Параметрическое усиление и генерация в высоконелинейных волоконных световодах с непрерывной накачкой от волоконных источников тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.21 ВАК РФ

МОСКОВСКИЙ ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ИНСТИТУТ (государственный университет)

НАУЧНЫЙ ЦЕНТР ВОЛОКОННОЙ ОПТИКИ РОССИЙСКОЙ АКАДЕМИИ НАУК

На правах рукописи

СОЛОДЯНКИН МАКСИМ АЛЕКСЕЕВИЧ ¿^^ —

ПАРАМЕТРИЧЕСКОЕ УСИЛЕНИЕ И ГЕНЕРАЦИЯ В ВЫСОКОНЕЛИНЕЙНЫХ ВОЛОКОННЫХ СВЕТОВОДАХ С НЕПРЕРЫВНОЙ НАКАЧКОЙ ОТ ВОЛОКОННЫХ ИСТОЧНИКОВ

Специальность 01.04.21 -лазерная физика

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Москва - 2006

Работа выполнена на кафедре волоконной оптики МФТИ в Научном Центре Волоконной Оптики Российской Академии Наук

Научный руководитель: ДИАНОВ Евгений Михайлович

доктор физико-математических наук, академик

Официальные оппоненты: Курков Андрей Семенович

доктор физико-математических наук

Кулевский Лев Александрович доктор физико-математических наук, профессор

Ведущая организация: Физический Институт им. Н.П.Лебедева

Российской академии наук

Защита состоится 6 декабря 2006 г. в 15-00 на заседании диссертационного совета Д212.156.01 в Московском физико-техническом институте, комната 204 НК по адресу: 141700, Московская область, г. Долгопрудный, Институтский пер., д.9, МФТИ.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке НЦВО РАН и МФТИ. Автореферат разослан "_2_" ноября 2006 г.

Ученый секретарь диссертационного совета кандидат физико-математических наук

Батурин А.С.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность

Окно прозрачности кварцевых световодов значительно шире используемой в настоящий момент спектральной полосы для передачи сигнала и простирается от 1 мкм до 1.8 мкм (по уровню потерь <1 дБ/км). В то же время современные волоконно-оптические линии связи используют для передачи сигнала, как правило, только диапазон 1.53-1.56 мкм. В области 1.5 мкм потери в кварцевых волокнах минимальны и, в то же время, именно в этой области работают эрбиевые усилители. Несмотря на то, что в настоящее время линии связи с использованием полосы в 30 нм остаются незагруженными, потребность в обмене информации постоянно увеличивается. Растет и объём данных, передаваемых по системам связи. По прогнозу аналитиков через несколько лет даже при максимально возможных темпах строительства и ввода новых линий может возникнуть острый дефицит пропускной способности линий оптической связи, если качественно процесс передачи останется на том же уровне. Один из способов избежать «информационного» голода — это попытаться эффективнее использовать уже проложенные линии оптической связи, и в частности использовать более широкую спектральную полосу для передачи сигнала. Для расширения спектральной полосы передачи сигнала необходимо разработать широкополосные оптические усилители.

Волоконные параметрические усилители являются альтернативой широко используемым в телекоммуникациях эрбиевым волоконным усилителям, ширина полосы которых ограничена спектром усиления ионов эрбия и жестко привязана к длине волны. Если добиться широкополосного фазового синхронизма в волоконном световоде — среде параметрического усиления, то принципиально можно получить усилитель со спектральной полосой усиления, превосходящей типичный спектр усиления эрбиевого усилителя. Кроме того, величина усиления подобных устройств может быть сравнима с усилением волоконных эрбиевых усилителей.

Таким образом, актуальным представляется исследование оптического параметрического усиления в волоконных световодах для создания новых непрерывных волоконных источников и, главное, широкополосных параметрических усилителей с более широкой спектральной полосой усиления, которые можно использовать в качестве альтернативы эрбиевым волоконным усилителям для возможного увеличения эффективности использования существующих и строящихся оптоволоконных линий связи.

Цель работы

Целью настоящей работы является детальное исследование оптического параметрического усиления в одномодовых волоконных световодах и поиск путей увеличения ширины полосы усиления, разработка широкополосных оптических параметрических усилителей и непрерывных параметрических волоконных генераторов с использованием волоконных лазеров в качестве накачки.

Для достижения заявленной цели были поставлены следующие задачи:

• Исследование влияния вариаций хроматической дисперсии в реальных световодах на спектр оптического параметрического усиления в одномодовых волоконных световодах.

• Создание установки, позволяющей измерять параметрическое усиление оптического сигнала в волоконных световодах, с использованием волоконного лазера в качестве накачки.

• Экспериментальное исследование параметрического усиления оптического сигнала в разработанных высоконелинейных световодах с непрерывной накачкой волоконным источником.

• Создание непрерывных параметрических волоконных лазеров на основе высоконелинейных световодов и Брэгговских отражающих решеток с отстройкой генерируемого сигнала от накачки на несколько терагерц.

Научная новизна и защищаемые положения

1) Предложена модель процесса параметрического усиления в реальных одномодовых световодах с одиночной накачкой вблизи длины волны нулевой хроматической дисперсии. Модель позволяет рассчитывать спектр параметрического усиления с учетом вариаций диаметра световода, неизбежно возникающих при его изготовлении. Выбран профиль показателя преломления световода, в котором можно получить наиболее широкую полосу усиления при существующих ограничениях технологии изготовления волоконных световодов.

2) Создана установка, позволяющая измерять параметрическое усиление оптического сигнала в высоконелинейных германосиликатных световодах при непрерывной накачке вблизи длины волны нулевой дисперсии. Впервые для этой цели в качестве накачки использован непрерывный перестраиваемый эрбиевый волоконный лазер.

3) С использованием результатов выполненных теоретических и экспериментальных исследований разработан волоконный световод, при помощи которого достигнуто параметрическое усиление с шириной спектра 60 нм по уровню 10 дБ, вдвое превышающей полосу усиления типичного эрбиевого волоконного усилителя.

4) Реализованы схемы непрерывных параметрических волоконных лазеров с одиночным и двойным резонатором, в которых достигнута величина отстройки накачки от сигнала 5.3 ТГц.

Практическая ценность

Разработанная модель процесса параметрического усиления в волоконных световодах с учетом вариаций дисперсии, вызванных флуктуациями диаметра по длине волокна, открывает возможность на стадии проектирования оптимизировать параметры световода, в котором можно получить наиболее широкую полосу усиления при существующих ограничениях технологии изготовления волоконных световодов.

Показано успешное использование волоконного лазера в качестве накачки непрерывных оптических параметрических волоконных усилителей и генераторов.

Реализованное оптическое параметрическое усиление с полосой усиления, вдвое превосходящей полосу усиления типичных эрбиевых усилителей, позволяет увеличить спектральную область передачи данных и, таким образом, повысить эффективность использования существующих и строящихся телекоммуникационных волоконных линий связи.

