Оптические сигнал-генераторы и их использование в рефлектометрии тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.05 ВАК РФ

МОСКОВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ имени М.В. ЛОМОНОСОВА

СУСЬЯН Александр Александрович

ОПТИЧЕСКИЕ СИГНАЛ-ГЕНЕРАТОРЫ И ИХ ИСПОЛЬЗОВАНИЕ В РЕФЛЕКТОМЕТРИИ

Специальность 01.04.05 - Оптика

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание учёной степени кандидата физико-математических наук

На правах рукописи

005008090

Москва-2011

005008090

Работа выполнена на кафедре оптики и спектроскопии физического факультета Московского государственного университета имени М.В.

Ломоносова

Научный руководитель:

Доктор физико-математических наук Наний Олег Евгеньевич

Официальные оппоненты:

Доктор физико-математических наук Курков Андрей Семёнович (Институт общей физики им. A.M. Прохорова РАН)

Кандидат физико-математических наук Сидоров-Бирюков Дмитрий Александрович (Международный лазерный центр МГУ)

Ведущая организация:

Институт радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН

Защита состоится 14 декабря 2011 года в 15 час. 00 мин. на заседании совета по защите докторских и кандидатских диссертаций Д.501.001.45 при Московском государственном университете имени М.В. Ломоносова по адресу: Россия, 119991, г. Москва, Ленинские горы, дом 1, стр.5 (19 корпус НИИ ядерной физики имени Д.В. Скобельцына МГУ имени М.В. Ломоносова), ауд. 2-15.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке НИИ ядерной физики имени Д.В. Скобельцына МГУ имени М.В. Ломоносова.

Автореферат разослан

Ж

ноября 2011 г.

Учёный секретарь совета по защите, докторских и кандидатских дисс Д.501.001.45 при МГУ имени кандидат физико-математиче

Вохник О.М.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы

Развитие оптики, оптоэлектроники и фотоники достигло такого уровня, когда для многих приложений требуются источники оптического излучения, мощность которого изменяется по заданному закону - оптические сигнал-генераторы.

Необходимость в таких источниках существует во многих областях. В промышленности - для резки, сварки, сверления, маркировки и других применений. В медицине - для хирургических и косметологических операций, различных видов терапии. В диагностике - для бесконтактных и распределенных измерения параметров различных сред и веществ. В телекоммуникациях - для реализации новых форматов модуляции. Очень многочисленны применения оптических сигнал-генераторов в научных исследованиях, фотохимии и биотехнологиях.

Наиболее простой способ амплитудной модуляции - прямая модуляция выходного излучения путём модуляции мощности накачки. Быстродействие этого способа ограничено временем жизни возбуждённого состояния, которое в волоконных лазерах достигает единиц миллисекунд. Применение решения, основанного на использовании маломощного управляющего полупроводникового лазера, генерирующего импульсы нужной формы, с последующим усилением внешними волоконными усилителями ограничено сверху частотами более сотни килогерц. При низкочастотной модуляции передаточные характеристики обладают очень сильной нелинейностью, связанной с эффектом насыщения из-за модуляции величины инверсной населённости усилителей. В телекоммуникационных усилителях, в частности, наблюдается переходной процесс, для борьбы с которым необходимо использовать специальные системы стабилизации. Также, в диапазоне частот

3

1 кГц < /м < 100 кГц затруднена модуляция выходного излучения путём модуляции потерь лазера из-за возникновения переходных релаксационных процессов.

Таким образом, существует реальная потребность в разработке сигнал-генераторов на основе волоконных лазеров, использующих новые принципы управления выходным излучением.

Распределенные фазочувствительные волоконно-оптические датчики внешних воздействий (когерентные рефлектометры) - важная область применения оптических сигнал-генераторов. В связи с быстрым ростом областей применения когерентных рефлектометров исключительно актуальна задача улучшения характеристик таких датчиков: достижение максимальной чувствительности, увеличение дальности действия и разрешающей способности. Для решения этой задача необходимо исследовать взаимосвязь характеристик когерентного рефлектометра с формой и мощностью тестирующих импульсов, а также с параметрами чувствительного волоконно-оптического тракта и приёмной аппаратуры.

Цель диссертационной работы

Определить физическую возможность создания оптических сигнал-генераторов на основе двухканальных волоконных лазеров, исследовать выходные характеристики таких устройств, а также исследование влияния характеристик оптического передатчика и оптического волокна на разрешающую способность и дальность действия когерентного оптического рефлектометра.

Практическая ценность работы заключается в следующем: 1. Разработанные оптические сигнал-генераторы на основе волоконных лазеров имеют широкие области применения в медицине, промышленности и диагностики.

2. Результаты исследований могут быть использованы для увеличения дальности работы, чувствительности и разрешающей способности когерентного рефлектометра.

Научная новизна

1. Впервые доказана возможность создания оптического сигнал-генератора на основе метода управления мощностью выходного излучения иттербиевого волоконного лазера за счёт модуляции потерь в конкурирующем канале генерации.

2. Установлено, что физический механизм переключения спектра иттербиевого волоконного лазера - конкуренция в активной среде и в области поглощения. Определены условия существования режимов генерации иттербиевого волоконного лазера, в которых происходят переключения спектра его излучения.

3. Установлено, что дальность работы когерентного рефлектометра в линейном режиме ограничена быстрым уменьшением значения отношения сигнал/шум из-за экспоненциального уменьшения уровня полезного сигнала, а увеличению дальности путём увеличения мощности вводимого излучения препятствует эффект фазовой самомодуляции.

4. Предложен новый метод увеличения дальности работы когерентного рефлектометра, основанный на использовании нескольких отрезков волокон с различными уровнями оптических потерь, и несколько вариантов его реализации.

На защиту выносятся следующие положения:

1. Предложен и реализован новый способ оптического управления

выходной мощностью линейно поляризованного излучения

иттербиевого волоконного лазера с двойной оболочкой, при котором

5

модуляция рабочего канала осуществляется без внесения в него каких-либо управляющих элементов.

2. Установлено, что спектральная динамика иттербиевого волоконного лазера определяется взаимодействием нескольких групп обобщённых спектральных мод в усиливающей и поглощающей областях оптического волокна.

3. Чувствительность и дальность работы когерентного оптического рефлектометра ограничивается расширением спектра тестирующего сигнала под действием фазовой самомодуляции (ФСМ) при увеличении мощности импульсов. Увеличение дальности работы возможно при использовании волокон с изменяющимся коэффициентом рэлеевского рассеяния.

Достоверность результатов обеспечена тщательностью проведения экспериментов с использованием современного экспериментального оборудования, применением компьютерной обработки результатов измерений, совпадением результатов численного моделирования с экспериментальными данными и корректным выбором физической и математической модели, используемой в численном эксперименте.

Личный вклад диссертанта состоит в проведении экспериментальных исследований, разработке теоретических моделей, объясняющих данные экспериментов, в проведении компьютерного моделирования, интерпретации и анализе полученных результатов.

