Šangajski institut optičkih mašina napreduje u femtosekundnim optičkim laserima zasnovanim na zaključavanju moda pomoću uvrnutog Sagnac interferometra

Nedavno je istraživački tim sa Odeljenja za svemirsku i astronautičku lasersku tehnologiju i sisteme, Šangajskog instituta za optiku i precizne mašine, Kineske akademije nauka (SIPM), predložio uvrnuti Sagnac interferometar i primenio ga na sistem laserskih vlakana da bi se realizovao način rada. zaključano samopokretanje i oblikovanje impulsa, a srodni rezultati istraživanja objavljeni su u časopisu Journal of Lightwave Technology pod naslovom "Femtosecond fiber laser mode". -zaključano uvrnutim Sagnac interferometrom".
Sagnac interferometri sa optičkim vlaknima se široko koriste u oblastima navigacije, senzora i lasera, itd. Uobičajena struktura putanje Sagnac interferometara ima i prednosti i nedostatke. Jedan je da nema potrebe za preciznom kontrolom dužine između optičkih staza, što je bitno za robusnu interferometriju. Drugi je taj što je propustljivost petlje Sagnac vlakana fiksna i ne može se slobodno podešavati, tako da se konvencionalni vlaknasti laseri sa zaključavanjem moda sa devet šupljina, bazirani na interferometrijskim petljama Sagnac vlakana, suočavaju s problemom da se zaključavanje moda ne može fleksibilno podesiti.
U ovoj studiji, istraživači predlažu uvrnuti Sagnac interferometar čija se faza može kontinuirano podešavati. Uvođenjem fuzionog spoja od 90 stepeni u Sagnac petlju i iskorišćavanjem dvoloma vlakna koje čuva pristrasnost, razlika linearnog faznog pomaka u smjeru kazaljke na satu i suprotno od kazaljke na satu može se uvesti i podesiti. Kada se primeni na laserski sistem sa devet šupljina, samopokretanje zaključavanja moda može se postići podešavanjem odgovarajuće transmitanse. Eksperimentalni rezultati pokazuju da rastezanjem vlakna kako bi se promijenila razlika linearnog faznog pomaka, laser može ostvariti prebacivanje različitih načina rada. Optimizacijom razlike faznog pomaka, laserski impulsi sa spektralnim opsegom od 31 nm i trajanjem impulsa od 160 fs mogu se generisati na frekvenciji ponavljanja od 24,5 MHz.
Studija ostvaruje kontinuirano prilagođavanje transmitantnosti Sagnacovog prstena za interferenciju vlakana u realnom vremenu, što pruža veću fleksibilnost i kontrolu lasera sa zaključavanjem moda sa devet šupljina i poboljšava izglede njegove primjene u oblastima kao što su optička mjeriteljstvo i sensing.
Ovaj rad podržali su Udruženje mladih inovatora Kineske akademije nauka, Nacionalna fondacija za prirodne nauke Kine i Šangajska fondacija za prirodne nauke.

Slika 1 Šematski dijagram Sagnac interferometra sa upredenim vlaknima.

Slika 2. Dijagram eksperimentalne postavke femtosekundnog fiber lasera zasnovanog na zaključavanju moda Sagnac interferometra sa upredenim vlaknima.

Slika 3 Spektralna modulacija i karakteristike vremenskog domena za različite linearne razlike faznog pomaka u smjeru kazaljke na satu i suprotno od kazaljke na satu i nelinearne razlike faznog pomaka.