Показана возможность создания новых типов волоконных источников, основанных на параметрической генерации в высоконелинейных волоконных световодах с непрерывной накачкой.

Апробация работы

Материалы, изложенные в диссертации, докладывались на Европейской конференции по оптической связи (European Conference on Optical Communications 2005), межрегиональной научной школе для студентов и аспирантов «Материалы нано-, микро- и оптоэлектроники: физические свойства и применение» (Саранск, 2004), а также на научных семинарах НЦВО РАН.

Публикации

Основные результаты диссертации изложены в 5-и опубликованных работах, список которых приведен в конце автореферата.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка цитируемой литературы. Работа изложена на 120 страницах машинописного текста, содержит 31 рисунок и 1 таблицу. Список литературы содержит 76 наименований.

б

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность данной работы, сформулированы основные цели исследования. Кратко изложено основное содержание материала по главам.

В первой главе представлен обзор литературы, в котором показано современное состояние проблемы получения широкополосного параметрического усиления в волоконных одномодовых световодах с накачкой вблизи длины волны нулевой дисперсии. В частности, в первой главе указано, что:

• Несмотря па большое количество работ, посвященных параметрическому усилению в одномодовых волоконных световодах, не был проведен анализ влияния вариаций диаметра световода на ширину полосы параметрического усиления. Также не выполнялась оптимизация профиля показателя преломления световода для достижения широкого параметрического усиления с учетом паразитных вариаций дисперсии.

• Ранее в публикациях никак не освещалась проблема использования волоконных лазеров в качестве источников накачки параметрических усилителей.

• Существующие работы по созданию непрерывных волоконных параметрических генераторов не показывают возможность получения новых источников излучения с большой (несколько терагерц) отстройкой генерируемого сигнала от накачки.

Рассмотрено влияние фазового синхронизма и нелинейности световода на ширину полосы и величину параметрического усиления. Указываются причины, ограничивающие полосу параметрического усиления. Величина коэффициента параметрического усиления зависит от величины нелинейной восприимчивости третьего порядка самой среды, от плотности мощности излучения и от фазовой расстройки волновых векторов. Ширина спектральной полосы параметрического усиления в одномодовом световоде зависит, в

первую очередь, от ширины фазового синхронизма на всей длине волокна усилителя, В свою очередь, ширина синхронизма зависит от дисперсии световода (при этом необходимо учитывать вклад нелинейного преломления) и от выбора спектральной области накачки. Максимально широкая спектральная полоса параметрического усиления в одномодовом световоде может быть достигнута при накачке излучением с длиной волны вблизи длины волны нулевой дисперсии.

Дано обоснование выбора типа световодов для получения широкополосного усиления по результатам анализа литературы. В качестве среды оптического параметрического усиления выбраны одномодовые световоды с высоким содержанием окиси германия в качестве легирующей примеси сердцевины со сдвинутой хроматической дисперсией, нулевое значение которой находится в спектральной области 1,55 мкм.

Вторая глава диссертации посвящена моделированию процесса параметрического усиления в реальных одномодовых световодах, в которых существуют технологически неизбежные вариации диаметра по длине, значительно сужающие полосу усиления.

Описывается модель оптического параметрического усиления в одномодовом волокне с одиночной накачкой вблизи нулевой дисперсии световода, которая позволяет численно анализировать зависимость спектра усиления от дисперсионных параметров световода. Моделирование оптического параметрического усиления в волокне показало, что ширина полосы параметрического усиления очень чувствительна к отстройке длины волны накачки Кр от длины волны нулевой дисперсии А.0. На рис. 1 представлены смоделированные спектры усиления в волокне (100 метров, градиентный профиль, коэффициент нелинейности у=11 (Вт* км)"') с накачкой 2 Вт при разных отстройках от Я.0 с шагом отстройки 0.5 нм.

£

•60 -60 -40 -20 0 20 40 60 80100 нм

Рис.1. Смоделированные спектры усиления в 100 м. световода с у=11 (Вт*км)~' и мощностью накачки 2Вт при разных отстройках Лр-Ло с шагом 0.5 нм. Самый широкий спектр заштрихован.

Кроме того, исходя из результатов моделирования, определены требования к параметрам источника накачки параметрического усиления. Так как спектр усиления сильно зависит от отстройки накачки от длины волны нулевой дисперсии волокна, источник должен быть перестраиваемым и узкополосным.

Впервые предложено использовать в моделировании параметрического усиления данные о вариациях внешнего диаметра световода, записанные при изготовлении световода. Вариации дисперсии вследствие колебаний внешнего диаметра волокна значительно сужают ширину синхронизма параметрического усиления. Моделирование показало, что в высоконелинейном световоде, в 100-метровом отрезке которого в идеальном случае ширина синхронизма превышает 120 нм, при вариациях внешнего диаметра 0.2мкм ширина синхронизма сужается более чем в 2.5 раза. Следовательно, необходимо учитывать вариации диаметра волокна при моделировании усиления.

При помощи численного моделирования были проведены оценки потенциального спектра усиления при типичных вариациях диаметра световода в зависимости от формы профиля показателя преломления волокна. Выбран градиентный профиль высоколегированной заготовки с Дп~ 0.035, световод из которой должен иметь значение нулевой дисперсии близкое к 1.55 мкм, длину волны отсечки короче 1.45 мкм и в котором потенциально можно получить наиболее широкую полосу усиления.

Третья глава посвящена описанию схемы установки (рис. 2), позволяющей измерять параметрическое усиление оптического сигнала в одномодовых световодах при непрерывной накачке в области длин волн 1.51.6 мкм оптического сигнала.

Рис. 2. Схема установки по измерению параметрического усиления: 1) лазер накачки - Ег волоконный перестраиваемый лазер непрерывного излучения 1544-1570 нм, выходная мощность до 2.5 Вт, 2) источник сигнала -перестраиваемый полупроводниковый лазер 1480-1580 нм, мощность до 5 мВт, 3) оптический изолятор, 4) контроллер поляризации, 5) волоконный ответвитель 99/1, 6) дополнительный контрольный выход для контроля входных параметров накачки и сигнала, 7) тестируемый световод,

8) оптический спектроанализатор, измеритель оптической мощности,

9) ЭВМ.

Обсуждается выбор параметров источника накачки. Описывается используемый в качестве оптической накачки непрерывный перестраиваемый эрбиевый волоконный лазер. Источник накачки состоит из задающего узкополосного перестраиваемого эрбиевого волоконного лазера непрерывного излучения и двухкаскадного волоконного эрбиевого усилителя. Выходная мощность такой лазерной системы может достигать 2.5 Вт; имеется возможность плавной перестройки длины волны генерации в диапазоне 15451570 нм; ширина линии выходного излучения не превышает 0.012 нм; отношение уровня выходного сигнала к уровню спектральных шумов усиленной спонтанной люминесценции составляет около 60 дБ.

В данной установке имеется возможность находить оптимальное значение длины волны накачки конкретного образца исследуемого световода, при котором достигается максимально широкая спектральная полоса параметрического усиления посредством перестройки длины волны накачки и, как следствие, изменения отстройки длины волны накачки от длины волны нулевой дисперсии.

