Использование редкоземельных элементов для создания спектрально-селективного поглощения в мощных волоконных лазерах

Исследованы спектры поглощения волоконных световодов, активированных ионами редкоземельных элементов (Sm³⁺, Tm³⁺, Tb³⁺, Pr³⁺, Ho³⁺), и показана перспективность их применения для создания спектрально-селективного поглощения в волоконных лазерах. Установлено, что такие световоды могут быть использованы для защиты диодов накачки от обратного излучения на рабочей длине волны для неодимового, эрбиевого, эрбий-иттербиевого или тулиевого лазера. Соответствующий выбор редкоземельного элемента позволяет обеспечить высокое (10–20 дБ) поглощение на рабочей длине волны генерации лазера и в то же время гарантировать высокое пропускание (с потерями менее нескольких десятых дБ) на длинах волн накачки. Для демонстрации перспективности предложенного подхода реализован и исследован волоконный световод, легированный ионами Tm³⁺, совместимый со световодами, выводящими излучение стандартных полупроводниковых диодов накачки (диаметр сердцевины 105 мкм, апертура 0.22). Показана возможность эффективного подавления излучения в области 1550 нм на величину более 20 дБ даже в случае мощного (до 10 Вт) нежелательного излучения сигнала. При этом суммарные оптические потери излучения накачки не превышали 0.5 дБ и могут быть уменьшены путем оптимизации состава сердцевины и конструкции волоконного световода.