Публикации

По материалам, вошедшим в диссертационную работу, было опубликовано: 7 статьей в российских и иностранных рецензируемых журналах [1-7], из них 4 статьи в журналах из списка, рекомендованного ВАК

[2-5], 8 работ представлены в форме научных докладов на Всероссийских конференциях и опубликованы в тезисах докладов и трудах этих конференций [8-15].

Апробация работы

Основные результаты работы докладывались и обсуждались на Международной научной конференции «Ломоносовские чтения - 2007» (Москва, Россия, 2007), Международной научной конференции «Ломоносов -2007» (Москва, Россия, 2007), «Всероссийской конференции по волоконной оптике» (Пермь, Россия, 2007)., «2ом российском семинаре по волоконным лазерам» (Саратов, Россия, 2008), «Всероссийской конференции по волоконной оптике» (Пермь, Россия, 2009), «Четвёртой отраслевой научной конференции-форуме - Технологии информационного общества» (Москва, Россия, 2010).

Структура и объём работы

Диссертационная работа изложена на 148 страницах печатного текста и включает 72 рисунка. Диссертация состоит из введения, четырёх глав, заключения, списка цитируемой литературы, состоящего из 104 наименований, и 3 глав приложений.

СОДЕРЖАНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Во введении обоснована актуальность диссертационной работы, сформулирована цель и аргументирована научная новизна исследований, показана практическая значимость полученных результатов, представлены выносимые на защиту научные положения.

В первой главе представлен обзор опубликованной литературы по теме диссертации. Обобщены и систематизированы литературные данные о

применениях источников лазерного излучения с управляемой по заданному закону выходной мощностью. Рассмотрены актуальные приложения мощных лазеров. Обоснована перспективность использования оптических сигнал-генераторов в телекоммуникациях, для задач диагностики ВО/1С, обработки сигналов. Описаны созданные на сегодняшний день генераторы оптических импульсов различных форм. Рассмотрены актуальные задачи когерентной рефлектометрии. Обсуждена перспективность использования когерентного рефлектометра для создания распределённого оптоволоконного датчика акустических и вибровоздействий.

Во второй главе описаны эксперименты, направленные на обоснование исследуемого способа оптического управления выходной мощностью линейно поляризованного излучения иттербиевого волоконного лазера с двойной оболочкой. Способ основан на возможности модуляции в активном элементе коэффициента усиления излучения рабочего канала излучением конкурирующего управляющего канала. Преимущество предложенного метода состоит в том, что модуляция рабочего канала осуществляется без внесения в него каких-либо управляющих элементов. На рис.1 приведена принципиальная схема лазера.

Рис.1. Принципиальная схема лазера: зеркало 1, активный элемент 2, полупрозрачные зеркала 5 и 6, поляризационная призма 3, модулятор 4.

В главе приведены также математические модели двухканального лазера, дающие хорошее совпадение с экспериментом. Результаты опубликованы в работах [1,2].

/

Исследуемый способ оптического управления выходной мощностью лазеров относится к внутрирезонаторным методам и основан на возможности модуляции в активном элементе коэффициента усиления излучения рабочего канала излучением конкурирующего управляющего канала.

Для описания работы двухканального лазера в первом приближении используется система балансных уравнений четырёхуровнего лазера и схема лазера, приведенная на рис.1. Получены решения для выходной мощности Р°ис каждого из каналов. Найдены оптимальные значения коэффициентов отражения выходных зеркал, обеспечивающие максимальную выходную мощность и глубину модуляции выходной мощности рабочего канала.

В реальных условиях обеспечить оптимальные значения всех параметров не удается, в частности из-за наличия паразитных внутрирезонаторных отражений и потерь во внешней части управляющего канала. Увеличение паразитных потерь во внешней части резонатора приводит к снижению эффективности модуляции и максимальной мощности рабочего канала (см. рис.2).

з 20

0>

& 15

-О

!3 !0 о х

а- 5

О

о о

Рис.2. Зависимости мощностей основного (сплошные линии) и управляющего (пунктир) каналов генерации от пропускания модулятора при неоптимальных зеркалах: (а) Я2 меньше оптимального, (6) Я2 больше оптимального, (в) Д2 больше оптимального значений. Д3 к 0.

Двухканальная модель даёт наглядное качественное описание идеи метода и позволяет быстро получать аналитические решения. Для некоторых

9

1.0 0.0 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0

ПРОПУСКАНИЕ МОДУЛЯТОРА

типов лазеров, в которых большое количество мод выступают как небольшое число коллективных мод, эта модель будет достаточно точной.

В общем случае для описания работы двухканальных волоконных лазеров необходимо учитывать многомодовый характер генерации в каждом канале. Теоретический анализ получаемой системы уравнений быстро усложняется по мере увеличения числа взаимодействующих мод. В диссертационной работе численно исследован случай трехмодовой генерации. Показано, что одновременно с модуляцией мощности излучения трехмодового канала наблюдается изменение его спектра. В частности показано, что конкуренция мод при определённых условиях приводит к частичному или полному подавлению генерации центральной моды.

Рис.3. Схема экспериментального макета. Резонатор управляющего канала образован брэгговской решеткой и зеркалами М1 и М2.

Схема экспериментальной установки для исследования эффективности предложенного метода модуляции приведена на рис.3.

Целью этого эксперимента было получение оптических импульсов различных форм милли- и микросекундной длительности. Были получены прямоугольная и пилообразная формы сигналов. На рис.4 приведены полученные зависимости в случае генерации миллисекундных импульсов.

■ил».. ЛТтт ЯТЧТ

" I ■ ■[■ ■

ЛШШк "тРг*

3

1, те

Рис.4. Осциллограммы оптических импульсов пилобразной и прямоугольной форм.

В третьей главе приведены результаты экспериментальных исследований поляризационной динамики иттербиевого волоконного лазера и построена полуфеноменологическая теоретическая модель для её описания. Обнаружено изменение структуры спектра генерации в масштабе частот много большем межмодового расстояния при изменении мощности накачки. Исследовано явление переключения спектральных супермод иттербиевого волоконного лазера и дано его качественное и количественное объяснение в рамках развитой теории.

На рис.5 приведена схема установки, использованной в эксперименте по обнаружению спектральных особенностей иттербиевого волоконного лазера.

1=20 м

,(УЬ)

1-=10м (Эгп)

Рис.5. Схема экспериментальной установки: ИФП - интерферометр Фабри-ночного видения, ФК - фотокамера.

■Перо, ПНВ - прибор

Экспериментально установлено, что огибающая спектра излучения иттербиевого волоконного лазера, имеющая при малом превышении накачки над порогом форму монотонно убывающей кривой с одним максимумом, приобретает при увеличении накачки форму кривой с двумя максимумами. При дальнейшем увеличении накачки спектр приобретает форму кривой с тремя и далее с большим числом максимумов.

Другая особенность спектральной динамики иттербиевого волоконного лазера - самопроизвольные переключения спектра. Обнаружено, что такие переключения наблюдаются в ограниченной области превышений накачки над порогом (дать диапазон), а частота переключений лежит в диапазоне от десятых до 25 Герц.

Для теоретического описания экспериментально обнаруженного самопроизвольного переключения спектра генерации иттербиевого волоконного лазера предложена обобщенная феноменологическая модель многомодового лазера, учитывающая кросс-конкуренцию не только в усиливающей, но и в поглощающей частях резонатора.

