Оптимизация и применения двухкаскадных ВКР-лазеров на основе фосфоросиликатных световодов

Егорова, Ольга Николаевна

Оптимизация и применения двухкаскадных ВКР-лазеров на основе фосфоросиликатных световодов тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.21 ВАК РФ

Егорова, Ольга Николаевна АВТОР

кандидата физико-математических наук УЧЕНАЯ СТЕПЕНЬ

Москва МЕСТО ЗАЩИТЫ

2005 ГОД ЗАЩИТЫ

01.04.21 КОД ВАК РФ

Диссертация по физике на тему «Оптимизация и применения двухкаскадных ВКР-лазеров на основе фосфоросиликатных световодов»

Автореферат диссертации на тему "Оптимизация и применения двухкаскадных ВКР-лазеров на основе фосфоросиликатных световодов"

РОССИЙСКАЯ АКАДЕМИЯ НАУК НАУЧНЫЙ ЦЕНТР ВОЛОКОННОЙ ОПТИКИ при ИНСТИТУТЕ ОБЩЕЙ ФИЗИКИ им. A.M. Прохорова

На правах рукописи

ЕГОРОВА ОЛЬГА НИКОЛАЕВНА

ОПТИМИЗАЦИЯ И ПРИМЕНЕНИЯ ДВУХКАСКАДНЫХ ВКР-ЛАЗЕРОВ НА ОСНОВЕ ФОСФОРОСИЛИКАТНЫХ СВЕТОВОДОВ

Специальность: 01.04.21 - Лазерная физика

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Москва - 2005

Работа выполнена в Научном центре волоконной оптики При Институте общей физики им A.M. Прохорова РЛН

Научный руководитель: Курков Андрей Семенович,

доктор физико-математических наук

Официальные оппоненты: Карасик Александр Яковлевич,

доктор физико-математических наук, профессор

Харитонова Ксения Юрьевна, кандидат физико-математических наук, доцент

Ведущая организация: Физический факультет Московского

государственного университета им. М.В. Ломоносова

Защита состоится «_»_2006 г. в : часов на заседании

диссертационного совета Д 002.063.03 в Институте общей физики им. A.M. Прохорова РАН по адресу: 119991, Москва, ул. Вавилова, д. 38, ИОФРАН

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института общей физики им. A.M. Прохорова РАН

Автореферат разослан «_»_2005 г.

Ученый секретарь диссертационного совета л

кандидат физико-математических наук Воляк Т.Б.

/АР 6 А

Ш6

Актуальность:

Развитие современного общества требует повышения скорости и качества передачи информации, в том числе и по волоконно-оптическим линиям связи. В связи с этим в настоящее время большое внимание уделяется повышению пропускной способности линий связи. До недавнего времени увеличение пропускной способности волоконно-оптических линий связи происходило за счет увеличения пропускной способности одного канала, то есть передачи информации на одной длине волны. Однако в настоящее время более эффективным способом повышения скорости передачи информации является спектральное уплотнение каналов, то есть передача сигналов на нескольких длинах волн по одному световоду [1, 2]. Современное качество оптических световодов позволяет передавать оптические сигналы на довольно большие расстояния (десятки и даже сотни километров без усиления) в диапазоне длин волн от 0.8-1.0 мкм вплоть до 1.7 мкм, благодаря достаточно низким оптическим потерям в этой области. Однако, несмотря на низкие оптические потери, оптический сигнал подвержен ослаблению и нуждается в периодическом усилении при прохождении по длинным (междугородним, трансокеанским и. т.п.) линиям связи. Поэтому для практического освоения всего диапазона оптической передачи информации необходимы соответствующие усилители оптического сигнала. В настоящее время в линиях связи широко применяются волоконные эрбиевые усилители, а также усилители, использующие эффект вынужденного комбинационного рассеяния (ВКР). В связи с использованием технологии спектрального уплотнения каналов возникает необходимость одновременно усиливать большое количество сигналов на разных длинах волн. Это обстоятельство накладывает требования на усилители сигналов: во-первых, они должны быть достаточно мощными, во-вторых, работать в достаточно широьэм спектральном диапазоне. В связи с этим для таких усилителей необходимы мощные источники накачки, работающие в широком диапазоне длин волн. На сегодняшний день перспективными

источниками накачки для мощных волоконных усилителей являются волоконные ВКР-лазеры. Преимуществами волоконных ВКР-лазеров в качестве источников накачки усилителей являются сочетание широкого диапазона рабочих длин волн и высокой интенсивности и мощности излучения, а также простота эксплуатации и стыковки с другими световодами.

Помимо расширения рабочего диапазона волоконных усилителей стоит задача расширения спектрального диапазона генерации волоконных лазеров с целью использования в различных областях. Волоконные лазеры, работающие на различных длинах волн, могут применяться, например, в медицине [3, 4, 5] или для накачки лазерных структур [6]. Длины волн излучения волоконных лазеров на световодах, легированных редкоземельными элементами, не охватывают всего спектрального диапазона прозрачности световодов на основе кварцевого стекла. Так, область эрбиевых лазеров ограничена диапазоном 1.53-1.6 мкм, а тулиевые лазеры, наоборот, работают в диапазоне длин волн больших 1.7 мкм [7]. Поэтому для создания волоконных источников в области 1.6-1.7 мкм перспективным является использование эффекта В KP.

Большое количество работ было посвящено созданию и исследованию ВКР-лазеров на световодах на основе кварцевого стекла, легированного оксидом германия [8, 9, 10]. Однако сдвиг частоты комбинационного рассеяния за счет колебания связей атомов кислорода с атомами кремния или германия составляет всего 440 см"1. Поэтому для получения излучения на длине волны 1.24 мкм или 1.48 мкм при накачке от иттербиевого или неодимового лазера в районе 1 мкм необходимо большое количество каскадов преобразования. Е.М. Диановым и A.M. Прохоровым было предложено применять в качестве активной среды ВКР-лазеров световоды на основе кварцевого стекла с сердцевиной, легированной оксидом фосфора Р2О5 [11]. Колебания двойной связи атомов фосфора и кислорода позволяют получить сдвиг частоты KP в три раза больший, чем в кварцевом стекле -

1330 см"'. Это позволяет уменьшить число каскадов ВКР-преобразования, а следовательно, упростить конструкцию ВКР-лазеров и снизить их стоимость.

Благодаря исследованиям в области технологии волоконных световодов, в НЦВО при ИОФ РАН были разработаны световоды с содержанием оксида фосфора в сердцевине около 10 мол % и оптическими потерями менее 1 дБ/км в диапазоне 1.2-1.6 мкм [12]. Высокое качество световодов, легированных оксидом фосфора, позволило изготавливать эффективные ВКР-лазеры на их основе.

Как уже отмечалось, одним из важных применений ВКР-лазеров является накачка волоконных усилителей. В качестве источника накачки как эрбиевых волоконных усилителей, необходимых для усиления сигнала на длинах волн 1.53-1.6 мкм, так и ВКР-лазеров и усилителей (на германосиликатных световодах) в области 1 6-1.7 мкм, может быть использован двухкаскадный ВКР-лазер на фосфоросиликатном световоде с накачкой в области 1 мкм от итгербиевого или неодимового лазера. При этом интерес представляет исследование возможности накачки различных усилителей и лазеров двухкаскадным ВКР-лазером на фосфоросиликатном световоде с целью получения высокой выходной мощности и расширения спектрального рабочего диапазона этих устройств.

