Лазерный мир

Российские физики и их финские коллеги разработали новый тип оптоволокна, которое идеально подходит для создания сверхмощных лазеров и усилителей света, говорится в статье, опубликованной в журнале Optics Express.

Anisotropic tapered polarization-maintaining large mode area optical fibers
We demonstrate a novel type of tapered large mode area polarization-maintaining fiber. These birefringent fibers have an elliptical inner cladding and a core diameter that increases adiabatically from 8 µm to 70 µm. The polarization maintaining ability of the fiber samples was investigated by measuring the spatial distribution of polarization beat length by using optical frequency-domain reflectometry. The measurements show a clear correlation between the birefringence and the fiber core size, resulting in a modest 10-15% variation in polarization beat length along the fiber. There is no significant coupling of polarization modes or transverse modes in the tested fibers and, therefore, the linear polarization state of propagating light is preserved.
https://www.osapublishing.org/oe/abstract.cfm?uri=oe-25-9-10693

«Созданные нами образцы оптоволокна найдут применение не только в лазерных системах, но в волоконных датчиках для замера температур, давлений и других физических величин. В отличие от их полупроводниковых конкурентов, они не нуждаются в электропитании, могут проводить распределенное детектирование и имеют еще и другие преимущества», — рассказывает Сергей Никитов, директор Институте радиотехники и электроники РАН и сотрудник МФТИ.
Оптическое волокно представляет собой нити из пластика или стекла, способные проводить пучки света. Как правило, его нити состоят из двух слоев – светопроводного сердечника и окружающей его оболочки из другого прозрачного материала, который обладает чуть меньшим индексом преломления, чем сердцевина.

Благодаря этому оптоволокно может захватывать и заставлять двигаться свет в четко заданном направлении, препятствуя его «побегу» во внешнюю среду через стенки нити. У всех типов оптоволокна, созданных за последние полвека, есть несколько общих проблем, которые ученые пока не смогли решить полностью.
Главными из них являются постепенное затухание сигнала при движении света на больших расстояниях, и то, что наращивание мощности излучения ведет к появлению непредсказуемых эффектов и нарастанию «шумов», что мешает созданию сверхмощных оптоволоконных лазеров и усилителей света.
Никитов и его коллеги решили эту проблему. Они создали новый тип оптического волокна, которое обладает необычно большой сердцевиной и при этом не искажает все важнейшие оптические характеристики света, который проходит через него.
Для этого ученые «сплющили» сердечник и поменяли его структуру так, чтобы его толщина плавно уменьшалась и увеличивалась по мере удлинения оптоволокна. Схожие изменения претерпела оболочка сердцевины, чья форма меняется по аналогичным принципам. То, с какой скоростью сужаются и расширяются оболочка и сердечник нити, будет очень сильно влиять на ее оптические свойства, и это можно использовать для создания оптоволокна с четко подобранными характеристиками.

Такое оптоволокно, производимое в том числе и в России, может найти широкое применение при создании систем передач данных, так как оно снимает одно из главных ограничений в работе материала – невозможность создавать достаточно «толстые» сердечники. Кроме того, разработку российских ученых можно применять при создании лазеров и научных приборов.

РИА Новости https://ria.ru/science/20170622/1497078972.html