В предложенной феноменологической модели, обнаруженные экспериментально спектральные структуры, состоящие из большого количества продольных мод, рассматриваются как группы коллективных мод или «супермод». Спектральная динамика лазера определяется взаимодействием таких коллективных мод. Таким образом, удаётся сократить количество рассматриваемых мод от нескольких тысяч до единиц, что существенно упрощает анализ.

Скоростные уравнения, составляющие феноменологическую модель с учётом конкуренции в поглощающей области, могут быть записаны следующим образом:

¿Щ

—- = д1т1(п1-в1- 1). - ат

Анализ полученной системы позволяет определить условия различных типов стационарной генерации, а также области существования самопроизвольных переключений. На рис.6 приведена фазовая а-/?-диаграмма, отображающая границы стационарных решений этой системы уравнений для определённых значений коэффициентов кросс-насыщения (у и

Рис.6. а-/?-диаграммы для двух наборов параметров: (a) Çu = 1, fy = 0.9, ри = 3, рц = 1.5, 5 = 1, [6) fa = 1, = 0.9, Pii = 1, = 0.5,5 = 5; = 5000.

Отсутствие генерации

Тонкие линии, которые пересекают области устойчивой и неустойчивой генерации, определяют режим работы лазера при постепенно увеличивающейся мощности накачки. Точная форма линии определяется конструкцией лазера, но для простоты её можно принять прямой, как это сделано на рис.6.а. А на рис.6.б изображена более сложная форма зависимости «(/?). Наблюдаемое в эксперименте развитие генерации по

13

мере увеличения мощности накачки в большей степени соответствует крайним левым секущим.

Четвёртая глава посвящена исследованию чувствительности и разрешающей способности когерентного рефлектометра и способов их увеличения. Рассмотрен принцип работы обычного и когерентного рефлектометра, а также факторы, ограничивающие дальность их работы. Численно исследовано несколько методов увеличения дальности работы рефлектометра. Изучено влияние полосы приёмника на отношение сигнал/шум и влияние формы и ширины импульса, ширины полосы приёмника и шумов на разрешающую способность когерентного рефлектометра.

Главное отличие когерентного рефлектометра от обычного, используемого для тестирования оптических линий связи, заключается в том, что длина когерентности когерентного рефлектометра совпадает с протяженностью импульса в волокне. В этом случае рассеянные на неоднородностях световые волны интерферируют (складываются когерентно). Рефлектограмма в когерентном случае отличается сильной изрезанностью, а главное, оказывается чувствительной к фазовым воздействиям на волокно. Точность локализации фазового воздействия равна примерно длине импульса в волокне.

Дальность действия оптического рефлектометра зависит от потерь в волокне и определяется тем, можно ли при данной мощности шума извлечь из рефлектограммы полезный сигнал. Критерием выступает отношение сигнал/шум: если для некоторой точки волокна оно снижается ниже критического значения - становится невозможным определение наличия вибрации в этой точке.

Самый простой метод увеличения дальности действия рефлектометра -увеличение мощности вводимого в волокно импульса. Однако максимальная мощность импульса ограничена нелинейными эффектами в волокне. В диссертации теоретическми показано, что главным ограничивающим фактором является фазовая самомодуляция излучения.

В диссертации предложен и теоретически обоснован новый метод увеличения дальности работы оптического рефлектометра, основанный на соединении нескольких отрезков волокон с разными коэффициентами рэлеевского рассеяния. Суть метода заключается в том, чтобы волокно с более высоким коэффициентом обратного рассеяния присоединить в точке, в которой значение БЫК уменьшается до минимально допустимого. При этом увеличится количество света, рассеиваемого назад в моду волокна, что

Рис.7. Мощность отражённого назад импульса от длины волокна для соединенных между собой

волокон: 53МР, ЮОБР и ОСЯ.

Теоретические результаты, полученные в диссертации, подтверждены экспериментально (эксперименты проведены сотрудниками компании Т8) [5]. Получено очень хорошее совпадение формы теоретических и экспериментальных рефлектограмм.

Рис.8. Зависимости коэффициента затухания мощности прошедшего 1{х) и отражённого назад Р(х) импульсов при неравномерном затухании сигнала.

В развитие этого метода предложена идея использовать волокно с изменяющимся коэффициентом рассеяния. Параметры волокна выбираются такими, чтобы отношение сигнал-шум сохраняло своё значение и было не ниже минимально допустимого уровня. Суть метода поясняет рис.8. Видно, что можно изготовить волокно, параметры которого изменяются таким образом, что мощность отраженного назад сигнала остаётся неизменной. Показано, что такое волокно целесообразно использовать совместно с обычным волокном, обладающим минимальным коэффициентом затухания.

В диссертации путем численного моделирования показана возможность использования для увеличения дальности работы рефлектометров распределенных ВКР усилителей. Показана возможность увеличения дальности работы когерентного рефлектометра на несколько десятков километров при использовании попутной и встречной накачки.

Численные расчеты показали, что оптимальная (обеспечивающая максимальное отношение сигнал-шум) ширины полосы приёмника зависит от длительности и, в меньшей степени, от формы тестирующего импульса. Установлено, что для импульса длительностью 50 не квадратной или

супергауссовой формы оптимальная ширина полосы составляет 30-50 МГц (рис.9).

Ширина полосы (МГц) ШИРИНА ПОЛОСЫ (МГц )

Рис.9. Зависимость отношения сигнал/шум от полосы приёмника для импульсов разной формы: слева - в начале волокна (первые 100 м), справа - на конце волокна длиной 25 км.

В заключении перечислены основные результаты и выводы диссертации.

Диссертация содержит 3 главы приложений. В Приложении А изложен способ приведения ненормированных балансных уравнений к нормированному виду для анализа режимов работы иттербиевого лазера. В Приложении Б приведён вывод формулы для коэффициентов кросс-насыщения, входящих в систему балансных уравнений. В Приложении В получено условие подавления центральной моды в трёхмодовом лазере.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ ДИССЕРТАЦИИ

1. Высокая эффективность оптического управления мощностью

иттербиевого волоконного лазера связана с конкуренцией

ортогонально поляризованных каналов генерации и качественно

правильно описывается двухканальной моделью. Для

правильного количественного описания необходимо учитывать

многомодовый характер генерации в каждом канале,

17

пространственную неоднородность насыщения и конкуренцию мод. Предложенная многомодовая двухканальная модель адекватно описывает экспериментальные результаты.

Продемонстрирована возможность создания оптического сигнал-генератора на основе двухканального иттербиевого волоконного лазера, модуляция излучения рабочего канала которого осуществляется оптически - излучением управляющего канала с модулируемыми потерями.

Установлено, что существуют стационарные режимы генерации иттербиевого волоконного лазера, характеризующиеся разным количеством максимумов в спектре излучения, а также области переключений, в которых наблюдаются быстрые скачкообразные переходы между режимами. Количество максимумов увеличивается с повышением мощности накачки.

Предложена модель взаимодействия спектральных каналов генерации, объясняющая спектральную динамику иттербиевого волоконного лазера с учётом конкуренции обобщённых мод в усиливающей и поглощающей областях.

