Мы используем cookie файлы.
Пользуясь сайтом, вы соглашаетесь с нашей Политикой конфиденциальности.

Номер договора
075-15-2021-581
Период реализации проекта
2021-2023
Приглашенный ученый
2021 - 2023 Тейлор Джеймс Рой Великобритания, Ирландия

По данным на 01.11.2022

36
Количество специалистов
42
научных публикаций
5
Объектов интеллектуальной собственности
Общая информация

Проект направлен на научно-технологический прорыв в микроволновой фотонике. Находящаяся на стыке лазерной физики, радиоэлектроники, интегральной оптики, компьютерных и информационных наук, ее цель заключается в том, чтобы заменить сложные, дорогие, часто громоздкие радиоэлектронные устройства (процессоры) более простыми, дешевыми и компактными оптоэлектронными устройствами, представленными в универсальном и компактном формате.

Название проекта: Разработка генераторов гребенчатого спектра для применений в микроволновой фотонике, спектроскопии и системах высокоскоростной обработки данных


Цели и задачи

Деятельность лаборатории будет направлена на решение актуальной задачи – разработку активной элементной базы микроволновой фотоники - лазерных источников с низким уровнем шума.

Практическое значение исследования

Научные результаты:

На основе DFB - лазера, работающего в режиме самозахвата частоты через кольцевой волоконный резонатор, разработана экспериментальная модель двухчастотного Бриллюэновского лазера с шириной, каждой из линий < 1 кГц. Показано, что для устойчивой работы системы в режиме самозахвата достаточно простой активной оптоэлектронной обратной связи. Обеспечивая устойчивый резонанс в волоконной конфигурации, такое решение позволяет обойтись без сложных активных средств стабилизации, совмещая в едином модуле уникальность характеристик, присущих лазерам с двойным резонансом, с простотой конструкции полностью пассивной самонастраивающейся волоконной системы. Полученные результаты расширяют понимание механизма самозахвата частоты в полупроводниковых лазерах и открывают новые возможности для управления их свойствами [Lopez-Mercado, C.A et al; Sensors 2021, 21, 6859, Spirin, V.V et al Optics & Laser Technology 2021, 141, 107156].

Предложена схема стабилизации гармонической синхронизации мод в кольцевом волоконном лазере при помощи акустооптического сдвига частоты. Экспериментально продемонстрирована конфигурация солитонного лазера телекоммуникационного диапазона (~1550 нм) с частотой следования импульсов более 10 ГГц и уровнем подавления супермодового шума около 30 dB [Korobko, D. A. et al, Optics & Laser Technology, 133, 106526 (2021)].

Предложены новые методы снижения супермодового шума и точной подстройки частоты следования импульсов волоконного лазера с гармонической синхронизацией мод, использующие инжекцию излучения внешнего непрерывного лазера с перестраиваемой длиной волны [Ribenek, V. A. et al, (2021). Optics Letters, 46(22), 5687-5690., Ribenek, V. A. et al, (2021). Optics Letters, 46(22), 5747-5750, Ribenek, V. A. et al, (2022). Optics Letters, 47(19), 5236-5239].

Эффект снижения супермодового шума в волоконном лазере с гармонической синхронизацией мод на основе инжекции излучения внешнего непрерывного лазера дополнен новыми экспериментальными наблюдениями, объяснен посредством серий численного моделирования [D. A. Korobko, et al, "Resonantly induced mitigation of supermode noise in a harmonically mode-locked fiber laser: revealing the underlying mechanisms," Opt. Express 30(10), 17243 (2022)].

На основе волоконного телекоммуникационного источника, системы усиления чирпированных импульсов и фотонно-кристаллического волокна с большой площадью моды (ФКВ) с низким двойным лучепреломлением разработана лазерная система, генерирующая ~ 100 фс импульсы с энергией ~ 10 нДж в диапазоне 1600–1700 нм. Исследованы характеристики выходного спектра, соответствующие рамановским солитонам, при различных поляризациях импульса накачки на входе ФКВ. Показано, что длина волны максимума выходного спектра может быть перестроена в длинном (L) и сверхдлинном (U) телекоммуникационных диапазонах путем регулировки состояния поляризации импульса накачки при постоянной выходной мощности [D. Stoliarov, et al., "Fibre laser system with wavelength tuning in extended telecom range," Optical Fiber Technology 72, 102994 (2022)].

Исследованы плазмонные свойства массивов параллельных углеродных нанотрубок с двойными стенками. Показано, что в таких сборках можно генерировать сверхмедленные моды поверхностных плазмон-поляритона (ППП), обладающие фазовой скоростью на несколько порядков ниже скорости света в вакууме и высокой добротностью. Показано, что нерелятивистские электронные пучки со скоростью менее 106 м/с могут быть использованы для возбуждения ППП в массивах двустенных углеродных нанотрубок. Для ППП-мод, возбуждаемых электронным пучком, определены частотный диапазон ППП-волн и скорости электронного пучка, соответствующие фазовому синхронизму в широком диапазоне частот. Он открывает путь к созданию замедляющих структур на основе плотных массивов многостенных углеродных нанотрубок, использующих эффективную передачу энергии от накачки к СПП [A. S. Kadochkin, et al, "Excitation of Ultraslow High‐q Surface Plasmon Polariton Modes in Dense Arrays of Double‐Walled Carbon Nanotubes," Annalen der Physik 2100438 (2022)].

Образование и переподготовка кадров:

  • Подготовлены и защищены 3 кандидатские диссертации.
  • 5 сотрудников лаборатории прошли стажировки в ведущих научных центрах Европы – Астонский университет, Имперский колледж Лондона (Великобритания), Ecole Nationale d’Ingenieurs de Brest (Франция).
  • Разработаны курсы и программы: программа аспирантуры «Основы нелинейной оптики», курсы для студентов Инженерно-физического факультета высоких технологий «Нелинейная лазерная волоконная оптика», «Квантовая электроника и физика лазеров».