В связи с практическим использованием двухкаскадных ВКР-лазеров на фосфоросиликатных световодах стоит задача повышения их эффективности. С этой целью, исходя из свойств активного световода, необходимо проводить оптимизацию таких параметров, как длина резонатора и коэффициент отражения выходной брэгговской решетки. Интерес представляет также изучение влияния сосредоточенных оптических потерь внутри резонатора на выходную мощность ВКР-лазера и оптимальные значения параметров резонатора. Кроме того, для оценки перспективности применения двухкаскадного ВКР-лазера на фосфоросиликагном световоде в какой-либо схеме необходима оценка его спектрального рабочего диапазона. В случае волоконных ВКР-лазеров эти задачи возможно решить при помощи

математического моделирования ВКР-лазера. В связи с этим актуальной задачей являлось всестороннее, как экспериментальное, так и численное исследование двухкаскадных ВКР-лазеров на световодах из кварцевого стекла с сердцевиной, легированной оксидом фосфора.

Приведенные выше соображения послужили основанием для проведения настоящей работы, цели которой можно сформулировать следующим образом:

- математическое моделирование ВКР-лазеров с целью нахождения оптимальных значений параметров резонатора,

- создание ВКР-лазеров с оптимальными параметрами на основе световодов из кварцевого стекла, легированного оксидом фосфора,

- создание усилителей с накачкой от ВКР-лазеров, создание составных ВКР-лазеров.

Научная новизна и защищаемые положения работы заключаются в следующем:

- проведено систематическое исследование влияния различных факторов на эффективность работы ВКР-лазера на фосфоросиликатном световоде, в том числе при помощи математического моделирования. Найдены оптимальные параметры резонатора ВКР-лазера. Показано, что наличие в резонаторе ВКР-лазера дополнительных оптических потерь, не связанных со световодом, приводит к ощутимому снижению выходной мощности. Например, потери, связанные с частичным вытеканием первой стоксовой компоненты из резонатора, составляют величину около 10 %.

- показано, что использование двухкаскадного ВКР-лазера на фосфоросиликатном световоде для накачки однокаскадного ВКР-лазера на германосиликатном световоде позволяет расширить рабочий спектральный диапазон существующих волоконных лазеров и изготовить источник излучения для диапазона 1.6-1.7 мкм.

- показано, что использование двухкаскадного ВКР-лазера на фосфоросиликатном световоде в качестве источника накачки позволяет повысить выходную мощность эрбиевых волоконных усилителей до 1 Вт.

Практическими результатами работы являются:

- на основе современной вычислительной техники и пакетов программ создана программа расчета ВКР-лазеров,

- проведено численное моделирование, оптимизация и изготовление двухкаскадных ВКР-лазеров на фосфоросиликатных световодах,

- созданы ВКР-усилитель, эрбиевый усилитель и ВКР-лазер на длину волны 1.65 мкм с накачкой от двухкаскадного ВКР-лазера.

Апробация работы:

Материалы, изложенные в диссертации, докладывались на европейской конференции по оптической связи (ЕСОС'2001, Амстердам, Нидерланды,

2001 г.), международной конференции по оптической связи (OFC'2003, Атланта, США, 2003 г.), конференции международного общества оптического конструирования SPIE (Photonics East'2002, Сан-Хосе, США,

2002 г.), конференции по диодной лазерной спектроскопии (Церматт, Швейцария, 2003 г.), а также на семинарах НЦВО при ИОФ РАН и кафедры оптики и спектроскопии физического факультета МГУ им. М.В.Ломоносова.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка цитируемой литературы. Работа изложена на 119 страницах, содержит 49 рисунков и 4 таблицы. Список литературы содержит 89 наименований.

В первой главе сделан обзор литературных данных, посвященных явлению ВКР в световодах, а также ВКР-усилителям и ВКР-лазерам. Отдельный параграф посвящен моделированию волоконных ВКР-лазеров.

Вторая глава посвящена исследованию системы волоконный иттербиевый лазер - двухкаскадный ВКР-лазер на фосфоросиликатном

Рис. 1. Схема волоконного ВКР-лазера.

световоде (рис. 1). Большая часть главы посвящена математическому моделированию ВКР-лазера.

В стационарном состоянии мощность излучения накачки и стоксовых компонент в ВКР-лазере описывается системой дифференциальных уравнений [13, 14]:

НР± 3

=~ +арРр + -—-gtiP^ + Ps,)Pp

az Лр

dP* X

=+<*sA\ + ps2)Pn + РЖ (1)

j = PS2 —82 C^Sl + az

с граничными условиями, описывающими отражение от волоконных брэттовских решеток и ввод накачки в резонатор:

Р;(0)=в;Рт Ps\(0) = e°s,Rslp-t(0) P5\(0)=e°52RS2Ps-2(0)

p-p{L) = pLPRep;{L) Psî(L) = PlsiRsîP;x(L) p;7(L) = iï2ROUTps\(L)

здесь z - координата вдоль световода (0 < z < L, L - длина световода); брэгговские решетки расположены в точках с координатами z=0 и rL; Рр -мощность накачки, Psi и Ps2 мощности первой и второй стоксовых компонент, верхние индексы (+) и (-) обозначают распространение мощности соответственно в прямом и в обратном направлении; gi -коэффициент усиления световода на длине волны первой стоксовой компоненты; g2 - коэффициент усиления световода на длине волны второй стоксовой компоненты; Ор , asi , aS2 - оптические потери на длине волны накачки, первой и второй стоксовых компонент; /.р, >,Si, - длины волн накачки, первой и второй стоксовых компонент соответственно; Рш мощность накачки на входе резонатора; Rsi, Rs2 - коэффициенты отражения брэгговских решеток для 1-ой и 2-ой стоксовых компонент на входе резонатора; RP, RSi, Rout - коэффициенты отражения брэгговских решеток для накачки, 1-ой и 2-ой стоксовых компонент на выходе резонатора, р -величина, характеризующая сосредоточенные оптические потери в резонаторе (потери на сварках и нерезонансные потери на брэгговских решетках), Р=(100%-р)/100%, где р - доля мощности излучения, выраженная в процентах, теряемая при прохождении брэгговских решеток и мест соединений световодов.

Математическое моделирование двух каскадного ВКР-лазера на фосфоросиликатном световоде проводилось путем решения задачи (1)-(2) методом переноса граничных условий [15]. При моделировании использовались значения величины оптических потерь и коэффициентов усиления, измеренных экспериментально. Проведена экспериментальная реализация исследуемой схемы и сравнение измеренной выходной мощности с результатами расчета. Между результатами расчета и эксперимента получено удовлетворительное соответствие (рис. 2).

-1- --■■■■ т ■ —-

* ■

• 1 /

X р

0.0 0.5 1 0 1.5 2.0 2.5 3 0 3.5 4.0

Р (1.061 мкм), Вт

Рис. 2. Сравнение данных эксперимента и расчета. Длина световода 500 м, коэффициент отражения выходной брэгговской решетки -15 %. ■ - эксперимент О - расчет

При помощи математического моделирования ВКР-лазера проведена численная оптимизация длины резонатора и коэффициента отражения выходной решетки ВКР-лазера при различных мощностях накачки (на длине волны 1.06 мкм) (рис. 3). Численно исследовано влияние изменения длины резонатора и коэффициента отражения выходной брэгговской решетки на эффективность работы ВКР-лазера. На основе спектральной зависимости эффективности волоконного итгербиевого лазера с накачкой на 0.98 мкм [16] построена зависимость максимальной расчетной эффективности (при оптимальных параметрах) системы итгербиевый лазер - волоконный двухкаскадный ВКР-лазер на фосфоросиликатном световоде.