В четвертой главе представлены параметры световодов, используемых в качестве среды параметрического усиления, и результаты измерений ширины полосы параметрического усиления оптического сигнала в исследуемых волокнах.

По анализу результатов измерений хроматической дисперсии серии высоконелинейных германосиликатных световодов, изготовленных из одной заготовки, продемонстрирована высокая чувствительность дисперсии высоконелинейных волокон к изменению внешнего диаметра световода. Изменение формы профиля показателя преломления волокна в процессе вытяжки, которое зависит от температуры и скорости вытяжки волокна, также приводит к изменению дисперсии. Таким образом, для повторяемости изготовления световодов с одинаковыми дисперсионными характеристиками требуется не только идентичность профиля заготовки и размера внешнего диаметра световода, но и использование аналогичных параметров при вытяжке световода.

Самый широкий спектр параметрического усиления удалось получить в световоде с градиентным профилем, изготовленном из заготовки при

температуре 1940°С и скорости вытяжки бОм/мин. Эффективная площадь моды этого волокна 10.5 мкмг, коэффициент нелинейности у 12 (Вт км)"1 и наклон кривой дисперсии в нулевом ее значении (в Л,) +0.0197 пс/(нм2 км).

При накачке отрезка 820 м этого световода непрерывным излучением 540 мВт на длине волны 1553.9 нм удалось получить профиль спектра параметрического усиления с шириной 50 нм по уровню 10 дБ (рис. За).

30-

ш

4 га*

5 го-

X

5

а>

1 10-1

8 £

л-

/•• V *

Р„„.=540мВт Длина волокна 820м

а)

р -1.3Вт

Длина волокна 150м

Л

V*

с

А: ?Л

б)

-25 0 25

Отстройка дтны волны сигнала отнакачки, нм

-50 -25 О 25 50 Отстройка длины волны сигнала отнакачки, нм

Рис. 3. Спектр параметрического усиления сигнала в отрезке световода длиной 820 м с накачкой 540мВт (рис. а) ив отрезке длиной 150м с накачкой 1.3 Вт (рис. б). Черные круглые точки - измеренное усиление сигнала, серые квадратные точки—моделированный спектр усиления.

После укорачивания длины световода до 150 м и соответствующего поднятия мощности оптической накачки до 1.3 Вт с целью обеспечения величины усиления не менее 10 дБ ширина спектра достигла более 60 нм. Соответствующий профиль усиления представлен на рисунке 36.

Достигнутая полоса параметрического усиления оптического сигнала вдвое превосходит типичную полосу усиления эрбиевого усилителя.

Показано успешное использование в качестве накачки для оптического параметрического усиления перестраиваемого эрбиевого волоконного лазера непрерывного излучения.

Пятая глава посвящена параметрической генерации. Представлены оригинальные одно- и двухрезонаторный параметрические лазеры непрерывной генерации со следующими особенностями:

• в качестве среды усиления используется высоконелинейное германосиликатное волокно со сдвинутой хроматической дисперсией, в котором достижимо эффективное четырехволновое смешение при накачке вблизи длины волны нулевой дисперсии;

• линейный резонатор формируется Брэгтовскими отражательными решетками;

• источником накачки является эрбиевый волоконный лазер непрерывного излучения.

На рис. 4 приведена схема однорезонаторного параметрического лазера, в котором используется высоконелинейный германосиликатный световод длиною 150 м с записанными непосредственно на его концах Брэгтовскими отражательными решетками без предварительного наводораживания. Резонатор на длине волны 1515 нм сформирован глухой (>20 дБ) и полупрозрачной (коэффициент отражения 3 дБ) решетками. Излучение накачки используется в однопроходном режиме. Оно вводится в резонатор со стороны глухой решетки. Выходное излучение параметрического лазера представляет собой совокупность сигнального излучения с длиной волны 1515 нм, холостой волны с длиной волны 1602 нм и остаточного излучения накачки. Спектр выходного излучения представлен на рис. 6а, При оптической мощности накачки внутри высоконелинейного волокна 1.9 Вт на выходе было получено 3 мВт на длине волны 1515 им и 6 мВт на 1602 нм.

высоконелинейный световод 150м ЗмВт сигнал

1.9Вт накачка 1557нм

1515hm

Остаток накачки

поляр, решетка контр' Рвш«™ 6мВт

и»"Р 20д6 ЗдБ Холост.волна

1515мм 1516НМ гшзид,

Рис. 4. Схема волоконного однорезонаторного параметрического лазера.

высоконелинеиныи световод 150м

Брэг. решетка 1.5Вт накачка 20дБ 1557нм 1602HM

_QQ ' ' ' О

поляр.

Брэг. решетка 20дБ 1515нм

Брэг. решетка 20дБ 160;

О MI

поляр. Брэг. контр, решетка ЗдБ 1515нм

25мВт сигнал

Остаток накачуи

Рис. 5. Схема волоконного двухрезонаториого параметрического лазера.

С целью поднятия эффективности генерации выходного сигнала на 1515 нм была реализована схема, изображенная на рис. 5. К схеме однорезонаторного двухволнового параметрического лазера был добавлен второй глухой резонатор, который запирал холостую волну на 1602 нм в резонаторе. Спектр выходного излучения двухрезонаториого параметрического лазера приведен на рис. 66.

1525 1550 1 575 1600 Длина волны, нм

.(б)

S -20 3

-40

1 -60

|Ь

Ii

Л . >1 Я

1525 1550 1575 Длина волны, нм

1600

Рис. 6. Оптический спектр интегрального выходного излучения однорезонаторного параметрического лазера (а) и двухрезонаториого параметрического лазера (б). Вставка в правом верхнем углу рис. (б) - форма спектра линии генерации в линейном масштабе.

Ширина спектральной линии сигнала совпадает с шириной линии глухой Брэгговской решетки и составляет около 0.1 нм. В двухрезонаторной схеме параметрического лазера удалось получить на выходе 25 мВт на длине волны 1515 нм при накачке непрерывным излучением с мощностью 1.5 Вт на длине волны 1557 нм, наклон кривой эффективности генерации составляет 8%.

Таким образом, показана возможность создания нового типа волоконных лазеров непрерывного излучения с длиной волны генерации как короче, так и длиннее волны излучения накачки в любой спектральной области, в которой можно обеспечить фазовый синхронизм оптического параметрического усиления посредством проектирования структуры световода с требуемой дисперсией.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

1) Предложена модель процесса оптического параметрического усиления, с помощью которой рассчитывается спектр профиля усиления в реальных одномодовых световодах с одиночной пакачкой вблизи длины волны нулевой дисперсии. Модель позволяет учесть вариации внешнего диаметра по длине световода, неизбежпо возникающие при его изготовлении. Показано, что указанные вариации необходимо учитывать, так как они приводят к существенному сужению спектра параметрического усиления. Выбран профиль показателя преломления световода, в котором можно получить наиболее широкую полосу усиления при существующих ограничениях технологии изготовления волокна.

