Характеристики генерации и стабильность выходной мощности многоканального волоконного лазера

Теоретически и экспериментально исследовано влияние плотности расположения и числа спектральных каналов на стабильность выходной мощности многочастотного непрерывного лазера. В расчетах использована модель, в которой взаимодействие каналов, обусловленное насыщением активной среды, определяется коэффициентами кросс-насыщения, зависящими от частотного расстояния между каналами. Основные закономерности генерации проанализированы на примере лазера с числом каналов три, пять и девять. Показано, что при заданном превышении мощностью накачки порогового значения выравнивание мощностей каналов достигается введением дополнительных потерь в каналы с максимальной мощностью. При этом увеличение мощности накачки при достаточно плотном расположении каналов приводит к подавлению генерации в четных каналах. С ростом числа каналов лазерная система сохраняет устойчивость, однако время перехода к стационарному режиму резко возрастает. Эксперименты проведены с использованием эрбиевого волоконного лазера, конструкция которого обеспечивала независимое управление мощностями до 40 спектральных каналов, согласованных по частоте с телекоммуникационной сеткой частот. Результаты экспериментов качественно согласуются с расчетными. В частности, долговременная относительная нестабильность менее 3 дБ наблюдалась лишь при числе каналов менее семи и частотном расстоянии между ними более 400 ГГц. Нестабильность возрастала с увеличением числа каналов и их плотности.