Предложен новый способ увеличения дальности работы оптического рефлектометра, основанный на использовании в качестве чувствительного элемента волокна с изменяющимися в продольном направлении характеристиками. Установлено, что совместное использование БМЯ и ОСР волокон позволяет увеличить дальность работы оптического рефлектометра на 10 км, а использование БМЯ, ОСРи ^ОБЯ-на 15 км.

Список печатных работ, опубликованных по теме диссертации

1. Nanii О.Е., Pavlova E.G., Susyan А.А., Hoan B.T.. Fiber laser as an optical-signal generator // Laser Physics. 2008. V.18. N.ll. PP.1238-1240.

2. Воронин В.Г., Наний О.Е., Сусьян А.А., Хлыстов В.И. Новый способ управления выходной мощностью иттербиевого волоконного лазера // Квантовая электроника. 2010. Т.40. №2. С.111-114.

3. Воронин В.Г., Наний О.Е., Сусьян А.А., Хлыстов В.И. Оптическое управление выходной мощностью иттербиевого волоконного лазера // Вестник МГУ. Физика. 2010. №3. С.18-23.

4. Нестеров Е.Т., Слепцов М.А., Трещиков В.Н., Наний О.Е., Сусьян А.А. Когерентный оптический рефлектометр. Концепция создания прибора 2011//Телекоммуникации и транспорт. 2010. №8. С.51-54.

5. Сусьян А.А., Наний О.Е., Камынин В.А., Нестеров Е.Т., Трещиков В.Н., Озеров А.Ж., Слепцов М.А. Метод увеличения дальности работы когерентного оптического рефлектометра // Письма в ЖТФ. 2011. Т.37. №9. С.55-63.

6. Величко М.А., Наний О.Е., Сусьян А.А. Новые форматы модуляции в оптических системах связи // Lightwave Russian Edition. 2005. №4. С.21-30.

7. Величко М.А., Сусьян А.А. Двойной фазомодулированный бинарный формат// Lightwave Russian Edition. 2004. №4. С.26-29.

Тезисы научных конференций

8. Сусьян А.А. Чувствительность когерентного волоконного рефлектометра // Сборник тезисов Международной научной конференции «Ломоносовские чтения - 2007. Секция Физика». Москва, Россия, 16-25 апреля 2007. С.18.

9. Сусьян А.А. Чувствительность когерентного волоконного рефлектометра // Сборник тезисов Международной научной конференции «Ломоносов - 2007. Секция Физика». Москва, Россия, 11-14 апреля 2007. С.137-138.

10. Сусьян A.A., Наний O.E., Соколов А.Н., Яцеев В.А.. Моделирование распределенного волоконно-оптического датчика вибровоздействий // Фотон-Экспресс. Спец. вып. Труды «Всероссийской конференции по волоконной оптике». Пермь, Россия, 10-12 октября 2007. С.18-19.

11. Сусьян A.A., Воронин В.Г., Наний O.E., Хлыстов В.И., Буй Тхи Хоан. Управление поляризацией излучения иттербиевого волоконного лазера в режиме модуляции добротности // Сборник тезисов конференции «2ой Российский семинар по волоконным лазерам». Саратов, Россия, 14 апреля 2008. С.53.

12. Наний O.E., Павлова Е.Г., Сусьян A.A., Буй Тхи Хоан. Волоконный лазер -оптический сигнал-генератор // Сборник тезисов конференции «2ой Российский семинар по волоконным лазерам». Саратов, Россия, 1-4 апреля 2008. С.54.

13. Сусьян A.A., Наний O.E., Павлова Е.Г. Селекция поперечных мод в лазерах на основе многомодовых волноводов // Сборник тезисов конференции «2ой Российский семинар по волоконным лазерам». Саратов, Россия, 1-4 апреля 2008.

14. Наний O.E., Сусьян A.A. Спектральная динамика иттербиевого волоконного лазера // Сборник тезисов конференции «Всероссийская конференция по волоконной оптике». Пермь, Россия, 8-9 октября 2009. В спец. вып. ж-ла «Фотон-Экспресс», Т.87. №6. 2009. С.70-71.

15. Нестеров Е.Т., Слепцов М.А., Трещиков В.Н., Наний O.E., Сусьян A.A. Когерентный оптический рефлектометр. Концепция создания прибора. // Сборник тезисов «Четвёртой отраслевой научной конференции-форума - Технологии информационного общества». Москва, Россия, 5-7 апреля 2010 г.

Подписано в печать 08.11.2011 Формат 60x88 1/16. Объем 1.0 п.л. Тираж 100 экз. Заказ № 1163 Отпечатано в ООО «Соцветие красок» 119991 г.Москва, Ленинские горы, д.1 Главное здание МГУ, к. А-102

5 - '

Введение.

I Глава 1. Обзор литературы.

I 1.1. Сигнал-генераторы.

Г 1.1.1. Мощные лазерные источники. ■ . - ' :

1.1.2. Волоконногоптические линии связи;.;.

I . • . ■ . ' ■

1.1.3: Увеличение точности измерении.

2л1.Ж Идея метода? Простейшая модель двухканального лазера:.

2:1.21Экспериментальная проверка методт:.30*

2; 1.4. Необходимость усовершенствованноитодели. 34;

2.1.5. Времена'жизншфотоновк. ■ 2.2; Модель 2-х.канал ьного;лазера±с 3'модамизв*ка нал е-,.,.

2-:2:1. Анализ модели-лазера;.38?

2.2.Т. Управление мощностью рабочего канала*.'.46 ч

2.3; Генерацияюптических'импульсов различных форм-.

2:311!. Эксперимент.

2.3.2. Численный эксперимент.

I Глава>3: Спектральная динамика иттербйевого волоконного лазера. .•■■■■ ' | 3:1л Экспериментальные исследования^стационарных спектров и спектральнойдинамикиизлученияиттербиевоговолоконного лазера.

3.1.1. Экспериментальная установка.

3.1.2. Результаты экспериментов

3.2. Механизмы формирования спектрами его динамики:. ■ ■.

Глава 4; Чувствительность и разрешающая способность СОТОК и способы их увеличения:.

1.1.4: Преобразование длины волны импульсного излучения. Обработка; сигналов.

1.1.5. Генераторы оптических импульсов. 16с

1.2: Задачи;когерентной рефлектометрии?.20!

1.3: Постановка задач.

Глава 2. Принцип управления выходной мощностью в двухканальных лазерах и:его использование для создания сигнал-генераторов. 23;

2:Е Новый метбдсуправленияшыходной'мощностью лазера:.24г

4.1. Принцип работы OTDR.

4.2. Принцип работы COTDR.

4.3. Дальность действия COTDR.

4.4. Методы увеличения дальности действия COTDR.

4.4.1. Соединение волокон с разным коэффициентом рэлеевского рассеяния.!.

4.4.2. Применение волокон с изменяющимся коэффициентом рэлеевского рассеяния.

4.4.3. Оценка максимальной мощности тестирующего импульса.

4.4.4. Применение распределённых ВИР-усилителей.

4.5. Влияние ширины полосы приёмника на SNR^.

4.6. Разрешающая способность рефлектометра.

