bio-Analytical Applications of Mid-Infrared Spectroscopy Using Silver Halide Fiber-Optic Probes // Spectrochim. Acta B. – 2002. – 57 (10). – P. 1649–1663.

7. Low loss micro and nano structured single mode crystalline fibers for 5-15 µm / L.N. Butvina, A.G. Okhrimchuk, A.L. Butvina, E.M. Dianov, N.V. Lichkova, V.N. Zagorodnev // Advances in Optical Materials. Paper# AIThD4. – 2011.

На примере трех гольмиевых волокон с разной концентрацией активных ионов установлены длины, необходимые для наблюдения эффекта сканирования в гольмиевом волоконном лазере. Эмпирически установлено, что для достижения спектральной динамики требуется интегральное поглощения излучения накачки не менее 35 дБ. В лазере на основе высоколегированного гольмиевого волокна получено сканирование длины волны в области 2070 нм с диапазоном 7 нм.

Ключевые слова: волоконный лазер, гольмий, сканирование, диоксид углерода.

А.Д. Владимирская
Инженер-программист Института автоматики и электрометрии СО РАН, г. Новосибирск, e-mail: vladimirskayaAD@iae.nsk.su.

М.И. Скворцов
И.о. инженера-исследователя Института автоматики и электрометрии СО РАН, г. Новосибирск, e-mail: qwertymikhails@gmail.com.

А.А. Вольф
Младший научный сотрудник Института автоматики и электрометрии СО РАН, г. Новосибирск, e-mail: alexey.a.wolf@gmail.com.

В.А. Камынин
Кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник Института общей физики имени А.М. Прохорова Российской академии наук, e-mail: kamyninva@gmail.com.

И.А. Лобач
Кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник Института автоматики и электрометрии СО РАН, г. Новосибирск, e-mail: lobach@iae.nsk.su.

С.И. Каблуков
Доктор физико-математических наук, профессор РАН, ведущий научный сотрудник Института автоматики и электрометрии СО РАН, г. Новосибирск, e-mail: s.kablukov@g.nsu.ru.

1. Campylobacter pylori detected noninvasively by the 13C-urea breath test / D.Y. Graham, P.D. Klein [et al.] // The Lancet. – 1987. – 329(8543). – P. 1174–1177.

2. All-fiber Ho-doped laser tunable in the range of 2.045 – 2.1 um / V.A. Kamynin, S.I. Kablukov, K.S. Raspopin, S.O. Antipov, A.S. Kurkov // Laser Phys. Lett. – 2012. – Vol. 9, № 12. – P. 893–895.

3. A cladding-pumped, tunable holmium doped fiber laser / N. Sima­kov, A. Hemming, W. Clarkson, J. Haub, A. Carter // Opt. Express. – 2013. – Vol. 21, № 23. – P. 28415–28422.

4. Tkachenko A.Yu., Lobach I.A., Kablukov S.I. All-fiber Brillouin optical spectrum analyzer based on self-sweeping fiber laser // Opt. Express. – 2017. – Vol. 25, № 15. – P. 17600–17605.

5. Ткаченко А.Ю., Лобач И.А. Устройство опроса волоконных сенсоров на базе волоконного лазера с самосканированием частоты // Прикладная фотоника. – 2016. – Т. 3, № 1. – P. 37–49.

6. Self-scanned single-frequency operation of a fiber laser driven by a self-induced phase grating / I.A. Lobach, S.I. Kablukov, E.V. Podivilov, S.A. Babin // Laser Physics Letters. – 2014. – Vol. 11. – № 4. – P. 045103.

7. Kashirina E.K., Lobach I.A., Kablukov S.I. Single-frequency self-sweep­ing Nd-doped fiber laser // Opt. Lett. – 2019. – Vol. 44, № 9. – P. 2252–2255.

8. Single-frequency Bismuth-doped fiber laser with quasi-continuous self-sweeping / I.A. Lobach, S.I. Kablukov, M.A. Melkumov, V.F. Khopin, S.A. Babin, E.M. Dianov // Optics Express. – 2015. – № 23. – P. 24833–24842.

