Основным направлением деятельности лаборатории

является разработка и исследование новых типов волоконных световодов для различных применений. Кроме того, нами реализуются лазерные устройства на основе разрабатываемых световодов.

В лаборатории ведутся следующие работы:

• Проектирование, изготовление и исследование эрбиевых и иттербиевых волоконных световодов с накачкой по оболочке, в том числе световодов с изменяющимся по длине диаметром и световодов с предельно высокой концентрацией легирующей добавки. Производится реализация лазеров и усилителей с высокой пиковой/средней мощностью на основе таких световодов;
• Проектирование, изготовление и исследование специальных волоконных световодов для генерации на новых длинах волн. В лаборатории разработываются различные светововедущие структуры для реализации Yb-лазеров/усилителей на 976 нм и Nd-лазеров/усилителей на 920 нм. Проводятся исследования волоконных световодов с оптически более плотными волноведущими элементами в кварцевой оболочке, световодов со сложным профилем легирования по диаметру, световодов с предельно малым размером кварцевой оболочки. Апробация волоконных световодов выполняется в непрерывном и импульсном режимах, в том числе реализуются источники задающего сигнала;
• Проектирование, изготовление и исследование радиационно-стойких и радиационно-чувствительных световодов, проводятся исследования механизмов радиационно-наведенных потерь, их эволюции во времени, при изменении температуры, а также разработка методов устранения радиационно-наведенных дефектов в волоконных световодах;
• Проектирование, изготовление и исследование световодов с увеличенным порогом ВРМБ. Проводятся исследования специальных конструкций одномодовых оптических волокон со сложным по радиусу профилем легирования, позволяющим снижение общего максимума усиления за счет реализации множественных бриллюэновских резонансов в широком диапазоне акустических частот.

1. S. S. Tsvetkov, T.S. Zaushitsyna, V.A. Agakhanova, L.D. Iskhakova, M.V. Yashkov, A.S. Lobanov, D.S. Lipatov, M.Yu. Salganskii, M.M. Bubnov, M.E. Likhachev, "Rigorous modeling of electrostrictively excited acoustic fields and SBS gain spectra in single-mode optical fibers," Journal of Lightwave Technology, doi: 10.1109/JLT.2026.3669028.
2. D. Davydov, S. Aleshkina, V. Velmiskin, A. Lobanov, M. Yashkov, D. Lipatov, D. Przhiialkovskii, O. Butov, M. Likhachev, "Monolithic Single-Mode Nd-Doped Fiber Laser Operated at 915-nm With 37% Slope Efficiency," IEEE Photonics Technology Letters, vol. 38, no. 8, pp. 543-546, 15 April15, 2026, doi: 10.1109/LPT.2026.3654345.

1. Mikhailov, E. K., Levchenko, A. E., Velmiskin, V. V., Zaushitsyna, T. S., Bubnov, M. M., Lipatov, D. S., & Likhachev, M. E. Yb-doped tapered fiber amplifier with ultimately low higher-order modes content. Optical Fiber Technology, 95, 104455 (2025). https://doi.org/10.1016/j.yofte.2025.104455
2. Mikhail E. Likhachev, Egor K. Mikhailov, Tatiana S. Zaushitsyna, Vitaliya A. Agakhanova, Lyudmila D. Iskhakova, Mikhail M. Bubnov, Alexey S. Lobanov, Andrey A. Umnikov, Denis S. Lipatov, Highly Yb-doped silica-based fibers for ultra-short lasers and amplifiers, Optical Fiber Technology, Volume 95, 104427, 2025 https://doi.org/10.1016/j.yofte.2025.104427
3. Likhachev M.E., Zaushitsyna T.S., Agakhanova V.A., Aleshkina S.S., Bubnov M.M., Lobanov A.S., Oleinik D.I., Lipatov D.S. Refractive index of aluminophosphosilicate glass in optical fibers near AlPO4 join // Photonics. – 2025. – Vol. 12, N. 1. – P. 20. DOI: 10.3390/photonics12010020

1. Aleshkina, S.S.; Davydov, D.A.; Velmiskin, V.V.; Yashkov, M.V.; Umnikov, A.A.; Alyshev, S.V.; Iskhakova, L.D.; Bubnov, M.M.; Lipatov, D.S.; Likhachev, M.E. Improvement of Efficiency in 976 nm Fiber Amplifier by Spectral Filtering in Yb-Doped Fiber with Absorbing Rods Embedded in the Cladding // Photonics – 2024. – Vol.11(1), 89. https://doi.org/10.3390/photonics11010089.
2. Kenzhina I.E., Kashaykin P.F., Vasiliev S.A., Zaurbekova Zh.A., Askerbekov S.K., Tolenova A.U., Samarkhanov K.K., Kulsartov T.V., Shaimerdenov A.A., Tomashuk A.L. Optical spectra in pure-silica-core single mode optical fibers after high-fluence reactor irradiation // Nuclear Materials and Energy. – 2024. – Vol. 339. – 01669. DOI: https://doi.org/10.1016/j.nme.2024.101669
3. E.K. Mikhailov, A.E.Levchenko, V.V.Velmiskin, T.S.Zaushitsyna, M.M.Bubnov, D.S., Lipatov, A.V. Shirmankin, V.A. Kamynin, M.E. Likhachev, Scaling of Average Power in All-Fiber Side-Pumped Sub-MW Peak Power ps-Pulses Yb-Doped Tapered Amplifier. Photonics 2024, 11, 915. https://doi.org/10.3390/photonics11100915