4.6.1. Влияние длительности импульса на РС.

4.6.2. Влияние формы импульса на РС.

4:6.3. Влияние ширины-полосы приёмника на РС.109.

4.7. Влияние шумов.111*

4.7.1. Критические уровни шумов волокна и передатчика.

4.7.2. Шум усиленного,спонтанного излучения.113^

4.8. Влияние чирпа.

4.8.1. Влияние чирпа при точечном воздействии на волокно.118.

4.8.2. Исследование слепых зон.

4.8.2. Требование к стабильности частоты источника.

Выводы.

Для многих применений требуются источники излучения с управляемой по заданному закону выходной- мощностью - оптические сигнал-генераторы. В промышленности - для резки, сварки, сверлении, маркировки и других применений, в медицине - для хирургии и косметологии, в диагностике - для измерения параметров различных сред и веществ, в телекоммуникациях — для реализации новых форматов модуляции, для научных целей, в том числе, для рефлектометрии.

В качестве основы оптического сигнал-генератора (ОСГ) может выступать любой' твердотельный' источник лазерного, излучения, и выбор будет зависеть от конкретных целей и» задач. Волоконные лазеры, как, представители1, третьего поколения лазерной техники, обладают рядом* преимуществ по сравнению с традиционными видами лазеров: эффективный^ теплоотвод, высокая стабильность и надёжность лазера, компактность и< малый вес. Поэтому волоконные лазеры* наиболее перспективны^ для; создания ОСГ.

Среди большого количества волоконных лазеров наибольшим-к.п:д. и наибольшей выходной мощностью обладают иттербиевые лазеры, которые; в силу этого, находят широкое применение в промышленности. Эрбиевые лазеры, в свою очередь, занимают особое место в задачах передачи информации, так длина волны их генерации совпадает с окном прозрачности стандартного оптического волокна. Также они широко применяются в задачах волоконно-оптических измерений.

Генерация оптических импульсов всегда сопряжена с модуляцией некоторого параметра лазера, будь то добротность резонатора, ток накачки или степень пропускания выходного окна. Прямая модуляция - выходного излучения путём модуляции мощности накачки ограничена частотами, равными обратному времени жизни возбуждённого состояния, что 4 составляет для иттербиевых волоконных лазеров величину Гм= 1/Тх ~1 кГц ( Тг = 10~3 с ). Применение решения, основанного на использовании маломощного управляющего лазера, генерирующего импульсы нужной формы, с последующим усилением внешними усилителями ограничено высокочастотной модуляцией с частотами более 100 кГц и только при сохранении постоянной средней мощности излучения. При низкочастотной модуляции передаточные характеристики обладают очень сильной нелинейностью, связанной с эффектом насыщения из-за модуляции величины инверсной населённости усилителей. В телекоммуникационных усилителях, в частности, наблюдается переходной- процесс, для борьбы с которым необходимо использовать специальные системы стабилизации. Также, в диапазоне частот 1 кГц < /м < 100 кГц затруднена модуляция выходного излучения путём модуляции-потерь лазера из-за возникновения переходных релаксационных процессов.

Существует реальная потребность в> разработке новых* эффективных способов модуляции излучения иттербиевых волоконных лазеров средней и высокой мощности в диапазоне частот модуляции'1 кГц </м < 100 кГц. Перспективным походом к решению этой задачи* является управление выходной мощностью линейно поляризованного излучения лазера путём модуляции потерь во втором конкурирующем канале, излучение которого поляризовано перпендикулярно первому каналу.

Сама по себе идея использования конкуренции каналов для модуляции была предложена довольно давно в работах [1-5], в которых рассматривалась конкуренция двух, частично пространственно разделённых каналов с одним общим активным элементом. Возможность значительно увеличить эффективность модуляции- и, что более существенно, устранить переходные релаксационные процессы, характерные для твердотельных лазеров, была экспериментально показана для различных типов двухканальных лазеров [4-5].

Установленный факт [6-7] сосуществования в иттербиевых волоконных лазерах с двойной оболочкой двух линейно поляризованных конкурирующих каналов генерации позволил сделать предположение о возможности использовать общий принцип управления мощностью излучения генерации* одного канала путём модуляции потерь в другом канале. Этот принцип управления открывает возможность создания оптических сигнал-генераторов. Внутрирезонаторные методы модуляции излучения, на которых основан предлагаемый подход создания^ подобных устройств, позволяют достигать существенно большей- глубины модуляции и требуют более сложных схем управления4.

Ранее [8] теоретически и-экспериментально был детально исследован механизм переключения* поляризации^ в излучении иттербиевого лазера. Такой' режим генерации» сопровождается не только, переключением поляризации, но и переключением спектра выходного излучениям Кроме того, в спектре иттербиевого волоконного лазера существует несколько особенностей, механизм возникновения которых необходимо прояснить: например, вилочность спектра. Таким* образом; существует потребность изучить спектральные характеристики^динамику таких режимов генерации.

Рефлектометрия оптических' волокон - важная- область применения сигнал-генераторов. Как и в других'приложениях, описанных выше, в задачах рефлектометрии необходимо управление формой^ оптических*, импульсов. Принцип управления выходной мощностью, опробованный на иттербиевом лазере, может быть применён и к другим типам лазеров - в частности к эрбиевым (длина волны излучения 1,55 мкм). В системах- когерентной рефлектометрии, всилу их чрезвычайной чувствительности к целому ряду внешних факторов, требуется особая точность и аккуратность исполнения. Для достижения максимальной чувствительности метода и надёжности работы необходимо исследовать вопросы влияния источника излучения, его характеристик на систему в целом.

Таким образом, актуальность работы определяется следующим:

• Потребностью в разработке новых эффективных способов модуляции излучения иттербиевых волоконных лазеров средней и высокой мощности.

• Потребностью в установлении физических принципов формирования спектральных характеристик, в выяснении взаимосвязи спектральных и амплитудных характеристик и потребности в управление спектральными характеристиками.

• Потребностью в улучшении характеристик' когерентных рефлектометров, оптоволоконных датчиков на их основе и в повышении надёжности их работы.

Цели диссертационной работы:

1. Экспериментальное и теоретическое обоснование метода управления мощностью выходного излучения лазера на основе двухканальных лазеров.

2. Экспериментальное доказательство возможности создания оптических источников с управляемой формой излучения (оптических сигнал-генераторов).

3. Исследование влияния характеристик оптического передатчика и оптического волокна на разрешающую способность и дальность действия когерентного датчика акустических и вибровоздействий на основе когерентного оптического рефлектометра.

Практическая ценность работы заключается в следующем:

1. Результаты настоящей работы могут быть использованы при разработке оптических сигнал-генераторов на основе волоконных иттербиевых и эрбиевых лазеров. Такие источники могут найти своё применение в медицине, промышленности, диагностике, а также в задачах точечных и распределенных измерений физических величин.

2. Новый метод управления мощностью излучения волоконного иттербиевого лазера позволяет увеличить эффективность и глубину модуляции излучения при создании оптических сигнал-генераторов.

3. Выясненная зависимость формы и ширины спектра от мощности накачки даёт возможность учитывать влияние спектральных характеристик передатчика на разрешающую способность когерентных рефлектометров.

