Спектроскопічні особливості профілів ВКР підсилення в одномодових волокнах на основі кварцового скла
DOI:
https://doi.org/10.15407/ujpe63.8.683Ключові слова:
оптичне пiдсилення, вимушене комбiнацiйне розсiяння, волоконнi лазери, волоконнi пiдсилювачiАнотація
Надано спектроскопiчний аналiз розподiлу (профiлю) пiдсилення оптичного випромiнювання завдяки ефекту вимушеного комбiнацiйного розсiяння (ВКР) свiтла в одномодових волокнах на основi кварцового скла в областi стоксового зсуву частот вiд 0 до 1400 см−1. Для поширених волокон, а саме для чистого SiO2 та легованих домiшками GeO2, P2O5 i TiO2, профiлi ВКР пiдсилення визначались за експериментальними спектрами спонтанного розсiяння. Наведенi аналiтичнi вирази профiлiв ВКР пiдсилення, якi отриманi шляхом 11—-12 модової гаусової декомпозицiї та апроксимують експериментальний профiль з точнiстю не гiрше 0,3%. Результати декомпозицiї проаналiзованi як з точки зору фундаментальної коливної динамiки молекулярних нанокомплексiв в аморфному склi, так i в прикладному аспектi моделювання пристроїв ВКР фотонiки. Представленi приклади застосувань запропонованої методики для аналiзу шумових параметрiв ВКР пiдсилювачiв та багатосмугової генерацiї у волоконних ВКР лазерах.
Посилання
<li>W. Shi, Q. Fang, X. Zhu, R.A. Norwood, N. Peyghambarian. Fiber lasers and their applications. Appl. Opt. 53, 6554 (2014).
<a href="https://doi.org/10.1364/AO.53.006554">https://doi.org/10.1364/AO.53.006554</a>
</li>
<li>D.J. Richardson, J. Nilsson, W.A. Clarkson. High-power fiber lasers: current status and future perspectives. J. Opt. Soc. Am. B 27, 63 (2010).
<a href="https://doi.org/10.1364/JOSAB.27.000B63">https://doi.org/10.1364/JOSAB.27.000B63</a>
</li>
<li>M.N. Zervas, C.A. Codemard. High power fiber lasers:A review. IEEE J. Sel.Top.QuantumElectron. 20, 219 (2014).
<a href="https://doi.org/10.1109/JSTQE.2014.2321279">https://doi.org/10.1109/JSTQE.2014.2321279</a>
</li>
<li>P. Zhou, H. Xiao, J. Leng, J. Xu, Z. Chen, H. Zhang, Z. Liu. High-power fiber lasers based on tandem pumping. J. Opt. Soc. Am. B 34, A29 (2017).
<a href="https://doi.org/10.1364/JOSAB.34.000A29">https://doi.org/10.1364/JOSAB.34.000A29</a>
</li>
<li>P. Ma, H. Zhang, L. Huang, X. Wang, P. Zhou, Z. Liu. Kilowatt-level near-diffraction-limited and linear-polarized ytterbium-Raman hybrid nonlinear amplifier based on polarization selection loss mechanism. Opt. Express 23 (20), 26499 (2015).
<a href="https://doi.org/10.1364/OE.23.026499">https://doi.org/10.1364/OE.23.026499</a>
</li>
<li>Q. Xiao, P. Yan, D. Li, J. Sun, X. Wang, Y. Huang, M. Gong. Bidirectional pumped high power Raman fiber laser. Opt. Express 24 (6), 6758 (2016).
<a href="https://doi.org/10.1364/OE.24.006758">https://doi.org/10.1364/OE.24.006758</a>
</li>
<li>Y. Feng, L.R. Taylor, D.B. Calia. 150 W highly-efficient Raman fiber laser. Opt. Express 17 (26), 23678 (2009).
<a href="https://doi.org/10.1364/OE.17.023678">https://doi.org/10.1364/OE.17.023678</a>
</li>
<li>E.M. Dianov, A.M. Prokhorov. Medium-power CWRaman fiber lasers. IEEE J. Sel. Top. Quant. Electron. 6, 1022 (2000).
<a href="https://doi.org/10.1109/2944.902151">https://doi.org/10.1109/2944.902151</a>
</li>
<li>E.M. Dianov. Advances in Raman Fibers. J. Lightwave Techn. 20, 1457 (2002).
<a href="https://doi.org/10.1109/JLT.2002.800263">https://doi.org/10.1109/JLT.2002.800263</a>
</li>
<li> P.A. Korotkov, G.S. Felinskyi. Fiber SRS lasers with continuous action. Ukr. Fiz. Zh. Oglyady 4 (1), 36 (2007).
</li>
<li> J.Bromage,K.Rottwitt,M.E. Lines.Amethod to predict the Raman gain spectra of germanosilicate fibers with arbitrary index profiles. IEEE Photon.Techn. Lett. 14, 24 (2002).
