Практический способ получения наименьшей длительности импульсов в цельноволоконных лазерах выявил заведующий Отделом лазерной физики инновационных технологий Новосибирского государственного университета доктор физико-математических наук Сергей Кобцев, сообщили в пресс-службе вуза. Исследование получило поддержку Министерства науки и высшего образования РФ.
Результаты работы ученого в этом направлении опубликованы в статье «Production of ultrashort pulses in fiber lasers» («Получение ультракоротких импульсов в волоконных лазерах»). Статья стала одной их наиболее скачиваемых публикаций журнала «Journal of the Optical Society of America B» в июле–сентябре 2025 года. Исследование проводилось по проекту «Новые волоконные короткоимпульсные лазерные системы, включающие передовые композиционные материалы, интеллектуальные технологии и метрологические расширения», поддержанному Министерством науки и высшего образования РФ.
Волоконные лазеры — перспективный вид лазеров, отличающихся улучшенными ключевыми пользовательскими параметрами — отсутствием необходимости производить точную настройку резонатора лазера, успешным естественным теплоотводом, эффективной генерацией и компактностью. Однако получение ультракоротких импульсов в данных лазерах из-за повышенных дисперсии и нелинейности является нетривиальной задачей, решение которой часто связано с использованием объемных оптических элементов. Такие элементы существенно уменьшают преимущества волоконных (или цельноволоконных) лазеров.
«Иногда волоконными лазерами называют комбинированные конфигурации, содержащие лишь меньшую часть волоконных компонентов, а большая часть оптических элементов имеет объемное исполнение. Такие комбинированные волоконно-объемные лазеры теряют важные преимущества, которые ассоциируются с цельноволоконными лазерами. И хотя в таких комбинированных волоконно-объемных лазерах уже получают импульсы длительностью единицы фемтосекунд. Эти конфигурации мало отличаются от традиционных объемных твердотельных схем с присущими им недостатками. Нас же интересовал вопрос о том, какая минимальная длительность импульсов возможна в цельноволоконных лазерах, причем с фиксированной поляризацией излучения. Выяснилось, что в таких лазерах возможна генерация импульсов пикосекундной длительности и более», — объяснил Сергей Кобцев.
Результаты работы интересны широкому кругу специалистов, использующих волоконные компоненты в исследованиях и разработках. Возможность генерации пикосекундных световых импульсов в цельноволоконных лазерах расширяет области их применений при сохранении преимуществ лазеров этого типа. С учетом все большего распространения цельноволоконных лазеров их генерационные особенности вызывают большой интерес.
«Волоконные лазеры находятся на этапе бурного развития. Несколько лет назад казалось, что волоконные лазеры могут заменить все другие виды лазеров благодаря значительным преимуществам. Но результаты многих работ показали, что эти преимущества характерны не для любых волоконных лазеров (комбинированных и т. д.), а именно для цельноволоконных. Стало интересным выяснить на каком уровне длительностей импульсов можно совместить „цельноволоконность“ конфигурации с короткими импульсами генерации. Детальное изучение проблемы позволило выявить ее решение: начиная с пикосекундного диапазона длительностей импульсов их получение возможно в цельноволоконных лазерах с фиксированной поляризацией излучения. Важен также механизм генерации ультракоротких импульсов, но принципиальное решение уже продемонстрировано», — отметил Сергей Кобцев.