Сотрудничество:

Имперский колледж Лондона, Астонский университет (Великобритания), Университет Монса (Бельгия), Университет Тампере (Финляндия), Центр научных исследований и высшего образования в Энсенаде (Мексика), Leibniz Institute of Photonic Technology (Германия), Академия наук Чехии, École Nationale d'Ingénieurs de Brest (Франция), Научный центр волоконной оптики им. Е.М. Дианова Российской академии наук, Институт радиотехники и электроники имени В.А. Котельникова Российской академии наук, Институт автоматики и электрометрии Сибирского отделения Российской академии наук, Институт нанотехнологий микроэлектроники Российской академии наук, Новосибирский государственный университет, НПК «Технологический центр» (Россия): совместные исследования и публикации.

Скрыть Показать полностью
D. A. Stoliarov, P. A. Itrin, D. A. Korobko, V. A. Ribenek, L. V. Tabulina, A. V. Sysa, and Yu. P. Shaman
"Saturable absorber based on the fiber coupler coated by CNTs," Optical Fiber Technology 63, 102524 (2021).
D. Korobko, D. Stoliarov, P. Itrin, V. Ribenek, M. Odnoblyudov, A. Petrov, and R. Gumenyuk
"Stabilization of a Harmonic Mode-Locking by Shifting the Carrier Frequency," J. Lightwave Technol. 39(9), 2980–2987 (2021).
V. V. Spirin, J. L. Bueno Escobedo, S. V. Miridonov, M. C. Maya Sánchez, C. A. López-Mercado, D. A. Korobko, I. O. Zolotovskii, and A. A. Fotiadi,
"Sub-kilohertz Brillouin fiber laser with stabilized self-injection locked DFB pump laser," Optics & Laser Technology 141, 107156 (2021).
X. Liu, M. Närhi, D. Korobko, and R. Gumenyuk
"Amplifier similariton fiber laser with a hybrid-mode-locking technique," Opt. Express 29(22), 34977 (2021).
A. A. Fotiadi, D. A. Korobko, I. O. Zolotovskii, and J. R. Taylor
"Brillouin-like amplification in rare-earth-doped optical fibers," Opt. Express 29(24), 40345 (2021).
V. A. Ribenek, D. A. Stoliarov, D. A. Korobko, and A. A. Fotiadi
"Pulse repetition rate tuning of a harmonically mode-locked ring fiber laser using resonant optical injection," Opt. Lett. 46(22), 5687 (2021).
V. A. Ribenek, D. A. Stoliarov, D. A. Korobko, and A. A. Fotiadi,
"Mitigation of the supermode noise in a harmonically mode-locked ring fiber laser using optical injection," Opt. Lett. 46(22), 5747 (2021).
B. G. Gorshkov, K. Yüksel, A. A. Fotiadi, M. Wuilpart, D. A. Korobko, A. A. Zhirnov, K. V. Stepanov, A. T. Turov, Y. A. Konstantinov, and I. A. Lobach
"Scientific Applications of Distributed Acoustic Sensing: State-of-the-Art Review and Perspective," Sensors 22(3), 1033 (2022).
A. S. Kadochkin, S. G. Moiseev, V. V. Svetukhin, A. N. Saurov, and I. O. Zolotovskii
"Excitation of Ultraslow High‐q Surface Plasmon Polariton Modes in Dense Arrays of Double‐Walled Carbon Nanotubes," Annalen der Physik 2100438 (2022).
D. A. Korobko, V. A. Ribenek, D. A. Stoliarov, P. Mégret, and A. A. Fotiadi
"Resonantly induced mitigation of supermode noise in a harmonically mode-locked fiber laser: revealing the underlying mechanisms," Opt. Express 30(10), 17243 (2022).
D. Stoliarov, A. Koviarov, D. Korobko, D. Galiakhmetova, and E. Rafailov
"Fibre laser system with wavelength tuning in extended telecom range," Optical Fiber Technology 72, 102994 (2022).
D. C. Kirsch, A. Bednyakova, P. Varak, P. Honzatko, B. Cadier, T. Robin, A. Fotiadi, P. Peterka, and M.Chernysheva
"Gain-controlled broadband tuneability in self-mode-locked Thulium-doped fibre laser," Commun Phys 5(1), (2022).
Ribenek, V. A., Korobko, D. A., Fotiadi, A. A., & Taylor, J. R.
Supermode noise mitigation and repetition rate control in harmonic mode-locked fiber laser implemented through the pulse train interaction with co-lased CW radiation. Optics Letters, 47(19), 5236-5239.
Другие лаборатории и ученые
Лаборатория, принимающая организация
Область наук
Город
Приглашенный ученый
Период реализации проекта
Лаборатория «Гибридные методы моделирования и оптимизации в сложных системах»

Сибирский федеральный университет - (СФУ)

Компьютерные и информационные науки

Красноярск

Станимирович Предраг Стеван

Сербия

2022-2024

Лаборатория «Исследование сетевых технологий с ультра малой задержкой и сверхвысокой плотностью на основе широкого применения искусственного интеллекта для сетей 6G»

Санкт-Петербургский государственный университет телекоммуникаций им. проф. М. А. Бонч-Бруевича

Компьютерные и информационные науки

Санкт-Петербург

Абд Эль-Латиф Ахмед Абдельрахим

Египет

2022-2024

Лаборатория «Многомасштабная нейродинамика для интеллектуальных систем»

Сколковский институт науки и технологий - (Сколтех)

Компьютерные и информационные науки

Москва

Ванг Джун

Гонконг

2021-2023