<a href="https://doi.org/10.1109/68.974149">https://doi.org/10.1109/68.974149</a>
</li>
<li> M.D. Mermelstein, C. Horn, S. Radic, C. Headley. Six wavelength Raman fiber laser for C- and L-band Raman amplification and dynamic gain flattening. Electron. Lett. 38, 636 (2002).
<a href="https://doi.org/10.1049/el:20020433">https://doi.org/10.1049/el:20020433</a>
</li>
<li> P.A. Korotkov, G.S. Felinskyi. SRS amplification of light in single-mode quartz fibers. Ukr. Fiz. Zh. Oglyady 6 (2), 103 (2009).
</li>
<li> L. Zhang, C. Liu, H. Jiang, Y. Qi, B. He, J. Zhou, X. Gu, and Y. Feng. Kilowatt ytterbium-Raman fiber laser. Opt. Express 22 (15), 18483 (2014).
<a href="https://doi.org/10.1364/OE.22.018483">https://doi.org/10.1364/OE.22.018483</a>
</li>
<li> G.S. Felinskyi, P.A. Korotkov. Raman threshold and optical gain bandwidth in silica fibers. Semicond. Phys. Quant. Electr. Optoelectr. 11, 360 (2008).
</li>
<li> V.I. Grygoruk, P.A. Korotkov, G.S. Felinskyi. Nonlinear and Laser Processes in Optical Fibers. (Kyiv Univ., 2009) (in Ukrainian).
</li>
<li> L.D. Landau, E.M. Lifshitz, Mechanics (Butterworth Heinemann, 2001).
</li>
<li> R.H. Stolen, C. Lee, R.K. Jain. Development of the stimulated Raman spectrum in single-mode fibers. J. Opt. Soc. Am. B 1, 652 (1984).
<a href="https://doi.org/10.1364/JOSAB.1.000652">https://doi.org/10.1364/JOSAB.1.000652</a>
</li>
<li> R.H. Stolen, M.A. Bosch. Low frequency and low-temperature Raman scattering in silica fibers. Phys. Rev. Lett. 48, 805 (1982).
<a href="https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.48.805">https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.48.805</a>
</li>
<li> P. Voss, Y. Su, P. Kumar, M. Vasilyev. Photon statistics of a single mode of spontaneous Raman scattering in a distributed Raman amplifiers. In Opt. Fiber Commun. Conf. (IEEE, 2001), p. WDD23.
</li>
<li> G.S. Felinskyi, I.V. Serdeha, V.I. Grygoruk. TiO2-doped singlemode fiber as active medium for Raman lasers. In Proc. Int. Symp. on Advanced Material Research, ISAMR'2017, Seoul, Korea, March, 17–19 (2017), p. 109.
</li>
<li> G.S. Felinskyi, I.M. Kudin, I.V. Serdeha. Lasing band and Raman gain threshold in TiO2 doped single-mode fiber. In Proc. 2017 IEEE 37th Int. Conf. on Electronics and Nanotechnology (ELNANO), April 18–20, Kyiv, Ukraine (2017), p. 108.
</li>
<li> G.E. Walrafen, P.N. Krishnan. Model analysis of the Raman spectrum from fused silica optical fibers. Appl. Opt. 21 (3), 359 (1982).
<a href="https://doi.org/10.1364/AO.21.000359">https://doi.org/10.1364/AO.21.000359</a>
</li>
<li> K. Rottwitt, J. Bromage, A.J. Stentz et al. Scaling of the Raman gain coefficient: applications to germanosilicate fibers. J. Lightwave Technol. 21 (7), 1652 (2003).
<a href="https://doi.org/10.1109/JLT.2003.814386">https://doi.org/10.1109/JLT.2003.814386</a>
</li>
<li> K.X. Liu, E. Garmire. Understanding the formation of the SRS Stokes spectrum in fused silica fibers. IEEE J. Quant. Electron. 27 (4), 1022 (1991).
<a href="https://doi.org/10.1109/3.83337">https://doi.org/10.1109/3.83337</a>
</li>
<li> F.Di Pasquale, F. Meli, E. Griseri, A. Sguazzotti, C. Tosetti, F. Forghieri. All-Raman transmission of 192 25-GHz spaced WDM channels at 10.66 Gb/s over 30 ? 22 dB of TW-RS fiber. IEEE Photon. Technol. Lett. 15 (2), 314 (2003).
<a href="https://doi.org/10.1109/LPT.2002.806887">https://doi.org/10.1109/LPT.2002.806887</a>
</li>
<li> K. Fukuchi, T. Kasamatsu, M. Morie et al. 10.92-Tbit/s (273 ? 40 Gb/s) Tripleband/ Ultra-dense WDM optical-repeated transmission experiment. In Opt Fiber Commun. Conf. (IEEE, 2001), p. PD24.
</li>
<li> G.S. Felinskyi. Noise measurement of the backward pumped distributed fiber Raman amplifier. Photoelectronics 18, 16 (2009).
