Поиск
Найти:
Подписка/отписка
на рассылку новостей
ISSN 2070-7401 (Print), ISSN 2411-0280 (Online)
Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса
физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, потенциально опасных явлений
и объектов

  

Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2020. Т. 17. № 3. С. 66-72

Мощный волоконно-оптический усилитель диапазона 1640-1660 нм для лидарного контроля метана

В.И. Григорьевский 1 
1 Фрязинский филиал Института радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАН, Фрязино, Московская обл., Россия
Одобрена к печати: 03.06.2020
DOI: 10.21046/2070-7401-2020-17-3-66-72
Создан и испытан мощный волоконно-оптический усилитель на эффекте Рамана на длину волны ~1653 нм с выходной пиковой мощностью ~10 Вт для применения в лидаре с целью контроля метана в атмосфере Земли. Усилитель состоит из трёх параллельно работающих оконечных усилителей с выходной мощностью более 3 Вт каждый. Мощность от этих усилителей суммировалась на волоконном объединителе для последующей передачи излучения в передающий коллиматор лидара. Теоретический расчёт выходной мощности отдельного оконечного усилителя показал, что эффективность рамановского преобразования возрастает, если в нём использовать световод с более тонкой световедущей жилой, что позволяет снизить как мощность накачки, так и длину световода. Приводятся спектры задающего лазерного источника и выходного излучения многоканального усилителя, которые в полосе сканирования излучения близки по форме друг к другу. Некоторое отличие наблюдается за полосой сканирования из-за более высокого уровня шума излучения после усилителя. Проведённые измерения параметров линии поглощения метана в атмосфере Земли на трассах с отражением светового излучения от облачных слоёв, расположенных на высотах до 3,5 км, хорошо согласуются с теоретическим расчётом. В созданном усилителе имеется также возможность нарастить выходную мощность свыше 20 Вт при подключении ещё четырёх оконечных усилителей. Такая мощность передатчика лидара способна обеспечить энергетический потенциал для измерений концентрации газа с низкоорбитального космического аппарата.
Ключевые слова: лидар, волоконно-оптический усилитель, эффект Рамана, атмосфера, оптический передатчик
Полный текст

Список литературы:

  1. Акимова Г. А., Григорьевский В. И., Матайбаев В. В. Увеличение энергетического потенциала лидара для контроля метана на основе квазинепрерывного источника излучения // Радиотехника и электроника. 2015. Т. 60. № 10. С. 1058–1061.
  2. Alahyane F., Crotti C., Deloison F. Wavelength optimization in femtosecond laser corneal surgery // Investigative Ophthalmology and Visual Science. 2013. V. 54. No. 5. P. 3340–3349.
  3. Chang E. W., Sharma U., Yun S. H. Long-wavelength optical coherence tomography at 1.7 μm for enhanced imaging depth // Optics Express. 2008. V. 16. No. 24. P. 19712–19723.
  4. Delahaye T., Maxwell S. E., Reed Z. D. Precise methane absorption measurements in the 1.64 μm spectral region for the MERLIN mission // J. Geophysical Research: Atmospheres. 2016. V. 121. No. 12. P. 7360–7370.
  5. Grigorievsky V. I., Elbakidze A. V., Tezadov Y. A., Modeling and investigation of high-power fiber-optical transmitters for lidar applications // J. Russian Laser Research. 2017. V. 38. No. 4. P. 311–315.
  6. Ponomarev Yu. N., Kapitanov V. A. TDLS of methane and its applications to study of methane emissions from natural structures to the atmosphere. 2013. 31 p. URL: http://www.dls.gpi.ru/rus/conf/TDLS2013/Posters/Ponomarev.pdf.
  7. Shaoxiang C., Shaif-Ul A., Yongmin J. Ultra-short wavelength operation of thulium-doped fiber amplifiers and lasers // Optics Express. 2019. V. 27. No. 25. P. 369322–369331.