4. Результаты исследований могут быть использованы для увеличения дальности работы, чувствительности и разрешающей способности датчиков различных физических величин на основе когерентного рефлектометра.

Научная новизна диссертационной работы

1. Изучена возможность создания оптического сигнал-генератора на основе метода управления мощностью выходного излучения лазера за счёт модуляции потерь в конкурирующих каналах генерации.

2. Установлено, что физический механизм переключения спектра иттербиевого волоконного лазера - конкуренция в активной среде и в области поглощения.

3. Детально исследованы спектральные характеристики иттербиевого волоконного лазера, определены условия существования режимов генерации, в которых происходят переключения спектра его излучения.

4. Установлено, что дальность работы когерентного рефлектометра в 8 линейном режиме ограничена быстрым уменьшением значения отношения сигнал/шум из-за экспоненциального уменьшения уровня полезного сигнала, а увеличению дальности путём увеличения мощности вводимого излучения препятствует эффект фазовой самомодуляции.

5. Предложен новый метод увеличения дальности работы когерентного рефлектометра, основанный на использовании нескольких отрезков волокон с различными уровнями оптических потерь, и несколько вариантов его реализации.

Личный вклад автора. Все экспериментальные результаты и результаты численных экспериментов получены лично автором.

Структура и объём работы

Диссертационная работа изложена на 143 страницах печатного текста и включает 70 рисунков. Диссертация* состоит из введения, четырёх глав, заключения, списка цитируемой литературы, состоящего^ из 87 наименований, и 3 глав приложений.

Выводы

1. Доказана возможность создания оптического сигнал-генератора на основе двухканального иттербиевого волоконного лазера, модуляция излучения рабочего канала которого осуществляется оптически -излучением управляющего канала с модулируемыми потерями.

2. Предложена обобщенная модель иттербиевого волоконного лазера с ортогонально поляризованными каналами, учитывающая взаимодействие многих продольных мод в каждом поляризационном канале. Предложенная модель количественно правильно описывает экспериментальные результаты.

3. Установлено, что существуют ограниченные области значений мощностей накачки, при которых реализуются стационарные режимы генерации иттербиевого волоконного лазера, характеризующиеся разным количеством максимумов в спектре излучения, причем режимам с большим числом максимумов в спектре соответствуют более высокие мощности накачки. Между областями стационарной генерации существуют области переключений, в которых наблюдаются самопроизвольные переходы между спектральными режимами с разным числом максимумов в спектре.

4. Предложена модель взаимодействия спектральных каналов генерации, основанная на учёте взаимодействия конкурирующих обобщённых спектральных каналов в усиливающей и поглощающей областях активного иттербиевого волокна. Модель описывает экспериментально обнаруженное самопроизвольное переключение спектральных каналов иттербиевого волоконного лазера.

5. Показано, что для заданных параметров источника оптических импульсов существует оптимальная ширина полосы приёмника когерентного волоконного рефлектометра, при которой максимально значение отношения сигнал-шум. Для спектрально ограниченного импульса супергауссовой формы длительностью 50 не оптимальная полоса равна 30-40 МГц. При наличии частотной модуляции оптического импульса отношение сигнал-шум уменьшается.

6. Установлено, что дальность работы когерентного волоконного рефлектометра ограничена предельной мощностью вводимого в волокно излучения, при которой нелинейная фазовая самомодуляция приводит к существенному увеличению спектра светового зондирующего импульса. Для стандартного оптического волокна она составляет несколько сот мВт.

7. Предложен новый метод увеличения дальности работы датчика фазовых воздействий на основе когерентного рефлектометра, основанный на использовании волокна с изменяющимися параметрами. Показано, что совместное использование волокон двух типов позволяет увеличить дальность работы оптического рефлектометра на 10 км, а использование трёх типов волокна - на 15 км.

8. Установлено, что пространственная разрешающая способность когерентного рефлектометра ограничена длительностью импульса и шириной полосы приёмника. Максимальная разрешающая способность составляет 5 м для супергауссового импульса высокого порядка длительностью 50 не.

1. Каминский А.А. Лазерные кристаллы (М.: Наука, 1975).

2. Каминский A.A. Изв. АН СССР. Сер. Неорг. Матер., 10, 2230 (1974).

3. Зенченко C.A., Лешкевич С.В., Портнягин А.И., Пучек С.П., Филиппов С.Ф. Квантовая электроника, 17, 841 (1990).

4. Корниенко Л.С., Наний О.Е, Шелаев А.Н. Квантовая электроника, 15 (1988).

5. Надточеев В.Е., Наний О.Е. Квантовая электроника, 16 (1989).

6. Воронин В.Г. и др. Вестник МГУ, серия 3, 2, 46 (2002).

7. Воронин В.Г., Наний О.Е., Ся Яньвэнь. Квантовая электроника, 37, 339 (2007).

8. Ся Яньвэнь. Поляризационная динамика генерации иттербиевого волоконного лазера. Кандидатская диссертация, НИИЯФ МГУ, Москва (2007).

9. О.Е. Nanii, E.G. Pavlova, А.А. Susyan, В.Т. Hoan. Fiber laser as an optical-signal generator // Laser Physics. 2008. V.18. N.ll. PP.1238-1240.

10. Воронин В.Г., Наний О.Е., Сусьян А.А., Хлыстов В.И. Новый способ управления выходной мощностью иттербиевого волоконного лазера // Квантовая электроника. 2010. Т.40. №2. С.111-114.

11. Воронин В.Г., Наний О.Е., Сусьян А.А., Хлыстов В.И. Оптическое управление выходной мощностью иттербиевого волоконного лазера // Вестник МГУ. Физика. 2010. №3. С.18-23.

12. Е.Т. Нестеров, М.А. Слепцов, В.Н. Трещиков, О.Е. Наний, А.А. Сусьян Когерентный оптический рефлектометр. Концепция создания прибора 2011//Телекоммуникации и транспорт. 2010. №8. С.51-54.

13. Сусьян А.А., Наний О.Е., Камынин В.А., Нестеров Е.Т., Трещиков В.Н., Озеров А.Ж., Слепцов М.А. Метод увеличения дальности работы когерентного оптического рефлектометра // Письма в ЖТФ. 2011. Т.37. №9. С.55-63.

14. Величко М.А., Наний О.Е., Сусьян А.А. Новые форматы модуляции в оптических системах связи // Lightwave Russian Edition. 2005. №4. С.21-30.

15. М.А. Величко, A.A. Сусьян. Двойной фазомодулированный бинарный формат// Lightwave Russian Edition. 2004. №4. С.26-29.

16. Сусьян A.A. Чувствительность когерентного волоконного рефлектометра // Сборник тезисов Международной научной конференции «Ломоносовские чтения 2007. Секция Физика». Москва, Россия, 16-25 апреля 2007. С.18.

17. Сусьян A.A. Чувствительность когерентного волоконного рефлектометра // Сборник тезисов Международной научной конференции «Ломоносов 2007. Секция Физика». Москва, Россия, 11-14 апреля 2007. С.137-138.

