Р.И. Исмагилова – инженер,
ФИРЭ им. В.А. Котельникова РАН (г. Фрязино, Моск. обл.)
E-mail: is.ren.id@gmail.com
Р.И. Шайдуллин – к.ф.-м.н., ст. науч. сотрудник,
ФИРЭ им. В.А. Котельникова РАН (г. Фрязино, Моск. обл.)
E-mail: rs-mipt@mail.com
О.А. Рябушкин – эксперт РАН, к.ф.-м.н., доцент, зав. лабораторией,
ФИРЭ им. В.А. Котельникова РАН (г. Фрязино, Моск. обл.)
E-mail: roa228@mail.ru
Постановка проблемы. Тепловая деградация полимерного покрытия кварцевых световодов является одним из основных факторов ограничения роста выходной мощности волоконных лазеров. Особенно актуальна эта проблема для промышленных лазерных волоконных блоков, в которых активное волокно заливается дополнительным полимерным слоем. Как оказалось, силиконовые полимеры могут поглощать часть излучения накачки и лазерной генерации, становясь вторичным источником разогрева и ускоряя термическую деградацию волоконного блока. Термические и оптические характеристики полимеров, используемых в волоконной оптике, важны для дальнейшего развития лазеров высокой мощности.
Цель. Исследовать спектры оптического пропускания и коэффициенты поглощения излучения силиконовых полимеров, используемых в волоконной оптике, а также получить экспериментально и рассчитать теоретически распределение температуры в волоконном блоке в условиях лазерной генерации.
Результаты. Получены спектры пропускания полимеров, используемых в волоконной оптике, в ближнем ИК-диапазоне. Построены температурные зависимости коэффициентов поглощения излучения на рабочих длинах волн иттербиевого (1,06 мкм) и эрбиевого (1,55 мкм) волоконных лазеров. Предложен метод измерения температуры поверхности полимера в волоконном промышленном лазерном блоке. Проведено математическое моделирование разогрева лазерного волоконного блока. Дана оценка доли мощности оптической накачки, переходящей в тепло в условиях лазерной генерации.
Практическая значимость. При работе волоконного лазерного блока необходимо учитывать, что определенная доля мощности излучения накачки будет неизбежно поглощаться в полимерном слое, что приведет к его ускоренной деградации и выходу лазера из строя.
- http://www.ipgphotonics.com/laser/view/133/Lasers/High_Power_CW_Fiber_Lasers/1_micron/YLS_ECO__1_10_kW
- Ryabushkin O.A., Shaidullin R.I., and Zaytsev I.A. Radio-frequency spectroscopy of the active fiber heating under condition of high-power lasing generation // Opt. Lett. 2015. № 40. Р, 1972−1975.
- Shaidullin I., Ismagilova R.I., Ryabushkin O.A. Influence of optical absorption of polysiloxane polymers on active fiber heating under lasing conditions // Optical Materials Express. 2019. № 9. Р. 1577. 10.1364/OME.9.001577