інімальний шум-фактор даного підсилювача склав ~ 5 дБ. Позитивний коефіцієнт посилення спостерігався в діапазоні довжин хвиль сигналу? S=1283 - 1372 нм. Пік посилення знаходився на довжині хвилі? max=одна тисяча триста двадцять одна нм і склав 24.5 дБ. Ширина смуги посилення по рівню - 3 дБ ?? 0.5=37 нм.
Як було показано раніше, оптичне посилення в області поблизу 1 320 нм забезпечують активні вісмутові центри, пов'язані з присутністю фосфору в серцевині світловода. Отримані дані дозволяють оцінити ефективність перетворення накачування в режимі підсилювача потужності, яка досягла 9% при посиленні близько 10 дБ. Така порівняно низька ефективність обумовлена, на наш погляд, високим рівнем сірих втрат і, можливо, поглинанням із збудженого стану, які в сумі дають непросветляемие втрати ~ 30 дБ/км.
Малюнок 6 Спектр підсилення G і шум-фактор NF вісмутового волоконного підсилювача при Рн=460 мВт,? н=1230 нм
Таким чином, у цій роботі вперше продемонстрований вісмутовий волоконний підсилювач, що працює в області 1300-1340 нм, з максимальним коефіцієнтом підсилення 24.5 дБ на довжині хвилі 1 320 нм при потужності накачування 460 мВт на? н - 1230 нм і NF=5 дБ.Такім чином, у цій роботі вперше продемонстрований вісмутовий волоконний підсилювач, що працює в області 1300-1340 нм, з максимальним коефіцієнтом підсилення 24.5 дБ на довжині хвилі 1 320 нм при потужності накачування 460 мВт на? н - 1230 нм і NF=5 дБ. В якості активного середовища використовувалися недавно розроблені фосфорогерманосілікатние волоконні світловоди, леговані вісмутом. Оптимізація складу світловодів, технології їх виготовлення, накачування і довжини світловода дозволять поліпшити характеристики розроблених підсилювачів.
Вперше запропонований і реалізований новий волоконний лазер на основі світловодів з алюмосиликатного скла, активованого вісмутом. Отримано безперервна лазерна генерація в спектральному діапазоні 1150-1300 нм. Світловоди виготовлені методом хімічного осадження з газової фази. Заготовки для одномодових волоконних світловодів виготовлялися методом MCVD з використанням опорної трубки з кварцового скла. Серцевина заготовок формувалася осадженням оксидів алюмінію і кремнію з газової фази. Легування оксидом вісмуту здійснювалося методом просочування пористого шару скла серцевини розчином солей вісмуту. Молярна концентрація оксиду вісмуту в склі серцевини не перевищувала 0.1%.
Малюнок 7 - Спектри перетину поглинання і люмінесценції в алюмосі-лікатномсветоводе, активованому вісмутом
Світловоди мають характерні смуги поглинання в області 500, 700, 800 і 1000 нм. Люмінесценція при збудженні в області +1000 нм спостерігається в смузі шириною 150 нм з максимумом в районі 1 150 нм і часом життя близько 1 мс. На рис.1 наведені перетину поглинання і люмінесценції, розраховані з спектроскопічних параметрів. Максимальний перетин люмінесценції на довжині хвилі 1 150 нм становить 6 х 10 ~ 21 см 2, що цілком порівнянно з січнем люмінесценції Er 3+ в районі 1.5 мкм в волоконних світловодах, легованих ербієм.
Малюнок 8 - Лазерна схема з резонатором, утвореним бреггівськими рештками
Схема волоконного вісмутового лазера показано на малюнку 8. Безперервна лазерна генерація була отримана на довжинах хвиль 1 146, 1 215, 1 250 і 1300 нм при накачуванні на Ар=1064 нм. Довжина хвилі відсічення активного світловода дорівнювала ~ 1 мкм, коефіцієнт поглинання на довжині хвилі накачування у використаному відрізку світловода становив 55 дБ. Пари брегговскіх решіток з коефіцієнтами відображення 3 і 20 дБ для зазначених довжин хвиль були записані в германосілікатних световодах з довжиною хвилі відсічення в області 1.1 мкм.
Двухмодовий характер поширення випромінювання накачування в цих световодах приводив до часткових втрат випромінювання в точках зварювання з активним волокном.
Генераційні характеристики вимірювалися на довжинах хвиль тисячу сто сорок шість нм і 1215 нм. Максимальна вихідна потужність, отримана при потужності накачування близько 5 Вт, дорівнювала 460 мВт на довжині хвилі 1 146 нм і 400 мВт - на довжині хвилі 1215 нм.
Поріг генерації на X=+1146 нм склав 420 мВт, а диференціальна ефективність в перерахунку на вхідну потужність дорівнювала 10.2%. Для довжини хвилі 1215 нм поріг генерації склав 890 мВт, диференціальна ефективність - 14.3%.
Малюнок - 9 Еволюція спектра генерації кільцевого лазера при збільшенні потужності накачування (зверху вниз). Спектральний дозвіл 0.5 нм.
Незважаючи на неоптимізованими схему лазера, отримані характеристики вже становлять безсумнівний практичний інтерес. Якщо оптимізувати оптичні втрати в лазерної схемою, то максимальна ефективність генерації для даного активн...
