Научно-технический
«ОПТИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ»
издается с 1931 года
 
   
Русский вариант сайта Английский вариант сайта
   
       
   
       
Статьи последнего выпуска

Электронные версии
выпусков начиная с 2008


Алфавитный указатель
2000-2010 гг


444
Архив оглавлений
выпусков 2002-2007 гг


Реквизиты и адреса

Вниманию авторов и рецензентов!
- Порядок публикации
- Порядок рецензирования статей
- Типовой договор
- Правила оформления
- Получение авторского вознаграждения
- Редакционная этика


Контакты

Подписка

Карта сайта




Журнал с 01.12.2015 допущен ВАК для публикации основных результатов диссертаций как издание, входящее в международные реферативные базы систем цитирования (Web Science, Scopus) (см. Vak.ed.gov.ru Перечень журналов МБД 16.03.2018г)

Аннотации (02.2022) : Улучшение выходных свойств оптического излучения в диапазоне 1650 нм методом двухполяризационного рамановского усиления

Улучшение выходных свойств оптического излучения в диапазоне 1650 нм методом двухполяризационного рамановского усиления

DOI: 10.17586/1023-5086-2022-89-02-18-24

УДК 621.396.029.7

 

Владимир Иванович Григорьевский1, Ярослав Арсейнович Тезадов2

Фрязинский филиал Института радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова Российской академии наук, г. Фрязино Московской обл., Россия

1vig248@rambler.ru          http: //orcid.org / 0000-0002-9079-9236

2yaralaser@yandex.ru                  http: // orcid.org / 0000-0003-2807-4274

Адрес для переписки: Григорьевский Владимир Иванович vig248@rambler.ru

Аннотация

Предмет исследования. Исследовалось рамановское усиление оптического излучения в диапазоне длин волн 1650 нм в протяжённом волокне и повышение его эффективности. Цель работы. Рассматривается возможность увеличения выходной мощности излучения одиночного рамановского усилителя без ухудшения его спектральных свойств. Метод. Предложен метод раздельного усиления двух ортогональных поляризаций излучения в протяжённом оптическом волокне, когда деполяризованное входное оптическое излучение разделяется на излучение с независимыми линейными поляризациями, которые могут эффективнее взаимодействовать с излучением накачки. На каждую из поляризаций входного излучения приходится меньшая мощность накачки, что приводит к меньшим искажениям выходного излучения при его усилении в протяжённом оптическом волокне. Основные результаты. Проведено математическое моделирование и реализована схема двухполяризационного усиления оптического излучения. Линейно поляризованное излучение от DFB-лазера разветвлялось на два канала с помощью поляризационного разветвителя. В каждом канале излучение распространялось со взаимно ортогональными поляризациями, причём в один из каналов был введён дополнительно отрезок волокна типа “panda” для устранения взаимной когерентности излучения. Затем оба канала излучения объединялись поляризационным объединителем и излучение подавалось на предварительный, а затем на оконечный рамановский усилитель. Было проведено сравнение нелинейных искажений выходного излучения рамановского усилителя в случае одно и двухполяризационного усиления. Установлено, что при выходной мощности 3,5 Вт на длине волны 1650 нм нелинейные искажения для двухполяризационного усиления меньше, что обеспечивает более узкий спектр выходного излучения. Для этого режима на указанной длине волны получена несколько большая неискажённая мощность приблизительно 4 Вт без ухудшения спектральных свойств выходного излучения. Практическая значимость. Полученные результаты позволяют создать более мощные источники излучения в диапазоне длин волн 1650 нм, например, для лидаров при мониторинге парниковых газов, таких как метан, углекислый газ, пары воды. Возможно также использовать данную технологию в других областях, например, в медицине и телекоммуникационных приложениях.

Ключевые слова: лидар, рамановский усилитель, двухполяризационное усиление, накачка, метан

Благодарности: работа выполнена в рамках государственного задания по теме № 0030-2019-0008.