1. Kenzhina I.E., Kashaykin P.F., Vasiliev S.A., Zaurbekova Zh.A., Askerbekov S. K., Tolenova A.U., Samarkhanov K.K., Akhanov A.M., Kulsartov T.V., Shaimerdenov A.A., Tomashuk A.L. Radiation-induced attenuation in single-mode pure-silica-core optical fibers two years after high-fluence reactor irradiation. // Optical Fiber Technology – 2023. – V. 80. – 103441. DOI: https://doi.org/10.1016/j.yofte.2023.103441
2. Kashaykin P.F., Vasiliev S.A., Tomashuk A.L., A.D. Ignatyev, Britskii V.A., Shaimerdenov A.A., Akhanov A.M., Silnyagind P.P., Kulsartov T.V. Radiation Resistance of Fiber Bragg Gratings under Intense Reactor Irradiation. // Bulletin of the Lebedev Physics Institute. – 2023. – V. 50 – Suppl. 3. – pp. S322-S328 (2023). DOI: 10.3103/S1068335623150071
3. Трошин О.Ю, Буланов А.Д., Салганский М.Ю., Тимофеев О.В., Комшина М.Е., Шумовская К.Ф., Томашук А.Л., Кашайкин П.Ф., Дроздов М.Н. Кварцевый световод на основе изотопно обогащенного 28SiO2", Неорганические материалы, том 59, №6, с. 618-623 (2023). DOI: 10.31857/S0002337X23060143
4. Kotov L. V., Temyanko V., Bubnov M. M., Lipatov D.S., Lobanov A. S., Abramov A., Aleshkina S.S., Guryanov A.N., Likhachev M.E., High-Energy Single-Frequency Core-Pumped Er-Doped Fiber Amplifiers. // Journal of Lightwave Technology – 2023 - vol. 41, no. 5 - pp. 1526-1532, DOI: 10.1109/JLT.2022.3206139.
5. Rybaltovsky, A.; Yashkov, M.; Abramov, A.; Umnikov, A.; Likhachev, M.; Lipatov, D. Optimization of the Core Compound for Ytterbium Ultra-Short Cavity Fiber Lasers. Fibers 2023, 11, 52. https://doi.org/10.3390/fib11060052
6. Davydov, D.A.; Rybaltovsky, A.A.; Aleshkina, S.S.; Velmiskin, V.V.; Likhachev, M.E.; Popov, S.M.; Ryakhovskiy, D.V.; Chamorovskiy, Y.K.; Umnikov, A.A.; Lipatov, D.S. An Ytterbium-Doped Narrow-Bandwidth Randomly Distributed Feedback Laser Emitting at a Wavelength of 976 nm. Photonics 2023, 10, 951. https://doi.org/10.3390/photonics10080951
7. Tsvetkov, S.; Lobanov, A.; Lipatov, D.; Khudyakov, M.; Zaushitsyna, T.; Iskhakova, L.; Kotov, L.; Likhachev, M. Al2O3/GeO2/P2O5/F-Doped Silica Large-Mode-Area Optical Fibers for High-Power Single-Frequency Radiation Delivery. Photonics 2023, 10, 1150. https://doi.org/10.3390/photonics10101150
8. Mikhailov, E.K.; Bobkov, K.K.; Levchenko, A.E.; Velmiskin, V.V.; Khudyakov, D.V.; Aleshkina, S.S.; Zaushitsyna, T.S.; Bubnov, M.M.; Lipatov, D.S.; Likhachev, M.E. Picosecond Pulse Tapered Fiber Amplifier Operated near 1030 nm with Peak Power up to 1 MW. Photonics 2023, 10, 1385. https://doi.org/10.3390/photonics10121385
9. Likhachev, M.E.; Zaushitsyna, T.S.; Agakhanova, V.A.; Iskhakova, L.D.; Aleshkina, S.S.; Bubnov, M.M.; Lobanov, A.S.; Lipatov, D.S. Refractivity of P2O5-Al2O3-SiO2 Glass in Optical Fibers. Photonics 2023, 10, 1383. https://doi.org/10.3390/photonics10121383
10. Aleshkina, S.S.; Davydov, D.A.; Velmiskin, V.V.; Yashkov, M.V.; Umnikov, A.A.; Alyshev, S.V.; Iskhakova, L.D.; Bubnov, M.M.; Lipatov, D.S.; Likhachev, M.E. Improvement of Efficiency in 976 nm Fiber Amplifier by Spectral Filtering in Yb-Doped Fiber with Absorbing Rods Embedded in the Cladding. Photonics 2024, 11, 89. https://doi.org/10.3390/photonics11010089