В третьей главе исследовалось влияние сосредоточенных оптических потерь внутри резонатора на эффективность ВКР-лазера.

Численно исследовано влияние величины нерезонансных оптических потерь на брэгговских решетках и местах соединения световодов внутри резонатора на выходную мощность ВКР-лазера. Проведенные расчеты показали, что в рассматриваемой конфигурации двухкаскадного ВКР-лазера на фосфоросиликатном световоде изменение оптических потерь на соединениях внутри резонатора или брэгговских решетках в диапазоне от О до 0.2 дБ приводит к снижению выходной мощности лазера на 20-30 %.

Проведено численное моделирование и экспериментальная реализация двухкаскадного ВКР-лазера на фосфоросиликатном световоде (1.089X1.273\1.533 мкм). На основе эксперимента и расчета показано, что при численном моделировании ВКР-лазера с помощью квазимонохроматической модели возникает ошибка, связанная с дополнительными потерями излучения промежуточной стоксовой компоненты. Эти потери возникают из-за того, что спектр первой стоксовой компоненты шире спектра соответствующей брэгговской решетки и часть излучения вытекает из резонатора (рис. 4).

Дополнительные потери составляют от 6 до 12 % внутрирезонаторной мощности излучения первой стоксовой компоненты в исследованной конфигурации ВКР-лазера.

е * ■.'»Л

а) Мощность накачки 2 Вт

б) Мощность накачки 5 Вт.

Рис 3 Расчетная зависимость эффективности ВКР-лазера от коэффициента отражения выходной решетки и длины резонатора при различных мощностях накачки

1.2

I-

® 0.8

- Р=1.8 Вт Р=3.1 Вт

— р=4.4 Вт

1270

1272

1274

1276

Длина волны, нм

Рис 4 Измеренные спектры изучения первой стоксовой компоненты, выходящего из резонатора, при разных мощностях накачки

Учет дополнительных потерь произведен в квазимонохроматической модели ВКР-лазера (1)-(2) путем введения эффективного коэффициента отражения брэгговской решетки. При этом получено совпадение экспериментальных и теоретических результатов (рис. 5) Проведенная оптимизация длины резонатора и коэффициента отражения выходной решетки показала, что при учете дополнительных потерь область оптимальных значений длины резонатора возрастает от 400-500 м до 600-800 м. При этом расчетная максимальная мощность ВКР-лазера снижается от 1.8 Вт до 1.6 Вт.

0 0 —■—I—■—1—•—'—■—I—■—I—>—I—■—1—■—1—■—I— 00 05 10 15 20 25 30 3.5 40 45

Р, Вт (1.089 мкм)

Рис. 5.

щ - Экспериментально измеренная зависимость мощности излучения на длине волны 1.533 мкм от мощности накачки на выходе ВКР-лазера.

ф - расчетная зависимость мощности излучения на длине волны 1.533 мкм от мощности накачки на выходе ВКР-лазера без учета потерь промежуточной стоксовой компоненты.

О - расчетная зависимость мощности излучения на дойне волны ¡.533 мкм от мощности накачки на выходе ВКР-лазера с учетом потерь промежуточной стоксовой компоненты.

Четвертая ¡лава посвящена экспериментальной реализации и исследованию волоконных лазеров и усилителей с накачкой от двухкаскадного ВКР-лазера на фосфоросиликатном световоде. Преимуществами ВКР-лазеров, используемых в качестве источников накачки, являются широкий диапазон рабочих длин волн, высокая интенсивность излучения, простота эксплуатации и простота стыковки с волоконными устройствами. Все это делает ВКР-лазеры перспективными источниками накачки, необходимыми для получения высокой выходной

мощности и расширения рабочего спектрального диапазона волоконных лазеров и усилителей.

Предложена и экспериментально реализована схема ВКР-лазера на длине волны 1.65 мкм на световоде из кварцевого стекла, легированном оксидом германия (рис. 6, 7). Для накачки использован ВКР-лазер на фосфоросиликатном световоде с длиной волны излучения 1.533 мкм. Благодаря использованию источника накачки с высокой мощностью и интенсивностью излучения, удалось расширить спектральный рабочий диапазон существующих волоконных лазеров и получить схему, которая

0 98мкм

> п N 17 -ос

со™ см ( (О о

>& 1

УЬ Р

Рис. 6. Схема ВКР-лазера на длину волны 1.65 мкм.

$ О) ^

ии 39 -с -а:

X ■ии-дик^зХ/*

ве

00 05 10 1 5 20

Мощность накачки (1 533 мкм), Вт

Рис. 7. Измеренная выходная мощность ВКР-лазера на длину волны 1.65 мкм от мощности накачки (1.533 мкм).

может быть использована для эффективной генерации излучения в диапазоне 1.6-1.7 мкм.

Изготовлен и исследован ВКР-усилитель с накачкой от двухкаскадного ВКР-лазера на длине волны 1.533 мкм, предназначенного для усиления сигнала на длине волны 1.65 мкм (рис. 8, 9) Активным элементом усилителя являлся германосилика!ный световод с концентрацией оксида германия в сердцевине 20-25 мол %.

Проведено численное моделирование и оптимизация схемы ВКР-усилителя с использованием характеристик световода на основе кварцевого стекла с высоким содержанием оксида германия (20-25 мол %) и стандартного световода. Сравнение результатов расчета показало, что больший коэффициент усиления может быть достигнут в световоде с высоким содержанием оксида германия. При этом оптимальная длина ВКР-усилителя на световоде с высоким содержанием оксида германия в несколько раз меньше по сравнению со стандартным телекоммуникационным световодом.

Изготовлен и исследован мощный эрбиевый волоконный усилитель с накачкой от двухкаскадного ВКР-лазера на фосфоросиликатном световоде (рис. 10). Исследованы характеристики эрбиевого усилителя. Благодаря использованию источника накачки с высокой интенсивностью и мощностью излучения удалось получить высокую выходную мощность эрбиевого волоконного усилителя (600 мВт) (рис. 11).

-a-e-

- i

■ / щ/

У -

1 ✓

-«

0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 Мощность накачки (1.533 мкм), мВт

i25 3 20 s

4> ¡1S

S io

у»

У i

tí

0 200 400 600 800 1000 Мощность накачки (1.533 мкм), мВт

б)

Рис 9 Экспериментальная (□) и расчетная (•) зависимость коэффициента усиления ВКР-усилителя от мощности накачки:

а) длина световода 7 2 км, мощность сигнала 220 мкВт;

б) длина световода 3.3 км, мощность сигнала 5 мкВт.

? "О"

Ег

Рис. 10 Схема эрбиевого волоконного усилителя.

ч о ■ X 3

А 1 ОмВт • ■

■ « 2 6 мВт 4 0 мВт ■ • 1 »

1 *

* *

•

О 200 400 600 воо

Мощность накачки (1,478 мкм), мВт

со

5400-|зш

2 5 мВ1 fi.fi, иВт

200 4О0 800 800

Мощность накачки (1,478 мкм), мВт

Рис. 11. Измеренная зависимость выходной мощности эрбиевого волоконного усилителя на длине волны 1.554 мкм и 1.582 мкм от мощности накачки

В заключении кратко сформулированы основные результаты диссертационной работы:

1. Проведено детальное математическое моделирование и оптимизация двухкаскадного ВКР-лазера на основе фосфоросиликатного световода. Моделирование проводилось путем численного решения системы дифференциальных уравнений с граничными условиями, описывающими работу ВКР-лазера в квазимонохроматическом приближении. Сравнение результатов расчета с экспериментальными данными показало их хорошее взаимное соответствие. Исследовано влияние на эффективность ВКР-лазера мощности накачки и параметров резонатора лазера. Определена спектральная зависимость эффективности таких лазеров.

