Российские ученые разработали новое оптоволкно для лазеров иных спектральных диапазонов

16 мая 2018
Результаты работы российских физиков над созданием нового оптоволокна для лазеров опубликованы в журнале IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics. Поддержка инновационного проекта осуществлена финансовой поддержкой в виде гранта Российского научного фонда.

Новый типа стеклянного волокна, в составе которого содержится висмут, имеет уникальные характеристики. Одной из таких является излучающая способность на 1.6-1.8 микрометров. Такое исследование проводится в мире впервые.

Кандидат физико-математических наук и старший научный сотрудник Научного центра волоконной оптики РАН Сергей Фирстов, делясь результатами сотрудничества с Институтом химии высокочистых волокон РАН, отмечает, что разработаный ими тип волокон для лазеров позволяет генерировать излучение в новых спектральных диапазонах. Ранее этот процесс был недоступен для волоконных лазеров с редкоземельными ионами. Современное лазерное оборудование компактно, надежно, имеет высокий уровень выходного излучения и использует оптоволокно с добавками различных химических элементов, преимущественно редкоземельных металлов. Лазеры данного вида способны распространять излучение в области размером 2–10 микрометров, что позволяет получать высокую яркость.

Как рассказывает Сергей Фирстов, ему и его коллегам удалось добиться результата с помощью внедрения в оптоволокно с высоким содержанием оксида германия химического элемента висмута. В условиях нормы висмут представляет собой блестящий серебристый металл, имеющий розоватый отблеск. При добавлении данного элемента в оптоволокно появляется возможность усиления и генерирования оптического излучения на волнах различной длины на микрометры, которые в 4 раза меньше человеческого волоса. Данный тип излучения принадлежит к ближнему инфракрасному диапазону, не видному человеческому глазу. При данной операции ион висмута встраивается в сетку стекла и начинает работать, как активный центр.

Физики, активно экспериментируя со свойствами волокон, обнаружили недавно и новый оптический эффект: под воздействием лазерного излучения волокно способно обесцветиться и вернуть цвет при нагреве.

На сегодняшний день созданные лазеры с использованием данного типа волокна имеют длину излучения на 1.7 микрометров с мощностью около 2 ватт и КПД свыше 30 %.

Инновационная разработка российских физиков не имеет аналогов зарубежом. Ученые собираютя в дальнейшем улучшить и полученные характеристики, совершенствуя технологию их изготовления.