1. S.Aleshkina, M.Yashkov, M.Salganskii, V.Velmiskin, A.Guryanov, M.Bubnov, M.Likhachev, "Spectrally Selective Optical Loss in Fibers With High-Index Rods Embedded Into Silica Cladding", Journal of Lightwave Technology, 40(14), 4848-4854, (2022). https://doi.org/10.1109/JLT.2022.3169029
2. S.S.Aleshkina, M.M. Khudyakov, T.A. Kashaykina, M.V. Yashkov, M.Yu. Salganskii, V.V. Velmiskin, M.M. Bubnov, and M.E. Likhachev, "High-Order Modes Suppression in All-Glass Large-Mode Area Rare-Earth Doped Optical Fibers with Modified Cladding", Photonics 2022, 9(9), 623; https://doi.org/10.3390/photonics9090623
3. M. M. Khudyakov, S.V. Tsvetkov, A.F. Kosolapov, M.M. Bubnov, A.S. Lobanov, D.S. Lipatov, A.N. Guryanov, M.E. Likhachev, "Combined Method for SBS Suppression in High Numerical Aperture Single-Mode Optical Fibers," IEEE Photonics Technology Letters, vol. 34(20), pp. 1069-1072, (2022), https://doi.org/10.1109/LPT.2022.3200152
4. K.K. Bobkov, E.K. Mikhailov, T.S. Zaushitsyna, A.A. Rybaltovsky, S.S. Aleshkina, M.A. Melkumov, M.M. Bubnov, D.S. Lipatov, M.V. Yashkov, A.N. Abramov, A.A. Umnikov, A.N. Guryanov, M.E. Likhachev, "Properties of Silica Based Optical Fibers Doped With an Ultra-High Ytterbium Concentration," Journal of Lightwave Technology, 2022, https://doi.org/10.1109/JLT.2022.3191862
5. K. K. Bobkov, D. S. Lipatov, M. Y. Salgansky, A. N. Guryanov, M. M. Bubnov and M. E. Likhachev, "All-Fiber Chirped-Pulse Amplifier Emitting 670 fs Pulses With 92 MW Peak Power," IEEE Photonics Technology Letters, vol. 34, no. 18, pp. 977-980 (2022), https://doi.org/10.1109/LPT.2022.3196276
6. K.Bobkov, A.Levchenko, D.Lipatov, A.Guryanov, M.Bubnov, and M.Likhachev, "Monolithic Side-Pumped Amplifier Based on an Yb-Doped Tapered-Fiber and Yielding 0.53 MW 9.3 ps Pulses", Photonics 9(10), 771 (2022). https://doi.org/10.3390/photonics9100771
7. Khudyakov, M.M.; Levchenko, A.E.; Velmiskin, V.V.; Bobkov, K.K.; Aleshkina, S.S.; Zaushitsyna, T.S.; Bubnov, M.M.; Yashkov, M.V.; Guryanov, A.N.; Kotov, L.V.; Likhachev, M.E. Narrow-Linewidth Diffraction-Limited Tapered Er-Doped Fiber Amplifier with 2 mJ Pulse Energy. Photonics 2022, 9, 933. https://doi.org/10.3390/photonics9120933
8. P.F.Kashaykin, E.A.Pospelova, A.L.Tomashuk, M.Yu.Salgansky, A.F.Kosolapov, N.N.Vechkanov, A.N.Guryanov, M.M.Bubnov, S.L.Semjonov, "Drawing- and radiation-induced color centers in pure-silica-core optical fibers in the near-IR range", Optical Fiber Technology, v.73, 103005 (2022), https://doi.org/10.1016/j.yofte.2022.103005
9. P.F. Kashaykin, E.A. Pospelova, Yu.O. Sharonova, O.L. Vokhmyanina, I.S. Azanova, A.L. Tomashuk, “Temperature and polarization dependence of radiation-induced attenuation in pure-silica-core PANDA optical fiber”, Optical Materials, vol. 131, 112510 (2022). https://doi.org/10.1016/j.optmat.2022.112510
10. P.F. Kashaykin, E.A. Pospelova, I.E. Kenzhina, Zh.A. Zaurbekova, S. K. Askerbekov M.Yu. Salgansky, A.A. Shaimerdenov, A.U. Tolenova, A.L. Tomashuk, “Gamma-radiation-induced attenuation of light in pure-silica core optical fiber in long-wavelength region”, International Journal of Mathematics and Physics, vol. 13, №1, pp. 73-78 (2022). https://doi.org/10.26577/ijmph.2022.v13.i1.08