2) Создана установка, позволяющая измерять параметрическое усиление оптического сигнала в высоконелинейных германосиликатных световодах при непрерывной накачке вблизи длины волны нулевой дисперсии. Впервые в такой установке в качестве источника накачки использован непрерывный перестраиваемый эрбиевый волоконный лазер. Особенностью этого лазера в указанном приложении являются следующие параметры: широкий диапазон перестройки (1545-1570 нм), относительно узкая

спектральная линия (0.012 нм), большое" отношение величины сигнала к уровню спонтанного шума (60 дБ) и большая мощность (до 2.5 Вт).

3) С использованием результатов выполненных теоретических и экспериментальных исследований разработан одномодовый волоконный световод, с помощью которого достигнуто рекордное значение ширины спектра параметрического усиления. Ширина спектра усиления по уровню 10 дБ при мощности оптической накачки 1.3 Вт составила 60 нм при длине световода 150 м.

4) Реализованы схемы непрерывных параметрических волоконных лазеров с одиночным и двойным резонатором, сформированным Брэгговскими волоконными решетками. В однорезонаторной схеме параметрического лазера при мощности накачки 1.9 Вт получено 3 мВт сигнальной волны и 6 мВт холостой волны с отстройкой между ними 10.6 ТГц; в двухрезонаторной схеме при накачке 1.5 Вт получено 25 мВт сигнальной волны на 1515 нм с отстройкой от накачки на 5.3 ТГц в коротковолновую область спектра. Таким образом, показана возможность создания новых типов непрерывных волоконных источников, основанных на параметрической генерации в высоконелипейных волоконных световодах с большой отстройкой длины волны сигнала от накачки.

СПИСОК РАБОТ, ОПУБЛИКОВАННЫХ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. О. Е. Наний, Н. А. Полиектова, М. А. Солодянкин, «Ширина полосы усиления волоконно-оптического параметрического усилителя», Электросвязь, № 12, стр. 43-45, 2005.

2. Н. А. Казанцева, О. Е. Наний, М. А. Солодянкин, «Усовершенствование модели волоконно-оптического параметрического усилителя», стр. 138, Сборник трудов межрегиональной научной школы для студентов и аспирантов «Материалы нано-, микро- и оптоэлектроники: физические свойства и применение», Саранск, издательство мордовского университета, 2004.

3. О.Е. Наний, Н.А.Казанцева, М.А. Солодянкин, «Оптимизация модели параметрического усилителя», Вестник Московского Университета, Серия Физика. Астрономия, № 6, стр. 34-36,2006.

4. М. A. Solodyankin, А. N. Guryanov, N. A. Kazantseva, V. F. Khopin, М. М. Bubnov, М. Е. Likhachev, Е. М. Dianov, "Continuous-wave broadband liber optical parametric amplifier based on 150 m of HNLF pumped with fiber laser", Laser Physics Letters, vol. 2,№ 4, pp. 190-193, 2005.

5. M. A. Solodyankin, О. I. Medvedkov, E. M. Dianov, "Double and Single Cavity CW All-fiber Optical Parametric Oscillators at 1515 nm with Pump at 1557 nm.", ECOC '05, Glasgow, UK, Mo 3.4.6, Conference Proc. vol. 1, pp. 47-48, 2005.

Напечатано с готового оригинал-макета

Издательство ООО "МАКС Пресс" Лицензия ИДК 00510 ot01.12.99 г. Подписано к печати 31.10.2006 г. Формат 60x90 1/16. Усл.печл. 1,25. Тираж 100 экз. Заказ 751. Тел. 939-3890. Тел./факс 939-3891. 119992, ГСП-2, Москва, Ленинские горы, МГУ им. М.В. Ломоносова, 2-й учебный корпус, 627 к.

ВВЕДЕНИЕ

Глава I. Параметрическое усиление в волоконных световодах: обзор литературы и постановка задачи.

1.1. Введением

1.2. Фазовый синхронизм и величина параметрического усиления в световодах

1.3. Параметрические волоконные усилители и непрерывные генераторы.

1.4. Выбор типа световода для оптического параметрического усилителя

1.5. Выводы и постановка задачи

Глава II. Анализ широкополосного оптического параметрического усиления в высоконелинейных световодах с непрерывной накачкой

2.1 Численное моделирование оптического параметрического усиления и полосы усиления

2.2 Анализ вариаций хроматической дисперсии и учет таковых при моделировании усиления

2.3 Алгоритм выбора профиля световода с помощью численного моделирования для получения широкополосного параметрического усиления

2.4 Выводы

Глава III. Установка по измерению оптического параметрического усиления в высоконелинейных световодах

3.1. Схема установки для измерения оптического параметрического усиления

3.2. Источник оптической накачки, используемый в установке для измерения параметрического усиления

3.3. Выводы

Глава IV. Экспериментальные измерения параметрического усиления в изотропных высоконелинейных германосиликатных световодах

4.1. Параметры световодов, исследуемых в качестве среды параметрического усиления

4.2. Результаты измерения параметрического усиления

4 3. Выводы

Глава V. Непрерывные оптические параметрические волоконные лазеры на основе высоконелинейного волокна.

5.1. Однорезонаторный двухволновый параметрическией волоконный лазер непрерывной генерации

5.2 Двухрезонаторный непрерывный параметрическией волоконный лазер

5.2. Выводы

Постоянно возрастающая потребность общества в обмене информацией и возникновение полупроводниковой оптоэлектроники привели к бурному развитию средств коммуникаций и связи в последней четверти прошлого столетия и послужили толчком к возникновению новой области науки и техники - волоконной оптики.

Сегодня волоконно-оптические линии связи на основе волоконных световодов из кварцевого стекла с низкими потерями являются главной составляющей частью современных коммуникаций. Своевременность развития волоконной оптики и волоконно-оптических линий связи стала особенно очевидной в последнее десятилетие в связи с появлением и развитием мировой Интернет-сети. Если в линиях связи первого поколения использовались многомодовые световоды, позволяющие передавать информацию со скоростью не более 100 Мбит/сек, то реализация одномодовых волоконных световодов со смещенной в область 1.55 мкм длиной волны нулевой хроматической дисперсии позволяют передавать данные со скоростью, приближающейся к 1 Тбит/сек (с учетом спектрального уплотнения каналов). При этом оптические потери в таких световодах приближаются к предельно малым и составляют около 0.2 дБ/км на длине волны 1.55 микрона. Общая протяженность волоконных линий связи, проложенных к концу XX века, превысила 100 миллионов километров [1].

Бурное развитие волоконно-оптических линий связи потребовало разработки новых типов устройств на основе волоконных световодов, которые могут быть использованы непосредственно в волоконной линии передачи сигнала. Расширилась область возможных применений волоконных световодов и устройств на их основе [2]. В первую очередь стоит отметить 4 волоконные усилители, потребность в которых обусловлена необходимостью компенсации потерь мощности сигнала в линии связи, а также для восстановления мощности сигнала до требуемого уровня при многократном разветвлении сигнала.