2. Исследовано влияние на эффективность ВКР-лазера потерь на вытекание первой стоксовой компоненты вследствие уширения ее спектра. Показано, что наличие вытекания мощности излучения первой стоксовой компоненты из резонатора двухкаскадного ВКР-лазера приводит к снижению выходной мощности лазера на величину около 10 % и изменению оптимальных параметров резонатора ВКР-лазера.

3. Предложена и экспериментально реализована схема составного ВКР-лазера на длину волны 1.65 мкм на основе световодов с фосфоросиликатной и германосиликатной сердцевиной. Выходная мощность ВКР-лазера составила 1.2 Вт, что соответствует эффективности относительно накачки на 1.089 мкм -24%. Схема может быть использована для генерации излучения в спектральном диапазоне 1.6-1.7 мкм.

4. Изготовлен и исследован волоконный ВКР-усилитель сигнала на длине волны 1.65 мкм с накачкой от двухкаскадного ВКР-лазера. Коэффициент усиления сигнала на длине волны 1.65 мкм составил 22 - 25 дБ при мощности накачки 800-900 мВт. Экспериментально реализован эрбиевый волоконный усилитель с накачкой от двухкаскадного ВКР-лазера, излучающего на длине волны 1.48 мкм. Выходная мощность эрбиевого усилителя составила 600 мВт при мощности накачки 900 мВт. Коэффициент усиления сигнала с мощностью около 1 мВт составил более 20 дБ.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ДИССЕРТАЦИИ ОПУБЛИКОВАНЫ В СЛЕДУЮЩИХ РАБОТАХ

1 N. Kurukitkoson, Н. Sugahara, S.K. Turitsyn, O.N. Egorova, A.S. Kurkov, V.M. Paramonov, E.M. Dianov, "Optimization of two-stage Raman converter based on phosphosilicate core fiber: modeling and experiment", Electronics Letters, Vol. 37, No. 21, pp. 1281-1283 (2001).

2. A.C. Курков, B.M. Парамонов, O.H. Егорова, О.И. Медведков, E.M. Дианов, И.Д. Залевский, С.Е Гончаров, "Волоконный ВКР-усилитель на длину волны 1.65 мкм", Квантовая электроника, т. 32, №. 8, с. 747750 (2002).

3. О.Н. Егорова, А.С. Курков, О.И. Медведков, В.М. Парамонов, Е.М. Дианов, "Влияние спектрального уширения промежуточной стоксовой компоненты на эффективность работы двухкаскадного ВКР-конвертера", Квантовая электроника, т. 35, № 4, с. 335-338 (2005)

4. А.С. Курков, В.М. Парамонов, О.Н. Егорова, О.И. Медведков, Е.М. Дианов, М.В. Яшков, А.Н. Гурьянов, И.Д. Залевский, С.Е. Гончаров, "Мощный эрбиевый волоконный усилитель с накачкой от рамановского волоконного конвертера на основе фосфоросиликатного световода", Квантовая электроника, т. 31, № 9, с. 801-803 (2001).

5. A.S.Kurkov, V.M.Paramonov, O.N.Egorova, E.M.Dianov, M.V.Yashkov, A.N.Guryanov, I.D.Zalevsky, S.E.Goncharov, "+28 dBm output power from EDFA pumped by Raman converter based on P-doped fiber" Proceeding of ECOC'2001, Tu.B.2.4, Amsterdam (2001).

6. A.S. Kurkov, V.M. Paramonov, O.N. Egorova, E.M. Dianov, M.V. Yashkov, A.N. Guryanov, I.D. Zalevsky, S.E. Goncharov, "High-power EDFA pumped Ъу P-doped fiber-based Raman converter", Photonics West'2002, San-Jose, Proceedings SPIE, Vol. 4638, pp. 58-63 (2002).

7. E M. Dianov, A.S. Kurkov, O.I. Medvedkov, V.M. Paramonov, O.N. Egorova, N. Kurukitkoson, S.K. Turitsyn, "Raman fiber source for 1.6-1.75

nm spectral region", Technical Digest, OFC'2003, MF26, pp. 29-30, Atlanta, Georgia, (2003).

A.G. Berezin, O.N. Egorova, O.V. Ershov, A.S. Kurkov, A.I. Nadezhdinskii. V.M. Paramonov, "Raman fiber amplifier at 1.65 (im for remote sensing applications", 4th International Conference on Tunable Diode Laser Spectroscopy, Zermatt, Switzerland, Abstracts of papers, p. 130 (2003).

СПИСОК ЦИТИРОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Е.М. Dianov, "Raman fiber amplifiers", Proceedings of SPIE, Vol. 4083, pp. 90 -100 (2000).

2. M.N.Islam, "Raman amplifier for telecommunications", IEEE Journal of selected topics in quantum electronics, Vol. 8, No. 3, pp. 548-559 (2002).

3. A.S. Kurkov, E.M. Dianov, V.M. Paramonov, O.I. Medvedkov, A.N. Guryanov, A.A. Laptev, A. Umnikov, S.A. Vasiliev, N.N. Vechkanov, E.V. Pershina, "1.43 цт fiber laser for medical applications", Proceedings of SPIE, Vol. 4083, pp. 127130 (2000).

4. С.Д. Захаров, A.B. Иванов, "Светокислородный эффект в клетках и перспективы его применения в терапии опухолей", Квантовая электроника, т. 29, №3, с. 192-214(1999).

5. А.С.Курков, Е.В.Першина, В.М.Парамонов, О.И.Медведков, И.М.Пархоменко, Я.В.Румбаль, "Мощный волоконный лазер на 1266 нм для фототерапии", Санкт-Петербург, 19-21 сентября, Труды конференции "Оптика-99", с. 104-105 (1999).

6. I.T. Sorokina, Е. Sorokin, A.Di Lieto, М. Tonelli, R.H. Page, K.I. Schaffers, "Efficient broadly tunable continuous-wave :ZnSe laser", Journal Optical Society America, Vol. 18, No. 7, p. 926-930 (2001).

7. A.C. Курков, E.M. Дианов, "Непрерывные волоконные лазеры средней мощности", Квантовая электроника, т. 34, № 10, с. 881-900 (2004).

8. S. Grubb, Т. Erdogan, V. Mizrahi, Т. Strasser, W.Y. Cheung, W.A. Reed, P.J. Lemaire, A.E. Miller, S.G. Kosinski, G. Nykolak, P.C. Becker, "1.3 цт Cascaded Raman Amplifier in Germanosilicate Fibers", Proceedings Topical Meeting Optical Amplifiers and their Applications, Breckenridge, PD3-1, pp. 187-190 (1994).

9. S.V. Chernikov, J.R. Taylor, N.S. Platonov, V.P. Gapontsev, F. Kuppers, A. Mattheus, I. Gabitov, "High-power, compact, high-efficiency, fiber laser source around 1.24|im for pumping Raman amplifiers", Technical Digest, OFC'97, FA3, p. 345 (1997).

