"Прочь с дороги, твердотельные лазеры: фемтосекундные волоконные лазеры уже идут"
Под таки заголовком вышла статья J.Liu и L.Yang в журнале Laser Focus World. Оптоволоконные лазеры уверенно догоняют и вытесняют твердотельные и другие типы лазеров из различных сфер. Оптоволоконные лазеры по компактности, надежности, энергоэффективности (wall-plug efficiency) и цене превосходят своих конкурентов.
Генерация ультракоротких импульсов остается одним из последних бастионов, который, пока непреступен для волоконных лазеров. Титан-сапфировые лазеры остаются «рабочей лошадкой» в лабораториях, занимающихся исследованиями ультракоротких процессов. Коммерческие титан-сапфировые лазеры позволяют без труда получать импульсы в 100 фс, а при грамотной настройке – и 50 фс.
Абсолютный рекорд длительности импульса, полученного с помощью титан-сапфирового лазера на сегодняшний день – около 4 фс. Для сравнения, период колебания световой волны на 800 нм соответствует 2.2 фс, то есть в одном таком импульсе укладываются около двух периодов световой волны.
Конкурентами титан-сапфировых лазеров являются иттербиевые дисковые лазеры с длиной волны генерации около 1030 нм
(см. T. Südmeyer et al. High-power ultrafast thin disk laser oscillators and their potential for sub-100-femtosecond pulse generation.
Appl Phys B 97, 281 (2009)).
Длительность импульсов большинства оптоволоконных иттербиевых лазеров более 200 фемтосекунд. Препятствием для дальнейшей компрессии импульсов являются нелостаточная ширина полосы усиления иттербиевого волокна. Эффект фазовой самомодуляции импульса в волокне (self-phase modulation) расширяет спектр излучения. Но при этом эффективной компрессии импульса теперь препятствует дисперсия высокого порядка оптоволокна (high-order dispersion, HOD).
Использование активного волокна с двойной оболочкой
(double-clad fiber (http://www.rp-photonics.com/double_clad_fibers.html)),
тщательный подбор оптических элементов позволяет отчасти скомпенсировать HOD и добиться генерации импульсов длительностью менее 100 фс в режиме самосинхронизацией мод (self mode-locking). (Optics Letters 34, 593 (2009)).
