Беднякова А.Е.
Математическое моделирование и оптимизация выходных характеристик волоконного ВКР-лазера
В настоящее время ВКР-усилители нашли широкое применение в таких областях как медицина, обработка материалов, оптическая локация, системы наведения и беспроводная оптическая связь. Такая популярность ВКР-усиления обусловлена главным образом относительно высокой выходной мощностью и широким диапазоном рабочих длин волн. Несмотря на то, что важность подобных лазерных систем для ряда применений очень высока, вопросы исследования физических механизмов их работы отражены недостаточно полно. Также в связи со столь широким практическим использованием ВКР-лазеров стоит задача повышения их эффективности. В случае волоконных ВКР-лазеров эти задачи возможно решить при помощи математического моделирования лазерной системы.
В работе выполнено численное моделирование работы ВКР-лазера, целями которого является анализ спектральных характеристик излучения для сигнала накачки и стоксовых компонент, и поиск оптимальной лазерной конфигурации. Для описания эволюции сигнала и Стоксова излучения используется система из четырёх связанных нелинейных уравнений Шрёдингера. Данная модель описывает такие нелинейные эффекты как четырёхволновое смешение между различными продольными модами, которое является основным механизмом уширения спектра излучения в однокаскадном ВКР-лазере при больших мощностях накачки. Следствием уширения спектра является потеря энергии в результате обтекания брэгговских решёток, образующих лазерный резонатор, и уменьшение выходной мощности лазера. Тем самым, использование данной модели позволяет избежать завышенной по сравнению с экспериментальными данными эффективности преобразования, что является недостатком более простых моделей, учитывающих только энергетические характеристики излучения.
Научный руководитель --- д-р физ.-мат. наук, проф. М.П.Федорук
Список литературы
- S.A. Babin, D.V.Churkin, A.E.Ismagulov, S.I.Kablukov, E.V.Podivilov Four-wave-mixing-induced turbulent spectral broadening in long Raman fiber laser, J. Opt. Soc. Am. B, vol.24,No.8, 2007, pp. 1729-1738.
- А.С. Курков, Е. М. Дианов Непрерывные волоконные лазеры средней мощности, Квантовая электроника, 34, № 10, с. 881 (2004)
- Agrawal G. P. Nonlinear Fiber Optics, New York: Academic Press (2001).
К списку докладов