10. S.G. Grubb, T. Strasser, W.Y. Cheung, W.A. Reed, V.Mizrahi, T. Erdogan, P.J. Lemaire, A.M.Vengsarkar, D.J. DiGiovanni, D.W. Peckham, B.H. Rockney, "High-power 1.48цт Cascaded Raman Laser in Germanosilicate Fibers", Proceedings Topical Meeting Optical Amplifiers and their applications, Davos, SaA4, pp. 197-199(1995).

11. E.M. Дианов, A.M. Прохоров «Рамановский волоконный лазер (варианты) и волоконные брэгтовские решетки» Патент РФ № 2095902, приоритет от 10 ноября 1997.

12. М.М. Bubnov, E.M. Dianov, O.N. Egorova, S.L. Semjonov, A.N. Guryanov, V.F. Khopin, E.M. DeLiso, "Fabrication and investigation of single-mode highly phosphorus-doped fibers for Raman lasers", Proceedings SPIE, Vol. 4083, p. 1222 (2000).

13. J. AuYeung, A. Yariv, "Theory of cw Raman oscillation in optical fibers" Journal Optical Society America, Vol. 69, No. 6, pp. 803-807 (1979).

14. W.A. Reed, W.C. Coughran, S.G. Grubb, "Numerical modeling of cascaded cw Raman fiber amplifiers and lasers", Technical Digest, OFC*95, WD1, pp. 107108 (1995).

15. H.H. Моисеев, "Элементы теории оптимальных систем", (Москва, Наука, 1975, с. 130).

16. А.С. Курков, Е.М. Дианов, В.М. Парамонов, А.Н. Гурьянов, А.Ю. Лаптев, А.А. Умников, Н.И. Вечканов, О.И. Медведков, С.А. Васильев, М.М. Бубнов, О.Н. Егорова, С.Л. Семенов, Е.В. Першина, «Мощные волоконные ВКР-лазеры в диапазоне 1.22 - 1.34 мкм», Квантовая электроника, т. 30, № 9, с. 791-793 (2000).

Подписано в печать 2005 г.

Формат 60x64/16. Заказ №//<?■ Тираж ///экз. П.л. (/ 57 Отпечатано в РИИС ФИАН с оригинал-макета заказника. 119991 Москва, Ленинский проспект, 53. Тел. 132 5128

Содержание диссертации автор исследовательской работы: кандидата физико-математических наук, Егорова, Ольга Николаевна

Введение

ОГЛАВЛЕНИЕ

Глава 1. ВКР-лазеры (Обзор литературы).

§1.1. Явление вынужденного комбинационного рассеяния.

§ 1.2. 1970-1980-е годы.

§ 1.3. 1980-1990-е годы.

§ 1.4. 1990-2000-е годы.

§ 1.5. Численное моделирование волоконных ВКР-лазеров.

Глава 2. Численное и экспериментальное исследование двухкаскадного ВКР-лазера на фосфоросиликатном световоде.

§ 2.1. Модель двухкаскадного ВКР-лазера.

§ 2.2. Исследование и оптимизация ВКР-лазера на 1.478 мкм.

§ 2.3. Спектральный диапазон работы двухкаскадного волоконного ВКР-лазера на фосфоросиликатном световоде с накачкой от иттербиевого лазера.

Глава 3. Влияние сосредоточенных оптических потерь на эффективность ВКР-лазера.

§ 3.1. Влияние оптических потерь на брэгговских решетках показателя преломления на эффективность ВКР-лазера.

§ 3.2. Влияние оптических потерь на соединениях внутри резонатора на эффективность работы ВКР-лазера.

§ 3.3. Влияние на эффективность преобразования вытекания из резонатора мощности излучения первой стоксовой компоненты

Глава 4. Моделирование и изготовление устройств, использующих в качестве источника накачки двухкаскадный ВКР-лазер на фосфоросиликатном световоде.

§4.1. ВКР-усилитель для излучения на длине волны 1.65 мкм.

§ 4.2. ВКР-лазер на длине волны 1.65 мкм.

§ 4.3. Применение двухкаскадного ВКР-лазера на фосфоросиликатном световоде для накачки эрбиевого усилителя.

Введение диссертация по физике, на тему "Оптимизация и применения двухкаскадных ВКР-лазеров на основе фосфоросиликатных световодов"

Развитие современного общества требует повышения скорости и качества передачи информации, в том числе и по волоконно-оптическим линиям связи. В связи с этим в настоящее время большое внимание уделяется повышению пропускной способности линий связи. До недавнего времени увеличение пропускной способности волоконно-оптических линий связи происходило за счет увеличения пропускной способности одного канала, то есть передачи информации на одной длине волны. Однако в настоящее время более эффективным способом повышения скорости передачи информации является спектральное уплотнение каналов, то есть передача сигналов на нескольких длинах волн по одному световоду [1, 2]. Современное качество оптических световодов позволяет передавать оптические сигналы на довольно большие расстояния (десятки и даже сотни километров без усиления) в диапазоне длин волн от 0.8-1.0 мкм вплоть до 1.7 мкм, благодаря достаточно низким оптическим потерям в этой области. Однако, несмотря на низкие оптические потери, оптический сигнал подвержен ослаблению и нуждается в периодическом усилении при прохождении по длинным (междугородним, трансокеанским и.т.п.) линиям связи. Поэтому для практического освоения всего диапазона оптической передачи информации необходимы соответствующие усилители оптического сигнала. В настоящее время в линиях связи широко применяются волоконные эрбиевые усилители, а также усилители, использующие эффект вынужденного комбинационного рассеяния (ВКР). В связи с использованием технологии спектрального уплотнения каналов возникает необходимость одновременно усиливать большое количество сигналов на разных длинах волн. Это обстоятельство накладывает требования на усилители сигналов: во-первых, они должны быть достаточно мощными, во-вторых, работать в достаточно широком спектральном диапазоне. В связи с этим для таких усилителей необходимы мощные источники накачки, работающие в широком диапазоне длин волн. На сегодняшний день наиболее универсальными источниками накачки для мощных широкополосных усилителей являются ВКР-лазеры. Преимуществами волоконных ВКР-лазеров в качестве источников накачки волоконных усилителей являются сочетание широкого диапазона рабочих длин волн и высокой мощности излучения, простота эксплуатации и стыковки с другими световодами.

Большое количество работ было посвящено созданию и исследованию ВКР-лазеров на световодах, на основе кварцевого стекла, легированного оксидом германия [8, 9, 10]. Однако сдвиг частоты комбинационного рассеяния за счет колебания связей атомов кислорода с атомами кремния или германия составляет всего 440 см"1. Поэтому, для получения излучения на длине волны 1.24 мкм или 1.48 мкм при накачке от иттербиевого или неодимового лазера в районе 1 мкм, необходимо большое количество каскадов ВКР-преобразования. Е.М. Диановым и А. М. Прохоровым было предложено применять в качестве активной среды ВКР-лазеров световоды на основе кварцевого стекла с сердцевиной, легированной оксидом фосфора Р2О5 [11]. Колебания двойной связи атома фосфора с кислородом позволяют получить сдвиг частоты КР в три раза больший, чем в кварцевом стекле

1330 см"1. Это позволило уменьшить число каскадов ВКР-преобразования, а, следовательно, упростить конструкцию ВКР-лазеров и снизить их стоимость.