Использование волоконных оптических усилителей позволило отказаться от громоздких и дорогостоящих электронных ретрансляторов и перейти к созданию нового поколения волоконно-оптических линий связи. Очевидная перспективность волоконно-оптических линий связи послужила толчком и для создания мощных полупроводниковых источников накачки. В течение нескольких лет были разработаны волоконно-оптические усилители с коэффициентом усиления, превышающим 40 дБ, а также показана возможность их использования в системах связи со спектральным уплотнением каналов.

Первоначально волоконные световоды разрабатывались для целей связи как пассивная среда для передачи оптического излучения. Однако, свойства волокон из кварцевого стекла— такие как: неизменность поперечного размера оптического излучения на больших длинах распространения по световоду и низкие потери лазерного излучения, уникальные дисперсионные характеристики и возможность как одномодового, так и многомодового режимов распространения излучения по световоду — делают их исключительно перспективным материалом для нелинейной оптики.

С одной стороны, нелинейные эффекты в волоконно-оптических линиях связи ограничивают возможную скорость и дальность передачи информации по световодам, и их необходимо учитывать при создании линий связи. С другой стороны, такие нелинейные процессы, как вынужденное комбинационное рассеяние и вынужденное рассеяние Мандельштама-Брюллиэна, четырехфотонное смешение, успешно используются при создании и разработке волоконных лазеров, усилителей и преобразователей параметров излучения.

Частично вырожденным случаем четырехфотонного смешения в волоконном световоде является оптическое параметрическое усиление. Это нелинейный процесс преобразования оптической энергии мощного излучения накачки в сигнал, который изначально имел значительно меньшую мощность. В лазерной физике аналогичный процесс в средах, обладающих нелинейной восприимчивостью второго порядка, наиболее известен как трехфотонное смешение, используемое в параметрических осцилляторах, в которых накачиваемый мощным пучком лазера нелинейный материал генерирует излучение на двух длинах волн, одну из которых принято называть сигнальной волной, а другую — холостой волной. Исходя из современных результатов исследований различных вариаций этого процесса, четырехфотонное смешение в волоконных световодах из кварцевого стекла может быть использовано для усиления слабых сигналов, конверсии длины волны оптического сигнала, генерации излучения на новых длинах волн. Кроме того, четырехволновое смешение является основным нелинейным эффектом, который вкупе с рамановским рассеянием приводит к генерации гладкого спектрального суперконтинуума в микроструктурированных световодах при накачке в область аномальной дисперсии [3].

В отличие от волоконных усилителей на основе волокон из кварцевого стекла, легированных редкоземельными элементами, и в частности, наиболее востребованных и часто используемых в линиях связи эрбиевых усилителей [4], которые ограничены спектром люминесценции активных ионов и работают исключительно в заданном спектральном диапазоне, волоконные параметрические усилители позволяют усиливать сигналы в световодах в диапазонах длин волн, определяемых только свойствами волокон и источниками излучения накачки. Типичные полосы усиления эрбиевых усилителей— 1.53-1.56мкм для С-диапазона («традиционный» диапазон) усилителя и 1.56-1.61 мкм для Ь-диапазона («длинноволновый» диапазон); при этом последовательное линейное использование двух типов усилителей исключено из-за поглощения сигнала С-диапазона активной средой усилителя

Ь-диапазона. Использование обеих полос усиления возможно с применением спектрального разделения входного сигнала на параллельные дискретные усилители с последующим спектральным объединением усиленного сигнала.

Рамановские усилители [5], которые также применяются в линиях связи часто в качестве распределенных усилителей, использующих непосредственно само телекоммуникационное волокно как среду усиления, не имеют жесткой привязки к определенной длине волны как усилители на волокне, легированном редкоземельными элементами. Однако, спектральная ширина полосы оптического усиления лимитирована спектром оптических фононов матрицы стекла, из которого изготовлен световод. Существует несколько путей увеличения ширины спектра усиления рамановских усилителей. Во-первых, использование накачки на нескольких длинах волн [6]. Второй путь— это многокаскадное усиление, которое подразумевает каскадную перекачку энергии начального излучения накачки с поэтапным уширением спектральной линии излучения накачки, приводящим впоследствии к более широкому и однородному спектру усиления сшнала [7]. Тем не менее, в первом случае получаемый усилитель становится дорогостоящим (его стоимость растет пропорционально увеличению числа источников накачки), а во втором случае очень велика требуемая мощность первоначальной накачки (от нескольких единиц ватт до нескольких десятков), что может послужить причиной разрушения волокна в местах локализации центров рассеяния; при этом эффективность усиления значительно ниже по сравнению с однокаскадным усилением.

Волоконно-оптические параметрические усилители в принципе могут работать на любой длине волны и иметь очень большую спектральную полосу усиления до нескольких сотен нанометров [8]. Кроме того, параметрические усилители допускают преобразование частот сигнала, что позволяет переводить оптический сигнал без процесса детектирования из одного диапазона длин волн в другой [9]. Главное требование — обеспечить фазовый синхронизм накачки, сигнала и холостой волны по всей длине нелинейного взаимодействия. Ключевую роль в этих процессах играют дисперсионные и нелинейные свойства световодов, равно как и параметры источников накачки, такие как: ширина полосы генерации, оптическая мощность, положение длины волны генерации относительно длины волны нулевой дисперсии световода.

Таким образом, путем оптимизации параметров световодов и излучения накачки, четырехволновое смешение, и в частности, оптическое параметрическое усиление в волоконных световодах, предоставляет возможность создания целого ряда нового типа полностью волоконных устройств: широкополосных оптических параметрических усилителей, преобразователей длин волн (параметрических конверторов), параметрических волоконных лазеров, источников каскадной генерации излучения с фазово-связанными длинами волн и эквидистантным частотным сдвигом, а также множества других устройств с уникальными параметрами, круг применения которых может быть расширен.

Актуальность исследований в этой области подтверждается возросшим в последние годы вниманием к ней со стороны многих исследовательских групп по всему миру. Следует отметить, что рассматриваемая в настоящей работе проблема оптического параметрического усиления в световодах включает в себя широкий круг вопросов, которым к настоящему времени посвящено множество опубликованных статей, ссылки на которые будут даны по тексту при рассмотрении обсуждаемых в них вопросов. В данной диссертации рассматриваются следующие аспекты:

• Исследование влияния вариаций хроматической дисперсии в реальных световодах на спектр оптического параметрического усиления в одномодовых волоконных световодах вследствии вариаций диаметра волокна и учет таковых при моделировании усиления и оптимизации профиля показателя преломления световода для достижения широкополосного параметрического усиления.

• Создание установки, позволяющей измерять параметрическое усиление оптического сигнала в световодах при неприрывной накачке вблизи длины волны нулевой дисперсии с использованием непрерывного перестраиваемого эрбиевого волоконного лазера в качестве накачки.