18. O.E. Наний, Е.Г. Павлова, A.A. Сусьян, Буй Тхи Хоан. Волоконный лазер -оптический сигнал-генератор // Сборник тезисов конференции «2ой Российский семинар по волоконным лазерам». Саратов, Россия, 1-4 апреля 2008. С.54.

19. A.A. Сусьян, O.E. Наний, Е.Г. Павлова. Селекция поперечных мод в лазерах на основе многомодовых волноводов // Сборник тезисов конференции «2ой Российский семинар по волоконным лазерам». Саратов, Россия, 1-4 апреля 2008. C.tttt-fttt.

20. Наний O.E., Сусьян A.A. Спектральная динамика иттербиевого волоконного лазера // Сборник тезисов конференции «Всероссийская конференция по волоконной оптике». Пермь, Россия, 8-9 октября 2009. В спец. вып. ж-ла «Фотон-Экспресс», Т.87. №6. 2009. С.70-71.

21. Volker Franke, Udo Klotzbach. Lasers join ceramic and polymer components 11 OptolQ. 2009. Oct 1.

22. Laser welding is more efficient // OptolQ. 2010. May 10.

23. Марьенков А.А., Бобров В.И., Гринштейн М.Л., Лузгин A.M. Измерение хроматической дисперсии в проложенных оптических кабелях // Материалы Ruscasble.ru. 2010. 5 июля.

24. Sally М. Maughan. Distributed fiber sensing using microwave heterodyne detection of spontaneous Brillouin scattering // Ph.D. thesis. Sep 2001. University of Southampton.

25. A. Malinowski, K.T. Vu, K.K. Chen, P. Horak, D.J. Richardson. Selective Generation of Individual Raman Stokes Wavelengths using Shaped Optical Pulses // OFC/NFOEC. San Diego, USA, 24-28 Feb 2008.

26. F. Parmigiani, P. Petropoulos, M. Ibsen, P.J. Almeida, T.T. Ng and D.J". Richardson. Time domain add-drop multiplexing scheme enhanced using a saw-tooth pulse shaper // Opt. Express. 2009. V.17. N.10. PP.8362-8369.

27. A.I. Latkin, S. Boscolo, R.S. Bhamber and S.K. Turitsyn. Doubling of optical signals using triangular pulses //JOSA B. 2009. V.26. N.8. PP.1492-1496.

28. F. Parmigiani, M. Ibsen, T.T. Ng, L. Provost, P. Petropoulos, and D. J. Richardson. An Efficient Wavelength Converter Exploiting a Gi ating-Based Saw-Tooth Pulse Shaper // IEEE Photon. Technol. Lett. 2008. V.20. PP.14611463.

29. Rhiannon Porter, Fang Shan, Ting Guo. Coherent anti-Stokes Raman scattering microscopy with spectrally tailored ultrafast pulse:. // Rev. Sci. Inst. 2005. V.76, 043108.

30. N. Dudovich, D. Oron, Y. Silberberg. Single-pulse coherently controlled nonlinear Raman spectroscopy and microscopy // Nature. 2002. V.418. PP.512-514.

31. D. Oron, N. Dudovich, Y. Silberberg. Single-pulse phase-contrast nonlinear Raman spectroscopy// Phys. Rev. Lett. 2002. V.89, 273001.

32. S. Postma, A.C.W. van Rhijn, J.P. Korterik, P. Gross, J.L. Herek, and H.L. Offerhaus. Application of spectral phase shaping to high resolution CARS spectroscopy//Opt. Express. 2008. V.16, PP.7985-7996.

33. Pie-Yau Chien, Ci-Ling Pan. The Optical Signal Generator and Phase-locked Loop Based on a Triangularly Phase-modulated Fibre-optic Gyroscope // Journal of Modern Optics. 1992. V.39. N.5. PP.1117-1122.

34. A.I. Latkin, S. Boscolo, S.K. Turitsyn. Passive Nonlinear Pulse Shaping in Normally Dispersive Fiber // Optical Fiber Communication Conference and Exposition and The National Fiber Optic Engineers Conference, OSA Technical Digest, 2008.

35. K.Y. Lau, A. Yariv. Self-sustained picosecond pulse generation in a GaAIAs laser at an electrically tunable repetition rate by optoelectronic feedback // Appl. Phys. Lett. 1984. V.45. N.2. P.124.

36. J. Dellunde, C.R. Mirasso, M.C. Torrent, J.M. Sancho. Generator of ultrashort optical pulses for time division multiplexing // IEEE Transactions on Electron Devices. 1998. V.45. N.10. PP.2122-2130.

37. Д.А. Грух, А.С. Курков, И.М. Раздобреев, А.А. Фотиади. Самомодуляция добротности иттербиевого волоконного лазера с накачкой в оболочку световода // Квантовая Электроника. 2002. Т.32. №.11. СС.1017-1019.

38. Д.А. Грух, А.Е.Левченко, А.С. Курков, В.М.Парамонов. Иттербиевый волоконный лазер с самомодуляцией добротности и внутрирезонаторным преобразованием спектра // Квантовая Электроника. 2005. Т.35. №5. СС.442-444.

39. S.V. Chernikov, Y. Zhu, J.R. Taylor, V.P. Gapontsev. Supercontinuum self-Q.-switched ytterbium fiber laser // Opt. Lett. 1997. V.22, N.5, PP.298-300.

40. Z.J. Chen, A.B. Grudinin, J. Porta, J.D. Minelly. Enhanced Q.-switching in double-clad fiber lasers // Opt. Lett. 1998. V.23. N.6. PP.454-456.

41. Porta J., Grudinin А.В., Chen Z.J., Minelly J.D., Traynor N.J. Environmentally stable picosecond ytterbium fiber laser with a broad band tuning range // Opt. Lett. 1998. V.23. N.8. PP.615-617.

42. O.G. Okhotnikov, L. Gomes, N. Xiang; T. Jouhti, A.B. Grudinin. Mode-locked ytterbium fiber laser tunable in the 980-1070-nmspectral range // Opt. Lett.2003. V.28. N.17. PP.1522-1524.

43. A.M. Мамедов, B.T. Потапов, T.B. Потапов, E.K. Смуреев. Одноволоконные распределенные волоконно-оптические датчики физических величин и полей // Фотон-экспресс. 2005. №6. СС.141-151.

44. Eric W. Maier. Buried fiber optic intrusion sensor. Master of Science thesis.2004. Texas A&M University.

45. Б.Г. Горшков, B.M. Парамонов, A.C. Курков, A.T. Кулаков. Фазовочувствительный волоконный рефлектометр для распределённых датчиков внешнего воздействия // Lightwave Russian Edition. 2005. №4. СС.47-49.

46. Б.Г. Горшков, В.М. Парамонов, А.С. Курков, А.Т. Кулаков, М.В. Зазирный, Распределённый датчик внешнего воздействия» на основе фазочувствительного волоконного* рефлектометра. // Квантовая электроника. 2006. Т.36. №10. СС.963^-965.

47. Juan С. Juarez, Eric W. Maier, Kyoo Nam Choi, Henry F. Taylor. Distributed' Fiber-Optic Intrusion Sensor System // Journal* of Lightwave Technology.2005. V.23. N.6. PP.2081-2087.