Благодаря исследованиям в области технологии, в НЦВО при ИОФ РАН были разработаны световоды с содержанием оксида фосфора в сердцевине около 10 мол % и оптическими потерями в диапазоне 1.2-1.6 мкм - менее 1 дБ/км [12]. Высокое качество световодов, легированных оксидом фосфора, позволило изготавливать эффективные ВКР-лазеры на их основе.

Как уже отмечалось, одним из важных применений ВКР-лазеров является накачка волоконных усилителей. В качестве источника накачки как эрбиевых волоконных усилителей, необходимых для усиления сигнала на длинах волн 1.53-1.6 мкм, так и ВКР-лазеров и усилителей (на германосиликатных световодах) в области 1.6-1.7 мкм, может быть использован двухкаскадный ВКР-лазер на фосфоросиликатном световоде с накачкой в области 1 мкм от иттербиевого или неодимового лазера. При этом интерес представляет исследование возможности накачки различных усилителей и лазеров двухкаскадным ВКР-лазером на фосфоросиликатном световоде, с целью получения высокой выходной мощности и расширения спектрального рабочего диапазона этих устройств.

В связи с практическим использованием двухкаскадных ВКР-лазеров на фосфоросиликатных световодах, стоит задача повышения их эффективности. С этой целью, исходя из свойств активного световода, необходимо проводить оптимизацию таких параметров резонатора, как длина и коэффициент отражения выходной брэгговской решетки. Интерес представляет также изучение влияния сосредоточенных оптических потерь внутри резонатора на выходную мощность ВКР-лазера и оптимальные значения параметров резонатора. Кроме того, для оценки перспективности применения двухкаскадного ВКР-лазера на фосфоросиликатном световоде в какой-либо схеме, необходима оценка его спектрального рабочего диапазона. В случае волоконных ВКР-лазеров эти задачи возможно решить при помощи математического моделирования ВКР-лазера. В связи с этим, актуальной задачей являлось всестороннее, как экспериментальное, так и численное исследование двухкаскадных ВКР-лазеров на световодах из кварцевого стекла с сердцевиной, легированной оксидом фосфора.

- теоретическое моделирование ВКР-лазеров с целью нахождения оптимальных значений параметров резонатора,

- создание усилителей с накачкой от ВКР-лазеров, создание составных ВКР-лазеров.

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка цитируемой литературы.

Заключение диссертации по теме "Лазерная физика"

Выводы к главе 4

1. Изготовлен и исследован ВКР-усилитель с накачкой от двухкаскадного ВКР-лазера, предназначенный для усиления сигнала на длине волны 1.65 мкм. Коэффициент усиления составил 22 - 25 дБ при мощности накачки 0.8-0.9 Вт.

2. Проведена численная оптимизация схемы ВКР-усилителя с использованием характеристик световода на основе кварцевого стекла с высоким содержанием оксида германия (20-25 мол %) и стандартного световода. При мощности накачки до 2 Вт больший коэффициент усиления может быть достигнут в световоде с высоким содержанием оксида германия. При этом оптимальная длина ВКР-усилителя на световоде с высоким содержанием оксида германия меньше в несколько раз по сравнению со стандартным телекоммуникационным световодом.

3. Предложена и экспериментально реализована схема составного ВКР-лазера для диапазона 1.6-1.75 мкм на световоде из кварцевого стекла, легированного оксидом фосфора, и световоде из кварцевого стекла, легированном оксидом германия. Рабочая длина волны лазера -1.649 мкм. Выходная мощность ВКР-лазера 1.2 Вт, что соответствует эффективности относительно накачки на 1.089 мкм -24%.

4. Изготовлен и исследован мощный эрбиевый волоконный усилитель с накачкой от двухкаскадного ВКР-лазера на фосфоросиликатном световоде. Исследованы характеристики эрбиевого усилителя в С и L полосе спектрального диапазона передачи информации. Полученная выходная мощность эрбиевого усилителя составила 600 мВт при мощности накачки 900 мВт. Коэффициент усиления сигнала порядка 1 мВт составил величину свыше 20 дБ.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Проведено детальное математическое моделирование и оптимизация у двухкаскадного ВКР-лазера на основе фосфоросиликатного световода. ® Моделирование проводилось путем численного решения системы дифференциальных уравнений с граничными условиями, описывающими работу ВКР-лазера в квазимонохроматическом приближении. Сравнение результатов расчета с экспериментальными данными показало их хорошее взаимное соответствие. Исследовано влияние на эффективность ВКР-лазера мощности накачки и параметров резонатора лазера. Определена спектральная зависимость эффективности таких лазеров.

2.Исследовано влияние на эффективность ВКР-лазера потерь на вытекание первой стоксовой компоненты вследствие уширения ее спектра. Показано, что наличие вытекания мощности излучения первой стоксовой компоненты из резонатора двухкаскадного ВКР-лазера приводит к снижению выходной мощности лазера на величину порядка 10 % и изменению оптимальных параметров ВКР-лазера.

3. Предложена и экспериментально реализована схема составного ВКР-лазера на длину волны 1.65 мкм на основе световодов с фосфоросиликатной

•к. и германосиликатной сердцевиной. Выходная мощность ВКР-лазера составила 1.2 Вт, что соответствует эффективности относительно накачки на 1.089 мкм -24%. Схема может быть использована для генерации излучения в спектральном диапазоне 1.6-1.7 мкм. ф 4. Изготовлен и исследован волоконный ВКР-усилитель сигнала на длине волны 1.65 мкм с накачкой от двухкаскадного ВКР-лазера. Коэффициент усиления сигнала на длине волны 1.65 мкм составил 22 - 25 дБ при мощности накачки 800-900 мВт. Экспериментально реализован эрбиевый волоконный усилитель с накачкой от двухкаскадного ВКР-лазера, излучающего на длине волны 1.48 мкм. Выходная мощность эрбиевого усилителя составила 600 мВт при мощности накачки 900 мВт. Коэффициент усиления сигнала с мощностью порядка 1 мВт составил более 20 дБ.

В заключение автор выражает глубокую признательность научному руководителю д.ф.-м.н. А.С. Куркову за постановку задач и помощь, оказанную в процессе их решения, К.Г. Леонтьеву за помощь в математическом моделировании ВКР-лазера, В.М. Парамонову, О.И. Медведкову и И.А. Буфетову за помощь в проведении экспериментов и обсуждение результатов, академику Е.М.Дианову за интерес и внимание к работе, а также всем сотрудникам Научного центра волоконной оптики за помощь и поддержку.

Список источников диссертации и автореферата по физике, кандидата физико-математических наук, Егорова, Ольга Николаевна, Москва

1. Е.М. Dianov, "Raman fiber amplifiers", Proceedings of SPIE, Vol. 4083, pp. 90-100 (2000).

2. M.N.Islam, "Raman amplifier for telecommunications", IEEE Journal of selected topics in quantum electronics, Vol. 8, No. 3, pp. 548-559 (2002).

6. I.T. Sorokina, Е. Sorokin, A.Di Lieto, М. Tonelli, R.H. Page, K.I. Schaffers, ^ "Efficient broadly tunable continuous-wave Cr2+:ZnSe laser", Journal Optical

7. Society America, Vol. 18, No. 7, p. 926-930 (2001).

8. A.C. Курков, E.M. Дианов, "Непрерывные волоконные лазеры средней мощности", Квантовая электроника, т. 34, № 10, с. 881-900 (2004).