Ссылка для цитирования: Григорьевский В.И., Тезадов Я.А. Улучшение выходных свойств оптического излучения в диапазоне 1650 нм методом двухполяризационного рамановского усиления // Оптический журнал. 2022. Т. 89. № 2. С. 18–24. doi: 10.17586/1023-5086-2022-89-02-18-24

Коды OCIS: 280.0280; 120.0120.

 

Список источников

1.    Акимова Г.А., Григорьевский В.И., Матайбаев В.В. и др. Увеличение энергетического потенциала лидара для контроля метана на основе квазинепрерывного источника излучения // Радиотехника и электроника. 2015. Т. 60. № 10. С. 1058–1061. 

2.   Siddans R., Knappett D., Waterfall A. et al. Global height-resolved methane retrievals from the Infrared Atmospheric Sounding Interferometer (IASI) on MetOp //Atmos. Meas. Tech. 2016. V. 290. № 11. P. 1–10.

3.   Ehret G., Kiemle C. Space-borne remote sensing of CO2, CH4, and N2O by integrated path differential absorption lidar: a sensitivity analysis // Appl. Phys. 2008. V. 90. P. 593–608.

4.   Weidmann D., Hoffmann A., Macleod N. et al. The methane isotopologues by solar occultation (MISO) nanosatellite mission: Spectral channel optimization and early performance analysis // Remote Sens. 2017. V. 9. № 1073. P. 1–12.

5.   Бажин Н.М. Метан в окружающей среде. Новосибирск: РАН, 2010. 56 c.

6.   Yakovlev S., Sadovnikov S., Kharchenko O. et al. Remote sensing of atmospheric methane with IR OPO lidar system // Atmosphere. 2020. V. 11. № 70. P. 1–7.

7.    Арефьев В.Н., Акименко Р.М., Упэнэк Л.Б. Фоновая составляющая концентрации метана в приземном воздухе (станция мониторинга «Обнинск») // Известия РАН. Физика атмосферы и океана. 2015. Т. 51. № 6. С. 1.

8.   Delahaye T., Maxwell S.E., Reed Z.D. et al. Precise methane absorption measurements in the 1.64 µm spectral region for the MERLIN mission // J. Geophys. Res.: Atmos. 2016. V. 121. № 12. P. 7360–7370.

9.   Grigorievsky V.I., Tezadov Y.A., Elbakidze A.V. Modeling and investigation of high-power fiber-optical transmitters for lidar applications // J. Russian Laser Research. 2017. V. 38. № 4. P. 311–315.

10. Crotti C., Deloison F., Alahyane F. et al. Wavelength optimization in femtosecond laser corneal surgery // Invest. Ophthalmol. Visual Sci. 2013. V. 54. № 5. P. 3340–3349.

11.  Horton N.G., Wang K., Kobat D. et al. In vivo three-photon microscopy of subcortical structures within an intact mouse brain // Nat. Photonics. 2013. V. 7. № 3. P. 205–209.

12.  Sharma U., Chang E.W., Yun S.H. Long-wavelength optical coherence tomography at 1.7 µm for enhanced imaging depth // Opt. Exp. 2008. V. 16. № 24. P. 19712–19723.

13.  Cadroas P., Abdeladim L., Kotov L. et al. All-fiber femtosecond laser providing 9 nJ, 50 MHz pulses at 1650 nm for three-photon microscopy // Journal of Optics. 2017. V. 19. № 6. P. 065506–065511.

14.  Chen S., Jung Y., Alam S. et al. Ultra-short wavelength operation of thulium-doped fiber amplifiers and lasers // Opt. Exp. 2019. V. 27. № 25. P. 369322–369331.

15.  Леонов А.В., Наний О.Е., Трещиков В.Н. Усилители на основе вынужденного комбинационного рассеяния в оптических системах связи // Прикладная фотоника. 2014. № 1. С. 26–49.

16.       Агравал Г. Нелинейная волоконная оптика. М.: Мир, 2009. 639 с.