Ламинарно-турбулентный переход для световых волн в волоконном лазере

Институт автоматики и электрометрии СО РАН

Авторы: Е.Г.Турицына1, С.В.Смирнов2, S.Sugavanam1, Н.В.Тарасов1, X.Shu1, С.А.Бабин2,3, О.А.Горбунов3, Е.В.Подивилов2,3, Д.В.Чуркин1,2,3,  Г.Е.Фалькович4,5, С.К.Турицын1,2,3

1 – Университет Астон, Бирмингем (Великобритания); 2 – НГУ, Новосибирск; 3 – ИАиЭ СО РАН, Новосибирск; 4 – Вайцмановский институт науки, Реховот (Израиль); 5 – Институт проблем передачи информации РАН, Москва 

Экспериментальные (a,b) и расчётные (c,d) пространственно-временные распределения интенсивности в зависимости от числа обходов световых волн по резонатору лазера в ламинарном (a,c) и турбулентном (b,d) режимах.

Изучен переход от ламинарного состояния к турбулентному для световых волн, по аналогии с гидродинамической турбулентностью. На примере многомодового волоконного ВКР-лазера продемонстрировано, что ламинарный режим соответствует стабильной генерации с узким спектром (так называемый конденсат с высокой когерентностью) и наблюдается при малых мощностях генерации. При увеличении мощности выше некоторой критической происходит скачкообразный переход к турбулентному режиму из-за потери пространственной когерентности. При этом спектр генерации резко уширяется и стохастизуется. Показано, что переход к турбулентности происходит из-за разрушения конденсата за счёт образования и кластеризации темных и серых солитонов.

Публикации:

  1. Д.В.Чуркин, С.В.Смирнов, О.А.Горбунов, Е.Г.Турицына, Г.Фалькович, Е.В.Подивилов, С.А.Бабин, С.К.Турицын. Ламинарный и турбулентный режим генерации в непрерывных волоконных лазерах (пригл.докл.). // Материалы Российского семинара по волоконным лазерам 2012 (Новосибирск, 27-30 марта 2012 г.), ИАиЭ СО РАН, 2012, с.159-160.
  2. E.G. Turitsyna, S.V. Smirnov, S. Sugavanam, N. Tarasov, X. Shu, S.A. Babin, E.V. Podivilov, D.V. Churkin, G. Falkovich, S.K. Turitsyn. The laminar-turbulent transition in a fibre laser. Nature Photonics7 (4) 783-787 (2013).
  3. K.Turitsyn, S.A.Babin, E.G.Turitsyna, G.E.Falkovich, E.V.Podivilov, D.V.Churkin. Optical Wave Turbulence— chapter in book: Advances in Wave Turbulence, edited by V.Shrira and S.Nazarenko), World Scientific Publ., 2013, 296 pp.

Программа СО РАН II.10.2. Фундаментальные проблемы взаимодействия лазерного излучения с однородными и структурированными средами (координатор ак. А.М. Шалагин