48. Kyoo Nam Choi, Juares J.C., Taylor H.F. Distributed fiber-optic pressure/seismic sensor for low-cost monitoring of long perimeters // Proc. of SPIE. 2003. V.5090, PP.134-141.

49. Juares J.C., Taylor H.F. Distributed Fiber Optic Intrusion Sensor System // Proc. OFC-2005, OThX5.

50. Juares J.C., Taylor H.F. Distributed fiber optic intrusion sensor system for monitoring long perimeters // Proc. of SPIE. 2005. V.5778. PP.692-703.

51. Gapontsev V., Krupke W. Fiber lasers grow in power // Laser Focus World. 2002. V.38. N.8. PP.83-87.

52. Межевов B.C., Петровский В.Н. Обработка материалов с помощью мощных волоконных лазеров // РИТМ. 2008. Т.34. №4. СС.49-50.

53. Медвецкий В.М., Скрипченко А.И. Лазерная сварка изделий из титановых сплавов излучением волоконных лазеров // РИТМ. 2008. Т.31. №1. СС.39-41.

54. Гапонцев В.П., Минаев В.П., Савин В.И., Самарцев И.Э. Медицинские аппараты на основе мощных полупроводниковых и волоконных лазеров // Квантовая электроника. 2002. Т.32. №11. СС.1003-1006.

55. Bour D.P., Dinkel N.A., Gilbert D.B., Fabian K.B., Harvey M.G. 980-nm diode laser for pumping Er3+-doped fiber amplifiers // Photonics Technology Letters IEEE. 1990. V.2. N.3. PP.153-155.

56. Becker P.C., Olsson N.A., Simpson J.R. Erbium Fiber Amplifiers: fundamentals and technology. San Diego: Academic Press, 1999.

57. Девятых Г.Г., Дианов E.M. // Научная жизнь. 1990.

58. Петров М.П. Световолокна для оптических линий! связи. Часть 2 // Соросовский образовательный журнал, физика. 1997. N912. СС.100-105.

59. Shibin Jiang, Brak Ph. //Laser Focus World. 2004. V.40. P. 91.

60. Hadeler O., Ibsen M., Zervas M.N. // Applied Optics, 40, 3169 (2001).

61. Дианов E.M., Буфетов И.А. Волоконные лазеры новый, прорыв в лазерной физике // Lightwave Russian Edition. 2004. №4. СС.44-49.

62. Воронин В.Г., Наний О.Е., Ся Я.В., Вуколов А.В., Хлыстов В1.И. Генерация гладких микросекундных импульсов в иттербиевом волоконном лазере // Вестник МГУ. Серия 3. 2005. №5. С.35.

63. Bielawski S., Derozier D., Glorieux P. Antiphase dynamics and polarization effects in the Nd-doped fiber laser // Phys. Rev. A. 1992. V.46. N.5. P.2811-2822.

64. Zeghlache H., Boulnois A. Polarization instability in lasers. II: Influence of the pump polarization on the dynamics // Phys. Rev. A. 1995. V.52. N.5. PP.42434254.s

65. Курков A.C., Дианов E.M. Непрерывные волоконные лазеры средней мощности // Квантовая электроника. 2004. Т.34. №10. СС.881-900.1311

66. Bufetov I.A. et al. Ytterbium fibre laser with'a heavily Yb3+-doped.glass fibre core//Quantum Electronics. 2006. V.36. N.3. PP.189-191.

67. Борисов M.А. Методы стабилизации-коэффициентагусиленияюптических усилителей // Lightwave Russian Edition. 2005. №4. GG.34-36.

68. Desurvire E. Erbium-doped fiber amplifiers: principles, and applications // New York: A Wiley-lnterscience publication: 1994.

69. Наний; 0:Е. Феноменологическая^ модель многоканальных твердотельных лазеров и ее использование для описания стационарных режимов- генерации) кольцевых, и линейных лазеров? // Квантовая; электроника; 1996: Т.23. №1. CG:i7-20:

70. Dong J., Shirakawa A.; UedaiK. // Laser PhysicsiLetters,^; 1095(2007)1

71. Звелто О. Принципы лазеров // Москва: Мир. 1990:

72. Одинцов А.И.; Яров; А;С. Изучение сверхтонкой, и изотопической структуры линии ртути 546Д нм // Специальный оптический практикум. Физический факультет МГУ, Москва. 2001.

73. Буй Тхи Хоан. Поляризационная динамика волоконных лазеров с поляризационно-зависимыми; потерями* // Дипломная, работа, физический факультет МГУ, Москва. 2007!

74. Листвин А.В;,. Листвин В.Н. Рефлектометрия оптических волокон; // Москва: ЛЕСАРарт. 2005.

75. Воронин В.Г., Гладышевский MIA., Наний OiE., Щербаткин Д.Д. Сборник; статей «Волоконноя оптика» // Москва: ВиКо; 2002;

76. Парамонов В.М. Когерентный рефлектометр с двухволоконныминтерферометром рассеянного излучения // Квантовая Электроника. \ 2011. Т.41. №2. СС.176-178.

77. Агравал Г. Нелинейная волоконная оптика // Москва: Мир. 1996.

78. Аулова Т.В., Кравцов Н.В., Ларионцев Е.Г., Чекина С.Н. Квазипериодический режим синхронизации автомодуляционных колебаний кольцевого чип-лазера внешним-периодическим сигналом // Квантовая Электроника. 2011. Т.41. №6. СС. 504-507.

79. Алешин Д.А., Золотоверх И.И., Кравцов Н.В., Ларионцев Е.Г. Фазовая . динамика в автомодуляционном режиме генерации кольцевого « твердотельного лазера // Квантовая Электроника. 2008. Т.38. №5.1. СС.482-485.V

80. Камышева A.A., Кравцов Н.В., Ларионцев Е.Г., Чекина С.Н. Спонтанноеiнарушение спектральной симметрии в твердотельных кольцевыхлазерах // Квантовая Электроника. 2006. Т.36. №8. СС.763-766.I

81. Кравцов Н.В., Ларионцев Е.Г. Режимы генерации, твердотельных > кольцевых лазеров при модуляции их параметров // Квантовая

82. Электроника. 2004. Т.34. №6. СС.487-505.

83. Коноров С.О., Митрохин В.П., Смирнова И.В., Федотов А.Б., Сидоров

84. Бирюков Д.А., Желтиков A.M. Нелинейно-оптическая спектральная5 интерферометрия наноструктур на основе когерентного антистоксова

85. J рассеяния света // Квантовая Электроника. 2005. Т.35. №1. СС.97-101.

86. Коноров С.О., Сидоров-Бирюков Д.А., Бугар^И., Белоглазов В.И., СкибинаI

87. Н.Б., Мельников Л.А., Щербаков A.B., Хорват Д., Желтиков A.M. Фазовая самомодуляция фемтосекундных импульсов в полых фотонно-кристаллических волокнах // Квантовая Электроника. 2004. Т.34. №1. СС.56-58.

88. Задворнов С.А., Соколовский A.A. Двухканальный оптоэлектронный датчик температуры // Измерительная техника. 2004. №11. СС.35-37.i f133V