• Экспериментальное исследование параметрического усиления оптического сигнала в разработанных высоконелинейных световодов с непрерывной накачкой волоконным источником.

• Создание непрерывных параметрических волоконных лазеров на основе высоконелинейных световодов и Брегговских отражающих решеток.

Научная новизна работы заключается в решении следующих проблем:

• Предложена модель процесса параметрического усиления, с помощью которой расчитывается спектр профиля усиления в реальных одномодовых световодах с одиночной накачкой вблизи длины волны нулевой дисперсии. Модель позволяет учесть вариации внешнего диаметра по длине световода, неизбежно возникающие при его изготовлении.

• Реализована оригинальная экспериментальная установка в волоконном формате для измерения параметрического усиления в высоконелинейных световодах с непрерывной накачкой от волоконного источника, специально разработанного для указанного приложения.

• Получено параметрическое усиление 60 нм по ширине спектра в сплошном отрезке длиной 150 м высоконелинейного германосиликатного изотропного световода с одиночной накачкой в области нулевой дисперсии непрерывным излучением от волоконного источника.

• Реализованы новые схемы непрерывных параметрических волоконных лазеров с одиночным и двойным резонатором, в которых достигнута величина отстройки накачки от сигнала 5.3 ТГц. Таким образом, показана возможность создания новых типов волоконных источников, основанных на параметрической генерации в высоконелинейных волоконных световодах с непрерывной накачкой

Практическая ценность работы состоит в том, что результаты исследований параметрического усиления в одномодовых высоконелинейных световодах могут быть использованы для разработки широкополосных параметрических усилителей, которые в перспективе могут найти применение в системах волоконно-оптической связи со спектральным уплотнением каналов как альтернативные усилители существующим. Ширина полученного в работе спектра параметрического усиления (равная 60 нм и превосходящая в два раза полосу усиления типичных телекоммуникационных эрбиевых усилителей) позволяет эффективнее воспользоваться окном прозрачности существующих линий связи. Демонстрация полностью волоконных параметрических лазеров с непрерывной накачкой показывает возможность создания новых альтернативных волоконных источников непрерывного излучения. Специфика параметрических лазеров такова, что, как показано в работе, можно получать генерацию на длинах волн более коротких, чем длины волны накачки.

Структура диссертационной работы следующая: диссертация состоит из введения, 5 глав, заключения и списка цитируемой литературы.

Основные результаты диссертации состоят в следующем:

1) Предложена модель процесса оптического параметрического усиления, с помощью которой расчитывается спектр профиля усиления в реальных одномодовых световодах с одиночной накачкой вблизи длины волны нулевой дисперсии. Модель позволяет учесть вариации внешнего диаметра по длине световода, неизбежно возникающие при его изготовлении. Показано, что указанные вариации необходимо учитывать, так как они приводят к существенному сужению спектра параметрического усиления. Выбран профиль показателя преломления световода, в котором можно получить наиболее широкую полосу усиления при существующих ограничениях технологии изготовления волокна.

2) Создана установка, позволяющая измерять параметрическое усиление оптического сигнала в высоконелинейных германосиликатных световодах при неприрывной накачке вблизи длины волны нулевой дисперсии. Впервые в данной установке для накачки использован непрерывный перестраиваемый эрбиевый волоконного лазер. Особенностью этого лазера в указанном приложении являются следующие параметры: широкий диапазон перестройки (1545-1570 нм), относительно узкая спектральная линия (0.012 нм), большое отношение величины сигнала к уровню спонтанного шума (60 дБ) и большая мощность (до 2.5 Вт).

3) С использованием результатов выполненных теоретических и экспериментальных исследований разработан одномодовый волоконный световод, с помощью которого достигнуто рекордное значение ширины спектра параметрического усиления. Ширина спектра усиления по уровню 10 дБ при мощности оптической накачки 1.3 Вт составила 60 нм при длине световода 150 м.

4) Реализованы схемы непрерывных параметрических волоконных лазеров с одиночным и двойным резонатором, сформированным Брэгговскими волоконными решетками. В однорезонаторной схеме параметрического лазера при мощности накачки 1.9 Вт на длине волны 1557 нм получено 3 мВт сигнальной волны (1515 нм) и 6 мВт холостой волны (1602 нм) с отстройкой между ними 10.6 ТГц; в двухрезонаторной схеме при накачке 1.5 Вт получено 25 мВт сигнальной волны на 1515 нм с отстройкой от накачки на 5.3 ТГц в коротковолновую область спектра. Таким образом, показана возможность создания новых типов непрерывных волоконных источников, основанных на- параметрической генерации в высоконелинейных волоконных световодах с большой отстройкой длины волны сигнала от накачки

В заключение автор выражает глубокую признательность своему научному руководителю академику Евгению Михайловичу Дианову за предложенную тематику исследований, всестороннюю поддержку и направляющую роль в определении научных приоритетов. Автор благодарен А.Н. Гурьянову и В.Ф. Хопину за предоставление заготовок волоконных световодов. Выполнение данной работы было бы невозможно без поддержки со стороны сотрудников Лаборатории технологии волоконных световодов, которые помогали проводить расчеты дисперсионных параметров световодов и изготавливали волоконные световоды, использованные в данной работе. Автор считает своим долгом поблагодарить Б.Л. Давыдова за помощь в создании эрбиевого лазера, A.C. Куркова за плодотворные дискуссии и организационную помощь, сотрудников группы С.А Васильева за изготовление Брэгговских волоконных решеток, а также всех сотрудников Центра Волоконной Оптики за помощь и поддержку.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Исследование оптического параметрического усиления в изотропных высоконелинейных световодах и разработка оптимизированных для параметрического усиления световодов, а также создание широкополосных параметрических усилителей и параметрических генераторов на их основе представляет собой новое направление нелинейной волоконной оптики, которое в перспективе может найти применение в волоконно-оптических линиях связи и других областях науки и техники.

1.М.Дианов, А.М.Прохоров, "Волоконно-оптическая связь: состояние дел ироль в экономике." Вестник РАН, том 68, с. 393-399 (1998)

2. А.С.Курков. "Приоритеты в развитии волоконно-оптической связи." Радио.5, с. 76-79 (1998)

3. Champert PA, Popov SV, Solodyankin MA, Taylor JR," Multiwatt average power continua generation in holey fibers pumped by kilowatt peak power seeded ytterbium fiber amplifier.", APPLIED PHYSICS LETTERS, vol. 81, № 12, pp. 2157-2159, SEP 16, (2002)

4. R.J.Mears, L.Reekie, I.M.Jancie, and D.N.Payne, "High-gain rare-earth doped fiber amplifier at 1.54 цт", Proc. of conference OFC'87, vol.3, OSA Technical Digest Series, (Optical Society of America, Washington), W12, p. 167 (1987)

5. Islam M.N. "Raman Amplifiers for Telecommunications", IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics, vol. 8, № 3, pp. 548-559 (2002)

