Badania nad generacją ultrakrótkich impulsów światła w laserach wykorzystujących światłowody domieszkowane jonami holmu


  • Kierownik: dr hab. inż. Jarosław Sotor, prof. uczelni
  • Okres realizacji: 10.2016 – 04.2019
  • Instytucja finansująca: Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego (MNiSW), program IUVENTUS Plus
  • Kwota projektu: 300 000,00 zł

Opis projektu


W ramach zrealizowanego projektu naukowego przeprowadzono szereg prac eksperymentalnych w wyniku, których zbadano możliwość wykorzystania światłowodów domieszkowanych jonami holmu i nasycalnych absorberów na bazie nanomateriałów do generacji ultrakrótkich impulsów światła w zakresie spektralnym powyżej 2 µm. Najważniejsze wyniki realizacji projektu:

  • potwierdzono możliwość wykorzystania grafenu i czarnego fosforu (pierwsza demonstracja) jako nasycalnych absorberów w układach laserów światłowodowych na bazie włókien domieszkowanych jonami holmu,
  • przeprowadzono pionierskie badania nad możliwością wykorzystania m-CNT jako nasycalnego absorbera w zakresie spektralnym 2 µm,
  • zademonstrowano możliwość skalowania głębokości modulacji nasycalnych absorberów na bazie kompozytów grafen/PMMA i m-CNT co pozwoliło na generację ultrakrótkich impulsów w zakresie dyspersji normalnej i zbalansowanej,
  • przeprowadzono badania nad skalowaniem mocy w całkowicie światłowodowych laserach z włóknami aktywnymi domieszkowanymi jonami holmu i nasycalnymi absorberami na bazie kompozytów grafen/PMMA i m-CNT uzyskując odpowiednio w reżimie dyspersji zbalansowanej energie (czasy trwania impulsów) 2,55 nJ (190 fs) 3,79 nJ (212 fs),
  • opracowano uniwersalną konfigurację filtru optycznego umożliwiającego przestrajanie: środkowej długości fali, szerokości spektralnej i dyspersji chromatycznej oraz realizację skomplikowanych konfiguracji filtracji przestrzennej,
  • wykorzystując układ filtracji przestrzennej po raz pierwszy zademonstrowano laser na bazie światłowodów aktywnych domieszkowanych jonami holmu do zastosowań w spektroskopii na bazie dwóch grzebieni optycznych.
 

Ponadto do wartości dodanych wynikających z realizacji projektu zaliczyć należy:

Nawiązanie współpracy z grupą prof. Hana Zhanga z Shenzhen University.

Wzmocnienie współpracy krajowej z grupami badawczymi z ITME w Warszawie i Politechniki Warszawskiej.

Uzyskane wyniki stanowią bardzo duży wkład w pracę doktorską realizowaną przez mgr inż. Marię Pawliszewską.

 

Lista publikacji, w których opublikowano wyniki projektu:

  1. Pawliszewska, A. Dużyńska, M. Zdrojek, J. Sotor, "Wavelength- and dispersion-tunable ultrafast holmium-doped fiber laser with dual-color operation," Opt. Lett. 45, 956-959 (2020),
  2. Pawliszewska, A. Dużyńska, M. Zdrojek, J. Sotor, „Metallic carbon nanotube-based saturable absorbers for holmium-doped fiber lasers,” Optics Express Opt. Express 27, 11361-11369 (2019),
  3. Pawliszewska, T. Martynkien, A. Przewłoka, and J. Sotor, "Dispersion-managed Ho-doped fiber laser mode-locked with a graphene saturable absorber," Opt. Lett. 43, 38-41 (2018),
  4. Pawliszewska, Y. Ge, Z. Li, H. Zhang, and J. Sotor, "Fundamental and harmonic mode-locking at 2.1 μm with black phosphorus saturable absorber," Opt. Express 25, 16916-16921 (2017),
  5. Pawliszewska, A. Przewłoka, J. Sotor, „Stretched-pulse Ho-doped fiber laser mode-locked by graphene based saturable absorber,” Proc. SPIE 10512, Fiber Lasers XV: Technology and Systems, 105121A (26 February 2018),
  6. Pawliszewska, A. Przewłoka, W. Kaszub, J. Sotor, “Dispersion control and wavelength tuning of mode-locked holmium-doped fiber laser", Proc. SPIE 10974, Laser Technology 2018: Progress and Applications of Lasers, 1097406 (4 December 2018).