9. S. Grubb, Т. Erdogan, V. Mizrahi, Т. Strasser, W.Y. Cheung, W.A. Reed, P.J. Lemaire, A.E. Miller, S.G. Kosinski, G. Nykolak, P.C. Becker, "1.3 цт Cascaded Raman Amplifier in Germanosilicate Fibers", Proceedings Topical Meeting

10. Optical Amplifiers and their Applications, Breckenridge, PD3-1, pp. 187-1901994).

11. S.V. Chernikov, J.R. Taylor, N.S. Platonov, V.P. Gapontsev, F. Kuppers, A. >/ Mattheus, I. Gabitov, "High-power, compact, high-efficiency, fiber laser source ® around 1.24цт for pumping Raman amplifiers", Technical Digest, OFC'97, FA3,p. 345(1997).

12. E.M. Дианов, A.M. Прохоров «Рамановский волоконный лазер (варианты) ® и волоконные брэгговские решетки» Патент РФ № 2095902, приоритет от 10ноября 1997.

13. М.М. Bubnov, E.M. Dianov, O.N. Egorova, S.L. Semjonov, A.N. Guryanov, V.F. Khopin, E.M. DeLiso, "Fabrication and investigation of single-mode highly

14. Jl,' phosphorus-doped fibers for Raman lasers", Proceedings SPIE, Vol. 4083, p. 1222 (2000).

15. G.S.Landsberg, L.I.Mandelstam, "Eine neue Erscheinunden bei der ^ Lichtzerstreuung in Kristallen," Naturwissenschaften, Vol. 16, p. 557 (1928).

16. Ch.V.Raman, R.S.Krishnan, "A new type of "Secondary radiation"", Nature, Vol. 121, p. 501 (1928).

17. Woodbury E.J., Ng W.K., Proc. IRE, 50, p. 2367 (1962).

18. N. Blombergen, "The stimulated Raman effect", American Journal of Physics, Vol. 35, p. 989 (1967).

19. E.P. Ippen, "Low-power quasi-cw Raman oscillator", Applied Physics Letters, # Vol. 16, No. 8, pp. 303-305 (1970).

20. R.H. Stolen, E.P. Ippen, A.R.Tynes, "Raman Oscillation in Glass Optical Waveguide", Applied Physics Letters, Vol. 20, No. 2, pp. 62-64 (1972).

21. R.H. Stolen, E.P. Ippen, "Raman gain in glass optical waveguides", Applied V/ Physics Letters, Vol. 22, No. 6, pp. 276-278 (1973).

22. G.E. Walrafen, J. Stone, "Raman Spectral Characterization of Pure and Doped Fused Silica Optical Fibers", Applied Spectroscopy, Vol. 29, No. 4, pp. 337-344 (1975).

23. N. Shibata, M. Horigudhi, T. Edahiro, "Raman spectra of binary high-silica glasses and fibers containing Ge02, P205 and В20з", Journal of Non-Crystalline Solids, Vol. 45, pp. 115-126 (1981).

24. F.L. Galeener, J.C. Mikkelsen, R.H. Geils, W.J. Mosby, "The relative Raman cross sections of vitreous Si02, Ge02, B203 and P205", Applied Physics Letters,• Vol. 32, No. 1, pp. 34-36 (1978).

25. V.V. Grigoryants, B.L. Davydov, M.E. Zhabotinski, V.F. Zolin, G.A. Ivanov, V.I. Smirnov, Yu.K. Chamorovski, "Spectra of stimulated Raman scattering in silica-fiber waveguides", Optical and Quantum Electronics, Vol. 9, pp. 351-352b (1977).

26. C. Lin, R.H. Stolen, L.G. Cohen, "A tunable 1.1-цт fiber Raman oscillator", Applied Physics Letters, Vol. 31, No. 2, pp. 97-99 (1977).

27. D.C. Johnson, K.O. Hill, B.S. Kawasaki, D. Kato, Ellectron. Lett. 13, p. 53 (1977).

28. R.H. Stolen, C. Lin, R.K. Jain, "A time-dispersion-tuned Raman oscillator",

29. Applied Physics Letters, Vol. 30, No. 7, pp. 340-342 (1977).

30. R.K. Jain, С. Lin, R.H. Stolen, A. Ashkin, "A tunable multiple Stokes cw fiber Raman oscillator", Applied Physics Letters, Vol. 31, No. 2, pp. 89-90 (1977).

31. G.A. Koepf, D.M. Kalen, K.H. Greene, "Raman amplification at 1.118 цт in single-mode fibre and its limitation by Brillouin scattering", Electronics Letters, Vol. 18, No. 22, pp. 942-943 (1982).

32. Y. Aoki, S. Kishida, H. Honmou, K.Washio, M. Sugimoto, "Efficient backward and forward pumping cw Raman amplification for InGaAsP laser light in silica fibres", Electronics Letters, Vol. 19, No. 16, p. 620-622 (1983).

33. E. Desurvire, M. Papuchon, J.P. Pocholle, J. Raffy , D.B. Ostrowsky, "High-gain optical amplification of laser diode signal by Raman scattering in single-mode fibers", Electronics Letters, Vol. 19, No. 19, pp. 751-753 (1983).

34. J. Hegarty, N.A. Olsson, L. Goldner, "CW pumped Raman preamplifier in a 45 km long fibre transmission system operating at 1.5 цт and 1 Gbit/s", Electronics Letters, Vol. 21, No. 7, pp. 290-292 (1985).

35. N. Edagawa, K. Mjchizuki, Y. Iwamoto, "Simultaneous amplification of wavelength-division-multiplexed signals by a highly efficient fibre Raman amplifier pumped by high-power semiconductor lasers", Electronics Letters, Vol. 23, No. 5, pp. 196-197(1987).

36. S.V.Chernikov, N.S. Platonov, D.V. Gapontsev, Do III Chang, M.J. Guy, J.R. Taylor, "Raman fibre laser operating at 1.24 цт", Electronics Letters, Vol. 34, No. 7, pp. 680-681 (1998)

37. S.A.E. Lewis, S.V.Chernikov, J.R. Taylor, "Fibre-optic tunable CW Raman laser operating around 1.3 цт" Optics Communications, Vol. 182, pp. 403-405(2000)

38. V.M. Mashinsky, V.B. Neustruev, V.V. Dvoyrin, S.A. Vasiliev, O.I. Medvedkov, I.A. Bufetov, A.V. Shubin, E.M. Dianov A.N. Guryanov, V.F.

39. Khopin, and M.Yu. Salgansky, "Germania-glass-core silica-glass-cladding MCVDoptical fibers: optical losses, photorefractivity, and Raman amplification", Optics Letters, Vol. 29, No. 22, pp. 2596-2598 (2004).

40. E.M. Dianov, I.A. Bufetov, V.M. Mashinsky, O.I. Medvedkov, A.V. Shubin, "Germania-based fiber Raman Lasers: recent results and prospects", ECOC'2004, Stockholm, Sweden, Paper We 1.3.1. (2004)

41. E.M. Dianov, A.M. Prokhorov, "Medium-power CW Raman fiber lasers", IEEE Journal on Selected Topics in Quantum Electronics, Vol. 6, No. 6, pp. 1022-1028 (2000).

42. M.M. Бубнов, E.M. Дианов, O.H. Егорова, C.JI. Семенов, A.H. Гурьянов, В.Ф. Хопин, "Исследование волоконных световодов с фосфоросиликатной сердцевиной", Научная сессия МИФИ-2000, Москва, т. 4, с. 219-220 (2000)

43. A.A. Abramov, M.M. Bubnov, E.M. Dianov, K.M. Golant, R.R. Khrapko, S.L. Semjonov, A.G. Shchebunjaev, A.N. Guryanov, V.F. Khopin, "Low-loss, high-aperture germanium-fluorin-codoped single-mode fibers", Proc. OFC'95, p. 173-174,(1995).