6. M Achtenhagen, T.G. Chang, B. Nyman, A. Hardy, "Analysis of a multiple-pump

7. Raman amplifier", Applied Physics Letters, vol. 78, Issue 10, pp. 1322-1324, March 5 (2001)

8. S.B. Papernyi, V.I. Karpov, W.R.L. Clements, "Third-order cascaded raman amplification", Proc. of QFC-2002 Postdeadline Papers, FB4-1-3 (2002)

9. M.E. Marchic, K. Wong, L. G. Kazovsky "Wide-Band Tuning of the Gain Spectraof One-Pump Fiber Optical Parametric Amplifier", IEEE J. of Selected Topics in Quantum Electronics, vol. 10, № 5, pp. 1133-1141, Sept/Oct (2004)

10. K. Wong, K. Shimizu, M. Marchic, K. Uesaka, G. Kalogerakis, L. Kazovsky "Continuous-wave fiber optical parametric wavelength converter with +40-dB conversion efficiency and a 3.8-dB noise figure", Optics Letters, vol. 28, № 9, pp. 692-694 (2003)

11. E. Disurvire, "Optical Communication in 2005", Proc of 31st ECOC 2005, paper Mo 2.1.3, Glasgow, Scotland (2005)

12. N. Bloembergen "Nonlinear Optics", Benjamin, New York (1965)

13. P. A. Champert, S. V. Popov, M. A. Solodyankin, J. R. Taylor, "Deep UV, tandem harmonic generation using kW peak power Yb fibre source ", Electronics Letters, vol. 38, Issue 13, pp. 627 -629 (2002)

14. P. A. Champert, M. A. Solodyankin, S. V. Popov, J. R. Taylor, "Tandem, Deep UV generation with Seeded Ytterbium Fiber Sources", Proc of CLEO 2002, paper CtuG2, Long Beach (2002)

15. P. A. Champert, M. A. Solodyankin, S. V. Popov, J. R. Taylor "Frequency mixing of Yb & Er fiber sources yields 1.4W average power in the red", Proc of CLEO 2002, paper CtuB6, Long Beach (2002)

16. P.A. Champert, S.V. Popov, M.A. Solodyankin, J.R. Taylor, "1.4 W Red Generation by Frequency Mixing of Seeded Yb and Er Fiber Amplifiers", IEEE Photonics Technology Letters, vol. 14, pp. 1680-1682 (2002)

17. R.H. Stolen, J.E. Bjorkholm, A. Ashkin, "Phase-matched three-wave mixing in silica fiber optical waveguides", Applied Physics Letters, vol. 24, pp. 308-310 (1974)

18. R.H. Stolen, "Phase-matched stimulated four-photon mixing in silica-fiber waveguides", IEEE Journal of Quantum Electronics, QE-11, pp. 100-103 (1975)

19. Garth S.J., Pask C., "Four-photon mixing and dispersion in single-mode fibers", Optics Letters, 11, pp. 380-382 (1986)

20. Stolen R.H., Bjorkholm J.E., "Parametric Amplification and Frequency Conversion in Optical Fibers", IEEE Journal of Quantum Electronics, QE-18, pp. 1062-1072(1982)

21. Г. Агравал, "Нелинейная волоконная оптика", МИР, Москва, 1996 (пер. с англ., оригинальное издания 1989)

22. Shen Y.R. "The Principles of Nonlinear Optics", Wiley, New York, (1984)

23. D.M. Pepper, A. Yariw, "Optical phase conjugation", Academic press, New York, Ch2 (1983)

24. N. Kagi, T.-K. Chang, M.E. Marchic, L.G. Kazovsky, "Fibre optical parametric amplifier operating near zero-dispersion wavelength", Electronics Letters, 31, pp. 1935-1937(1995)

25. K.Washio, K. Inoe, T. Tanigawa, "Efficient generation of near-IR stimulated light scattering in optical fibers pumped in low-dispersion region at 1.3 цт" Electronics Letters, vol. 16, pp. 331-333 (1980)

26. C. Lin, W.A. Reed, A.D. Pearson, H.-T. Shang, "Phase-matching in the minimum-chromatic-dispersion region of single-mode fibers for stimulated four-photon mixing", Optics Letters, vol. 6, pp. 493-495 (1981)

27. N. Kagi, T.-K. Chang, M.E. Marchic, L.G. Kazovsky, "Fibre optical parametric amplifier operating near zero-dispersion wavelength", Electronics Letters, 31, pp. 1935-1937(1995)

28. J.L. Blows, S.E. French, "Low-noise-figure optical parametric amplifier with a continuous-wave frequency-modulated pump", Optics Letters, vol. 27, № 7, pp. 491-493, April 1 (2002)

29. M.E. Marhic, N. Kagi, T.-K. Chiang, and L.G. Kazovsky, "Broadband fiber optical parametric amplifiers", Optics Letters, vol. 21, № 8, pp. 573-575 (1996)

30. M.-C. Ho, K. Uesaka, M. Marchik, Y. Akasaka, G. Kazovsky, "200-nm-Bandwidth fiber optical amplifier combining parametric and Raman gain", Journal of Lightwave Technology, vol. 19, № 7, pp. 977-981 (2001)

31. M. Karlsson "Four-Wave mixing in fibers with randomly varying zero-dispersion wavelength", J. Opt. Soc. Am. B, vol. 15, № 8, pp. 2269-2275 (1998)

32. T. Torounidis, H. Sunnerud, P. Hedekvist, P. Andrekson "Amplification of WDM Signals in Fiber-Based Optical Parametric Amplifiers", IEEE Photonics Technology Letters, vol. 15, № 8, pp. 1061-1063 (2003)

33. K. Inoue, "Arrangement of fiber pieces for a wide wavelength conversion range by fiber four-wave mixing", Optics letters, vol. 19, № 16, pp.1189-1191 (1994)

34. J. Hansryd, P. Andrecson, "Broad-Band Continuous-Wavepumped Fiber Optical Parametric Amplifier with 49-dB Gain and Wavelength-Conversion Efficiency", IEEE Photonics Technology Letters, vol. 13, № 3, pp. 194-196 (2001)

35. L.Provino, A.Mussot, E. Lantz, T. Sylvestre, H. Maillotte, "Broadband and flat parametric amplifiers with a multisection dispersion-tailored nonlinear fiber arrangement", Journal of Optical Society of America B, vol. 20, № 7, pp. 1532-1537(2003)

36. M.E. Marhic, F.S. Yang, Min-Chen Ho, L.G. Kazovsky, "High-Nonlinearity Fiber Optical Parametric Amplifier with Periodic Dispersion Compensation", J. of Lightwave Technology, vol. 17, № 2, pp. 210-215 (1999)

37. J. Chavez Boggio, P. Dainese, F. Karlsson, H. Fragnito "Broad-Band 88% Efficient Two-Pump Fiber Optical Parametric Amplifier", IEEE Photonics Technology Letters, vol. 15, № 11, pp. 1528-1530 (2003)