</li>
<li> G.S. Felinskyi, M. Dyriv. Signal-to-noise analysis in a counter-pumped fiber Raman amplifier. Optica Applicata 44 (4), 493 (2014).
</li>
<li> G.S. Felinskyi, M.I. Reznikov, S. Fedorchuk. Amplified and spontaneous stokes noise features in a singlemode silica fiber. In Proc. 2018 IEEE 38th Int. Conf. on Electronics and Nanotechnology (ELNANO), April 24–26, Kyiv, Ukraine (2018), p. 201.
</li>
<li> G.S. Felinskyi, M. Dyriv. Noise suppression phenomenon in fiber Raman amplifier. Measur. Sci. Rev. 15 (3), 107 (2015).
<a href="https://doi.org/10.1515/msr-2015-0016">https://doi.org/10.1515/msr-2015-0016</a>
</li>
<li> G.S. Felinskyi, M.Y. Dyriv. Noise gain features of fiber Raman amplifier. Adv. OptoElectron. 2016, 1 (2016).
<a href="https://doi.org/10.1155/2016/5843636">https://doi.org/10.1155/2016/5843636</a>
</li>
<li> G.S. Felinskyi, I.V. Serdeha, V.I. Grygoruk. TiO2-doped single-mode fiber as active material for Raman lasers. Key Engin. Mater. 753, 173 (2017).
<a href="https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/KEM.753.173">https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/KEM.753.173</a>
</li>
<li> I.V. Serdeha, G.S. Felinskyi, V.I. Grygoruk. Spectroscopic analysis of Raman lasing features in P2O5 doped single-mode fiber. In Proc. 2018 IEEE 38th Int. Conf. on Electronics and Nanotechnology (ELNANO), April 24–26, Kyiv, Ukraine (2018), p. 209.
</li>
Downloads
Опубліковано
Як цитувати
Номер
Розділ
Ліцензія
Ліцензійний Договір
на використання Твору
м. Київ, Україна
Відповідальний автор та співавтори (надалі іменовані як Автор(и)) статті, яку він (вони) подають до Українського фізичного журналу, (надалі іменована як Твір) з одного боку та Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України в особі директора (надалі – Видавець) з іншого боку уклали даний Договір про таке:
1. Предмет договору.
Автор(и) надає(ють) Видавцю безоплатно невиключні права на використання Твору (наукового, технічного або іншого характеру) на умовах, визначених цим Договором.
2. Способи використання Твору.
2.1. Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору таким чином:
2.1.1. Використовувати Твір шляхом його видання в Українському фізичному журналі (далі – Видання) мовою оригіналу та в перекладі на англійську (погоджений Автором(ами) і Видавцем примірник Твору, прийнятого до друку, є невід’ємною частиною Ліцензійного договору).
2.1.2. Переробляти, адаптувати або іншим чином змінювати Твір за погодженням з Автором(ами).
2.1.3. Перекладати Твір у випадку, коли Твір викладений іншою мовою, ніж мова, якою передбачена публікація у Виданні.
2.2. Якщо Автор(и) виявить(лять) бажання використовувати Твір в інший спосіб, як то публікувати перекладену версію Твору (окрім випадку, зазначеного в п. 2.1.3 цього Договору); розміщувати повністю або частково в мережі Інтернет; публікувати Твір в інших, у тому числі іноземних, виданнях; включати Твір як складову частину інших збірників, антологій, енциклопедій тощо, то Автор(и) мають отримати на це письмовий дозвіл від Видавця.
3. Територія використання.
Автор(и) надає(ють) Видавцю право на використання Твору способами, зазначеними у п.п. 2.1.1–2.1.3 цього Договору, на території України, а також право на розповсюдження Твору як невід’ємної складової частини Видання на території України та інших країн шляхом передплати, продажу та безоплатної передачі третій стороні.
4. Строк, на який надаються права.
4.1. Договір є чинним з дати підписання та діє протягом усього часу функціонування Видання.
5. Застереження.
5.1. Автор(и) заявляє(ють), що:
– він/вона є автором (співавтором) Твору;
– авторські права на даний Твір не передані іншій стороні;
– даний Твір не був раніше опублікований і не буде опублікований у будь-якому іншому виданні до публікації його Видавцем (див. також п. 2.2);
– Автор(и) не порушив(ли) права інтелектуальної власності інших осіб. Якщо у Творі наведені матеріали інших осіб за виключенням випадків цитування в обсязі, виправданому науковим, інформаційним або критичним характером Твору, використання таких матеріалів здійснене Автором(ами) з дотриманням норм міжнародного законодавства і законодавства України.
6. Реквізити і підписи сторін.
Видавець: Інститут теоретичної фізики імені М.М. Боголюбова НАН України.
Адреса: м. Київ, вул. Метрологічна 14-б.
Автор: Електронний підпис від імені та за погодження всіх співавторів.
.png){kind=small}
