Сужение спектра генерации в 7-сердцевинном волоконном лазере с массивом брэгговских решеток, записанных фемтосекундными импульсами

Исследуются режимы генерации 7-сердцевинного волоконного иттербиевого лазера с резонатором на основе массива волоконных брэгговских решеток (ВБР), записанных фемтосекундными импульсами в каждой сердцевине. При накачке лазерным диодом мощностью 50 Вт максимальная выходная мощность составила 33 Вт, а дифференциальная эффективность генерации – около 70% как при наличии, так и в отсутствие оптической связи между сердцевинами активного многосердцевинного волокна (МСВ). При этом было обнаружено существенное различие в генерируемых оптических и радиочастотных спектрах при использовании двух типов МСВ. Показано, что в активном МСВ без связи длина волны генерации в каждой сердцевине определяется конкретной ВБР, а суммарный спектр уширен до ∼0.2 нм уже на пороге генерации из-за относительного сдвига спектральных максимумов ВБР в разных сердцевинах. Однако в волокне со связью, несмотря на наличие аналогичного сдвига ВБР, генерация происходит на одной длине волны, соответствующей максимуму среднегеометрического коэффициента отражения индивидуальных ВБР в сердцевинах. При этом суммарный оптический спектр сужен до ∼0.04 нм и уширяется с увеличением мощности. В радиочастотном спектре наблюдаются узкие пики межмодовых биений на фоне шумовой подложки, амплитуда которой также растет с мощностью. Приведена модель, объясняющая результаты экспериментов.