44. E.M. Dianov, V.M. Mashinsky, V.B. Neustruev, O.D. Sazhin, A.N. Guryanov, V.F. Khopin, N.N. Vechkanov, "Origin of excess loss in single-mode optical fibers with high Ge02-doped silica core", Optical Fiber Technology, Vol. 3, pp. 77-861997).

45. E.M. Dianov, M.V. Grekov, I.A. Bufetov, V.M. Mashinsky, O.D. Sazhin, A.M. Prokhorov, G.G. Devyatykh, A.N. Guryanov, V.F. Khopin, "Highly efficient 1.3 цт Raman fiber amplifier", Electronics Letters, Vol. 34, No. 7, pp. 669-6701998).

46. V.I. Karpov, W.R.L. Clements, E.M. Dianov, S.B. Papernyi, "High-power 1.48-цш phosphorosilicate-fiber-based laser pumped by laser diodes", Canadian Journalof Physics, Vol. 78, No. 5-6, p. 407-413 (2000).

47. I.A. Bufetov, M.M. Bubnov, Y.V. Larionov, M.A. Melkoumov, A.A. Rybaltovsky, S.L. Semjonov, E.M. Dianov, S.K. Vartapetov, A.Z. Obidin, M.A. Kurzanov, "1480 nm two-cascaded highly efficient Raman fiber laser",• CLEO'2002, pp. 480-481, CThJ5 (2002)

48. Mashinsky, O.I. Medvedkov, S.L. Semjonov, A.V. Shubin, M.V., V.M. Paramonov, M.V. Grekov, A.N. Guryanov, V.F. Khopin, "1500 nm distributed and discrete Raman fiber amplifiers", ECOC'2000, Vol. 2, pp. 81-82 (2000).

49. A.S.Kurkov, V.M.Paramonov, O.I.Medvedkov, S.A.Vasiliev, E.M.Dianov "Raman fiber laser at 1.45 fim: comparison of different schemes" Proc. of Conf Optical Amplifiers and Their Application, Quebec-City, Canada (2000).

50. И.А. Буфетов, E.M. Дианов, "Непрерывные рамановские волоконные лазеры и усилители", Фотон-Экспресс, № 6, с. 112-148 (2004)

51. Е.М. Дианов, "Мощные непрерывные волоконные ВКР-лазеры", Ф Волоконно-оптические технологии, материалы и устройства, № 2, с. 6-81999)

52. J. AuYeung, A. Yariv, "Theory of cw Raman oscillation in optical fibers" Journal Optical Society America, Vol. 69, No. 6, pp. 803-807 (1979).

53. W.A. Reed, W.C. Coughran, S.G. Grubb, "Numerical modeling of cascaded cw Raman fiber amplifiers and lasers", Technical Digest, OFC'95, WD1, pp. 107-108 (1995).

54. A. Bertoni, "Analysis of the efficiency of a third order cascaded Raman laser operating at the wavelength of 1.24 цт", Optical and Quantum Electronics,Vol. 29, pp. 1047-1058(1997).

55. M. Rini, I. Cristiani, "Numerical modeling and optimization of cascaded cw Raman fiber lasers", IEEE Journal of Quantum Electronics, Vol. 36, No. 10, pp. 1117-1122(2000).

56. Y. Wang, H. Po, "Impacts of cavity losses on cw Raman fiber lasers", Optical Engineering, Vol. 42, No. 10, pp. 2872-2879 (2003).

57. M. Rini, I. Cristiani, V. Degiorgio, A.S.Kurkov, V.M.Paramonov, "Experimental and numerical optimization of fiber Raman lasers", Optics Communications, Vol. 203, pp. 139-144 (2002).

58. I.A. Bufetov, E.M. Dianov, "A simple analytic model of a cw multicascade fibre Raman laser", Quantum Electronics, Vol. 30, No. 10, pp. 873-877 (2000).

59. A.C. Курков, B.M. Парамонов, O.H. Егорова, О.И. Медведков, E.M. Дианов, И.Д. Залевский, С.Е. Гончаров, "Волоконный ВКР-усилитель на длину волны 1.65 мкм", Квантовая электроника, т. 32, №. 8, с. 747-750 (2002).

60. Н.Н. Моисеев, "Элементы теории оптимальных систем", (Москва, Наука, 1975, с. 130).

61. А.С.Курков, В.И.Карпов, А.Ю.Лаптев, О.И.Медведков, E.M.Дианов, А.Н.Гурьянов, С.А.Васильев, В.М.Парамонов, В.Н.Протопопов, А.А.Умников, Н.И.Вечканов, В.Г.Артюшенко, Ю.Фрам.

62. Высокоэффективный волоконный лазер с накачкой в оболочку на основе иттербиевого световода и волоконной брэгговской решетки", Квантовая электроника, том.27, с. 239 (1999).

63. D.Johlen, F. Knappe, Н. Renner, Е. Brinkmeyer, "UV-induced absorbtion, scattering, transition losses in UV side-written fibers", Technical Digest, OFC'99, ThDl, San Diego, California (1999).

64. О.Н. Егорова, A.C. Курков, О.И. Медведков, B.M. Парамонов, E.M. Дианов, "Влияние спектрального уширения промежуточной стоксовой компоненты на эффективность работы двухкаскадного ВКР-конвертера", Квантовая электроника, т. 35, № 4, с. 335-338 (2005).

65. Y. Emori, S. Namiki, "Broadband Raman amplifier for WDM transmission", Proceedings Optoelectronics and Communication Conference, Paper 1 IB 1-1, pp. 26-27 (2000).

66. A.S.Kurkov, V.M.Paramonov, O.N.Egorova, E.M.Dianov, M.V.Yashkov, A.N.Guryanov, I.D.Zalevsky, S.E.Goncharov, "+28 dBm output power from EDFA pumped by Raman converter based on P-doped fiber" Proceeding of ECOC'2001, Tu.B.2.4, Amsterdam (2001).

67. E.M. Dianov, A.S. Kurkov, O.I. Medvedkov, V.M. Paramonov, O.N. Egorova, N. Kurukitkoson, S.K. Turitsyn, "Raman fiber source for 1.6-1.75 \im spectral region", Technical Digest, OFC'2003, MF26, pp. 29-30, Atlanta, Georgia, (2003).

68. P. Bousselet, M. Bettiati, L. Gasca, M. Goix, F. Boubal, C. Sinet, F. Leplingard, D.Bayart, "+26 dBm output power from an engineered cladding-pumped Yb-free

69. EDFA for L-band WDM application", Technical Digest, OFC'2000, WG5, pp. 114-116, Baltimore, Maryland, (2000).• 87 S.G. Grubb, D.J. DiGiovanni, J.R. Simpson, W.Y. Cheung, S. Sanders, D.F.

70. Weltch, Ben Rockney, "Ultrahigh power diod-pumped 1.5-|im fiber amplifiers", Technical Digest, OFC'96, TuG4, pp. 30-31, San Jose, California, (1996).

71. F.Di. Pasquale, G. Grasso, F. Meli, G. Sacchi, S. Turolla, "23 dBm output power Er/Yb co-doped fiber amplifier for WDM signals in the 1575-1605 nm wavelength region", Technical Digest, OFC'99, WA2, pp. 4-6, San Diego, California, (1999).