9. Self-swept erbium fiber laser around 1.56 μm / P. Navratil, P. Peterka, P. Vojtisek, I. Kasik, J. Aubrecht, P. Honzatko, V. Kubecek // Opto-Electronics Review. – 2018. – Vol. 26. – № 1. – P. 29–34.

10. “Self-swept holmium fiber laser near 2100 nm / J. Aubrecht, P. Peterka, P. Koška, O. Podrazký, F. Todorov, P. Honzátko, I. Kašík // Optics Express. – 2017. – Vol. 25. – № 4. – P. 4120–4125.

11. Broad-range self-sweeping single-frequency linearly polarized Tm-doped fiber laser / A.E. Budarnykh, A.D. Vladimirskaya, I.A. Lobach, S.I. Kablukov // Opt. Lett. – 2018. – Vol. 43. – № 21. – P. 5307–5310.

12. Budarnykh A.E., Lobach I.A., Kablukov S.I. Self-sweeping Tm-doped fiber laser with wavelength stopping // Laser Phys. Lett. – 2019. – Vol. 16. – P. 025108.

Рассмотрена возможность применения лазерного излучения для очистки корпусов судов от биологического обрастания непосредственно в морской среде без докования. На основании результатов исследования оптических параметров морских биообрастателей, красок, используемых для защиты поверхностей корпусов морских объектов, и наиболее распространенных материалов, используемых для конструирования корпусов судов, разработан и экспериментально обоснован метод лазерной подводной очистки поверхностей от биообрастателей. Представленные в статье технологические решения использованы для создания макета аппарата лазерной подводной очистки поверхности объектов от биообрастателей.

Ключевые слова: лазерная подводная очистка, биообрастание, подводный телеуправляемый необитаемый аппарат.

Ю.Н. Кульчин
Академик, доктор физико-математических наук, научный руководитель Института автоматики и процессов управления Дальневосточного отделения Российской академии наук, e-mail: kulchin@ iacp.dvo.ru.

А.И. Никитин
Ведущий инженер Института автоматики и процессов управления Дальневосточного отделения Российской академии наук, e-mail: 3anikitin@iacp.dvo.ru.

Е.П. Субботин
Кандидат физико-математических наук, ведущий научный сотрудник, Института автоматики и процессов управления Дальневосточного отделения Российской академии наук, e-mail: s.e.p@list.ru.

1. Перспективы и технико­экономические аспекты разработки новых методов контроля биообрастания на морском транспорте / Ю.Н. Ку­льчин, А.Ю. Звягинцев, Е.П. Субботин, C.И. Масленников, А.А. Бегун // Вестник Дальневосточного отделения РАН. – 2015. – № 6.

2. Быканова А. Ю., Костенко В.В., Львов О.Ю., Никитин А.И., Субботин Е.П., Костянко А.А. Роботизированный комплекс подводного инспектирования и лазерной чистки судов на плаву // Технические проблемы освоения мирового океана: материалы Седьмой Всерос. науч.-техн. конф. / ФАНО России ФГУБН ИПМТ ДВО РАН. – Владивосток, 2017. – С. 122–128.

3. Отчет о научно-исследовательской работе в рамках Программы научных фундаментальных исследований Дальневосточного отделения РАН «Дальний Восток» на 2015–2017 гг. по проекту 15-I-7-021 «Управление процессом фоулинга поверхностей металлических и композиционных конструкций в морской среде лазерным излучением» (№ госрегистр. АААА-А16_116101710021-9). – Владивосток, 2018.

4. Подводная очистка, окраска и освидетельствование морских судов с использованием технических средств. Система подводной очистки, освидетельствования и окраски судов на плаву: отчет о науч.-исслед. работе. Техническое предложение ГБТ-43/79 / Мин-во морского флота СССР; ДВВИМУ им. адмир. Г.И. Невельского. – М., 1983. – 133 с. (№ госрегистр. 80048111).

