Pasywna synchronizacja modów w ultraszybkich laserach światłowodowych domieszkowanych tulem z kompensacją dyspersji 


Opis projektu


Głównym celem niniejszego projektu było zbadanie możliwości generowania ultrakrótkich (tj. femtosekundowych) impulsów optycznych z laserów światłowodowych domieszkowanych tulem, pracujących w zakresie spektralnym średniej podczerwieni (1,9 – 2,0 μm), w różnych reżimach dyspersyjnych.

Realizacja projektu zaowocowała bardzo wieloma interesującymi wynikami, często unikatowymi i pionierskimi w skali świata, mającymi duży wpływ na rozwój dyscypliny. Do najważniejszych osiągnięć projektu należą:

Opracowanie femtosekundowych laserów tulowych wykorzystujących grafen jako nasycalny absorber, pracujących w reżimie solitonowym, m.in. pierwsza na świecie demonstracja lasera tulowego wykorzystującego grafen, zrealizowanego całkowicie w technologii utrzymującej polaryzację.

Pierwsza na świecie demonstracja lasera tulowego wykorzystującego czarny fosfor jako nasycalny absorber – eksperymentalne wykazanie nieliniowych własności tego materiału i jego użyteczności w zakresie spektralnym 1900-2000 nm.

Przeprowadzenie oryginalnych badań nad wpływem parametrów nasycalnego absorbera (ilość warstw grafenu lub grubość powłoki nanorurek węglowych) na działanie i parametry lasera tulowego.

Opracowanie i demonstracja układów całkowicie światłowodowych wzmacniaczy dla impulsowych laserów tulowych, zarówno dla źródeł femtosekundowych jak i szumopodobnych.

Demonstracja generacji najszerszych spektralnie do tej pory na świecie solitonów dyssupujących w reżimie dyspersji normalnej z lasera domieszkowanego tulem – w układzie lasera całkowicie światłowodowego, bez użycia elementów optyki objętościowej.

Uzyskanie generacji w reżimie dyspersji zbalansowanej w laserze tulowym wykorzystującym grafen. Dotychczas ten tryb pracy lasera nie był obserwowany, ze względu na zbyt małą głębokość modulacji i niski próg zniszczenia typowych absorberów grafenowych. Osiągnięcie to było możliwe dzięki opracowaniu powtarzalnej technologii wielowarstwowych kompozytów grafenowo-polimerowych, we współpracy z Instytutem Technologii Materiałów Elektronicznych (ITME) w Warszawie.

Opracowanie lasera tulowego z płynnie przestrajalną dyspersją rezonatora, z wykorzystaniem kompresora opartego na siatce dyfrakcyjnej, umożliwiającego generację wszystkich trzech podstawowych reżimów synchronizacji modów (w dyspersji anomalnej, zerowej i normalnej).

 

Wymiernym efektem projektu jest opublikowanie łącznie 9 artykułów w renomowanych czasopismach z Listy Filadelfijskiej (m.in. Optics Express, Optics Letters, Photonics Research)