В.И. Конов, Е.Д. Образцова, А.В. Таусенев, М.А. Солодянкин,

А.С. Лобач, А.И. Чернов, П.Г. Крюков, Е.1, Е.М. Дианов

1 Институт общей физики им. А.М. Прохорова РАН, 119991, Москва, ул. Вавилова 38, Россия

2 Научный центр волоконной оптики РАН, 119991, Москва, ул. Вавилова 38, Россия

3 Институт проблем химической физики , РАН, Черноголовка, 123182, Россия

Сочетание высокой оптической нелинейности и ультракоротких времен релаксации электронных возбуждений в одностенных углеродных нанотрубках (ОУН), диспергированных в различных средах (жидкости, полимеры), позволило создать новый класс насыщающихся поглотителей для лазеров с рабочими длинами волн в среднем ИК диапазоне (1-2 мкм). В течение последних 4х лет нам удалось реализовать режим
самосинхронизации мод во многих твердотельных лазерах [1-2].

Одностенные углеродные нанотрубки обладают целым рядом уникальных свойств, гарантирующих их эффективную работу в качестве сверхбыстрых оптических переключателей в резонаторах твердотельных лазеров:

- широкий рабочий спектральный диапазон (1-2 мкм),

- суб-пикосекундные характерные времена релаксации,

- высокая оптическая нелинейность,

- высокий порог лазерного разрушения.

Нелинейно-оптические элементы, основанные на углеродных нанотрубках, особенно эффективны в волоконных лазерах. В случае диспергирования нанотрубок в полимерных матрицах [3] их легко интегрировать в компактные схемы волоконных резонаторов. Рабочий спектральный диапазон таких насыщающихся поглотителей можно расширить до 2 мкм при использовании дуговых нанотрубок. В этой спектральной области поглотители других типов практически отсутствуют.

С использованием пленочного насыщающегося поглотителя, представляющего собой композит карбоксиметилцеллюлозы с диспергированными дуговыми ОУН, впервые был реализован режим самосинхронизации мод в тулиевом волоконном лазере с кольцевой схемой резонатора [4]. Этот полностью компактный волоконный лазер генерировал импульсы излучения с длиной волны 1.93 мкм и длительностью 2 пс (согласно автокорреляционной функции). Наблюдался выходной цуг синхронизованных импульсов с частотой повторения 37 Мгц, пиковой мощностью 70 Вт и средней выходной мощностью
3.4 mW.

Был реализован режим самосинхронизации мод в эрбиевом волоконном лазере с солитоно-подобными выходными импульсами длительностью 177 фс [5]. Волоконный лазер накачивался лазерным диодом с выходной мощностью 85 mW, работающем на длине волны 980 нм. Был получен цуг синхронизированных импульсов с частотой повторения 50 МГц. В качестве насыщающегося поглотителя использовалась целлюлозная пленка с диспергированными ОУН. Пленка была сформирована оригинальным методом с использованием дуговых одностенных углеродных нанотрубок.