5. Разработка эталонов обрастания и качества подводной очистки транспортных судов: отчет о науч.-исслед. работе. ХДТ-20/83 / Мин-во морского флота СССР; ДВВИМУ им. адмир. Г.И. Невельского. – М., 1983. – 85 с. (№ госрегистр.01830064581).

6. Беликов А.В., Пушкарева А.Е., Скрипник А.В. Теоретические и экспериментальные основы лазерной абляции биоматериалов. – СПб.: Изд-во СПбГУ ИТМО, 2011. – 118 с.

7. Российский морской регистр судоходства. Правила классификации и постройки морских судов. – М., 2005. – Т. 2. – 640 с.

8. Григорьянц А.Г, Шиганов И.Н., Мисюров А.И. Технологические процессы лазерной обработки. – М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2008. – 664 с.

Исследован процесс распространения оптического разряда в оптоволокне. Предложен метод измерения скорости распространения оптического разряда по оптоволокну. Описан способ замедления скорости распространения оптического разряда в градиентном волокне. Была получена зависимость скорости распространения оптического разряда от мощности и пути распространения в оптоволокне.

Ключевые слова: оптическое волокно, скорость распространения оптического разряда, оптический пробой.

Ю.А. Конин
Аспирант кафедры лазерной фотоники и оптоэлектроники Национального исследовательского университета ИТМО, инженер исследователь лаборатории волоконных лазеров ПАО «Пермская научно-производ­ственная приборостроительная компания», e-mail: yuri-konin@ya.ru.

В.А. Щербакова
Аспирантка кафедры «Общая физика» Пермского национального исследовательского политехнического университета, инженер исследователь лаборатории волоконных лазеров ПАО «Пермская научно-производственная приборостроительная компания», г. Пермь, e-mail: scherbackova.vict@mail.ru.

Е.В. Мошева
Инженер-исследователь лаборатории волоконных лазеров ПАО «Пермская научно-производственная приборостроительная компания», г. Пермь, e-mail:moscheva.katerina@yandex.ru.

A.Ю. Петухова 
Магистрант кафедры «Общая физика» Пермского национального исследовательского политехнического университета, инженер-конструк­тор лаборатории волоконных лазеров ПАО «Пермская научно-произ­водственная приборостроительная компания», г. Пермь, e-mail: umalia.ookami.98@mail.ru.

1. Bufetov I.A., Dianov E.M. Optical discharge in optical fibers // UFN. – 2005. – 175: 1. – P. 100–103; Phys. Usp. – 2005. – 48: 1. – P. 91–94.

2. Kashyap R. Self-propelled self-focusing damage in optical fibers // Proc. Xth Inter. Conf. on Lasers. – P. 859–866, Lake Tahoe, Nevada, USA, 7-11 Dec. 1987; Kashyap R., Blow K.J. Self-propelled self-focusing damage in optical fibers // Electronics Lett. – 1988. – 24(1). – P. 47–49.

3. Hand D.P., Russell P.S.J. Solitary thermal shock waves and optical damage in optical fibers: the fiber fuse // Opt. Lett. – 1988. – 13(9). – P. 767–769.

4. Optical Fiber Microcavity Strain Sensors Produced by the Catastrophic Fuse Effect / P. Antunes, M. Domingues, N. Alberto, P. André // IEEE Photon Technol. Lett. – 2014. – 26 (1). – P. 78–81.

5. Fuse effect investigation in optical fiber for creation optical sensor structure / V.A. Shcherbakova, S.S. Starikov, Y.A. Konin, A.I. Garanin, D.I. Nurmuhametov // Proceedings of the 2019 IEEE Conference of Russian Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering (ElConRus). – 2019. – P. 914–916. DOI: 10.1109/EIConRus.2019.8657220

6. Research the thermal sensitivity of a fiber optic sensor created with the catastrophic fuse / Y.A. Konin, A.I. Garanin, D.I. Nurmuhametov, S.F. Turin, V.A. Shcherbakova // Proceedings of the 2019 IEEE Conference of Russian Young Researchers in Electrical and Electronic Engineering (ElConRus). – 2019. – P. 897–900. DOI: 10.1109/EIConRus.2019.8656714.