38. S.Radic, C.J.McKinstrie, R.M. Jopson, J.C.Centanni,, "Continuos Wave Fiber

39. Parametric Amplifier with 41.5 nm of Flat Gain", in Conf. Optical Fiber

40. Communication (OFC 2004), Anaheim, CA, Paper TuC4, Feb (2004)

41. J.E. Sharping, M. Fiorentino, A. Coker, P. Kumar, R.S. Windeler, "Four-wave mixing in microstructure fiber", Optics Letters, vol. 26, № 14, pp. 1048-1050 (2001)

42. R. Tang, P. Devgan, J. Sharping, P. Voss, J. Lasri, P. Kumar, "Microstructure-fiber based optical parametric amplifier in the 1550 nm telecom band", Proc of conference OFC'2003, ThT2 (2003)

43. E.S. Hu, Yu-Li Hsueh, M.E. Marhic, L.G. Kazovsky, "Design of highly-nonlinear tellurite fibers with zero dispersion near 1550 nm", Proc of 28th ECOC 2002, Paper 3.2.3, Copenhagen (2002)

44. M. Onishi, "New nonlinear fibers with application to amplifiers", OSA, Conference on Optical Amplifiers and Their Application 2003, paper TuC3 (2003)

45. A. Mori, K. Shikano, K. Enbutsu, K. Oikawa, K. Naganuma, M. Kato,

46. S. Aozasa, "1.5 ^m band zero-dispersion shifted tellurite photonics crystal fibre with a nonlinear coefficient y of 675 W'W", Proc of30th ECOC'04, paper Th 3.3.6 (2004)

47. A. Mussot, A. Durecu-Legrand, E.Lantz, С. Simonneau, D. Bayart "Impact of pump phase modulation on the gain of fiber optical parametric amplifier", IEEE Photonics Technology Letters, vol. 16, № 5, pp. 1289-1291 (2004)

48. M.Marchik, K.Wong, L.Kazovsky, T.Tsai "Continuous-wave fiber opticalparametric oscillator", Optics Letters, vol. 27, № 16, pp. 1439-1441 (2002)

49. C.de Matos, J.Taylor, K.Hansen "Continuous-wave, totally fiber integrated optical parametric oscillator using holey fiber", Optics Letters, 29, № 9, pp. 283-285(2004)

50. MJ.F.Digonett, "Fiber Laser Sources and Amplifiers", Ed., Proc.SPIE (1990)

51. А.Б Иванов, «Волоконная Оптика: компенсаторы, системы передачи, измерения», Москва, Сайрус Системе (1999)

52. А.В. Белов, А.Н Гурьянов, Д.Д.Гусовский и др., «Одномодовые волоконные световоды со смещенной в область 1.55мкм длиной волны нулевой хроматической дисперсии», Квантовая Электроника, т. 17, № 3, с. 266-267 (1990)

53. А.В. Белов, А.С. Курков, С.И. Мирошниченко, В.А. Семенов, «Одномодовые волоконные световоды с модифицированной дисперсией», Труды ИОФАН, Москва, «Нука», том 39 «Волоконная Оптика», с. 148-167 (1993)

54. A. Boskovic, S.V. Chernikov, J.R. Taylor, "Direct continuous-wave measurement of n2 in various types of telecommunication fiber at 1.55цт", Optics Letters, vol. 21, № 24, pp. 1966-1968 (1996)116

55. E.M. Dianov and V.M. Mashinsky, "Germania-based core optical fibers", J.Lightwave Technology, vol. 23, №11, pp. 3500-3508 (2005)

56. A. Vatarescu, "Light Conversion in Nonlinear Monomode Optical Fibers", J. of Lightwave Technology, vol. LT-5, № 12, pp. 1652-1659 (1987)

57. Cappellini G., Trillo S., "Third-order three-wave mixing in single-mode fibers: exact solutions and spatial instability effects", Journal of Optical Society of America B, vol. 8, № 4, pp. 824-838 (1991)

58. O.E. Наний, НЛ.Полиектова, M.A. Солодянкин, «Ширина полосы усиления волоконно-оптического параметрического усилителя», Электросвязь, № 12, с. 43-45 (2005)

59. S. Kawakami, S. Nishida, "Characteristics of a Doubly Clad Optical Fiber With a Low-Index Inner Cladding", IEEE Journal of Quantum Electronics, vol. QE-10, №12, pp. 879-887(1974)

60. R.H. Stolen, E.P Ipen, "Raman gain in glass optical waveguides", Applied Physics Letters, vol. 22, pp. 276-278 (1973)

61. R.G. Smith, "Optical power handling capacity of low loss optical fibers as determined by stimulated Raman and Brillouin scattering", Applied Optics, vol. 11, pp. 2489-2494(1972)

62. E. Litchman, A.A. Friesem "Stimulated Brillouin scattering excited by a multimode laser in single-mode optical fibers", Optics Communication, vol. 64, №6, pp. 544-548(1987)

63. A. V. Belov, E.M. Dianov, A.C. Kurkov "Interference technique of chromatic dispersion measurement in single-mode fiber", Quantum Electronics, vol. 13, №8, pp. 1680-1682(1986)

64. B.J.Ainslie, KJ.Beales, D.M.Cooper, C.R.Day, and J.D.Rush, "Drawing dependent transmission loss in germania-doped silica optical fibers", J. of Non-Cryst. Solids, vol. 47, pp. 243-246 (1982)

65. H.Kajioka, T.Kumagai, T.Ishikawa, T.Teraoka, "Analysis of drawing induced stress and loss mechanisms in dispersion-shifted single-mode optical fibers", Proc of OFC'88, W13, p. 75 (1988)

66. U.C.Paek, C.M.Schoeder, C.R.Kurkjian, "Determination of the viscosity of high silica glasses during fiber drawing", Glass Technol., vol. 29, pp. 263-266 (1988)

67. М.Е.Лихачев, М.М.Бубнов, С.Л.Семенов, В.Ф.Хопин, М.Ю.Салганский, А.Н.Гурьянов, Е.М.Дианов, "Оптические потери в одномодовых и многомодовых световодах с высокой концентрацией Ge02 и Р205", Квантовая электроника, т. 34, с. 241 (2004)

68. M.A.Solodyankin, O.LMedvedkov, E.M. Dianov, "Double and Single Cavity CW All-fiber Optical Parametric Oscillators at 1515 nm with Pump at 1557nm.", Proc. ofECOC'OS, Mo 3.4.6, Conference Proceedings Vol. 1, pp. 47-48, Glasgow,UK (2005)

69. C.A. Васильев, О.И. Медведков, И.Г. Королев, A.C. Божков, A.C. Курков, E.M. Дианов, "Волоконные решетки показателя преломления и их применения", Квантовая Электроника, 35,12, pp. 1085-1103 (2005)

70. R.Kashyap, "Fiber Bragg Gratings", Academic Press (1999)

71. D.K. Serkland, P. Kumar, "Tunable fiber-optic parametric oscillator", Optics Letters, vol. 24, № 2, pp. 92-94 (1999)