1. S.V. Tsvetkov , M.M. Khudyakov, A.S. Lobanov, D.S. Lipatov, M.M. Bubnov, A.N. Guryanov, V.Temyanko , and M.E. Likhachev, "SBS Gain Suppression in a Passive Single-Mode Optical Fiber by the Multi-Mode Acoustic Waveguide Design", Journal of Lightwave Technology, v.39(2), pp.592 - 599 (2021) https://doi.org/10.1109/JLT.2020.3031726
2. S.Aleshkina, T.Kashaykina, M.Yashkov, M.Salganskii, V.Velmiskin, M.Bubnov, and M.Likhachev, "Spectral filtering in single-mode fibers using resonant coupling with absorbing rods," Opt. Lett. 46, 1458-1461 (2021), https://doi.org/10.1364/OL.412429
3. K.Bobkov, A.Levchenko, T.Kashaykina, S.Aleshkina, M.Bubnov, D.Lipatov, A.Laptev, A.Guryanov, Y.Leventoux, G.Granger, V.Couderc, S.Février, and M.Likhachev, "Scaling of average power in sub-MW peak power Yb-doped tapered fiber picosecond pulse amplifiers," Opt. Express 29, 1722-1735 (2021) https://doi.org/10.1364/OE.413528
4. Khudyakov, M.M.; Levchenko, A.E.; Velmiskin, V.V.; Bobkov, K.K.; Aleshkina, S.S.; Bubnov, M.M.; Yashkov, M.V.; Gur’yanov, A.N.; Kotov, L.V.; Likhachev, M.E. Er-Doped Tapered Fiber Amplifier for High Peak Power Sub-ns Pulse Amplification. Photonics 2021, v.8, p.523. https://doi.org/10.3390/photonics8120523
5. H. Delahaye, C.-H. Hage, S. M. Bardet, I. Tiliouine, G. Granger, D. Gaponov, L. Lavoute, M. Jossent, S. Aleshkina, M. Bubnov, M. Salganskii, D. Lipatov, A. Guryanov, M. Likhachev, F. Louradour, and S. Février, "Generation of megawatt soliton at 1680 nm in very large mode area antiresonant fiber and application to three-photon microscopy", Journal of Optics, 23(11), 115504 (2021) https://doi.org/10.1088/2040-8986/ac26cf
6. S.Aleshkina and M.Likhachev, "All-glass hybrid fibers for dispersion management," J. Opt. Soc. Am. B, v.38(12), F115-F121 (2021) https://doi.org/10.1364/JOSAB.437891
7. Kashaykin P.F., Tomashuk A.L., Vasiliev S.A., Ignatyev A.D., Shaimerdenov A.A., Ponkratov Yu.V., Kulsartov T.V., Kenzhin Y.A., Gizatulin Sh. Kh., Zholdybayev T.K., Chikhray Y.V., Semjonov S.L. Radiation resistance of single-mode optical fibres with view to in-reactor applications // Nuclear Materials and Energy. – 2021. – Vol. 27 – статья № 100981. DOI: https://doi.org/10.1016/j.nme.2021.100981
8. Tomashuk A.L., Filippov A.V., Kashaykin P.F., Salgansky M.Yu., Vasiliev S.A., Zverev O.V, Guryanov A.N., Semjonov S.L. Behavior of strain-assisted self-trapped holes in pure-silica optical fibers upon pulsed-X-ray irradiation // Journal of Non-Crystalline Solids. – 2021. – Vol. 566, статья № 120880. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jnoncrysol.2021.120880

• Показано, что кварцевое стекло (с соответствующим солегированием оксидами фосфора и алюминия) подходит для введения сверхвысоких концентраций Yb2O3 (сравнимых с уровнем, достижимых в фосфатных стеклах). Разработан высоколегированный иттербием волоконный световод с сохранением поляризации. На основе разработанного световода реализованы волоконные одночастотные лазеры, генерирующие в одной поляризационной моде с рекордно короткой длиной резонатора, равной 14 мм.


• С целью создания радиационно-стойких волоконных световодов для применений в датчиках внутри ядерных реакторов, исследованы спектры радиационно-наведенных оптических потерь в волоконных световодах после их реакторного облучения в интенсивном гамма-нейтронном радиационной поле до флюенса быстрых нейтронов 1.8·10^20 n/cm^2 и гамма-дозы 2,32 ГГр. С помощью спектров идентифицированы физические механизмы радиационно-наведенных потерь.


• Впервые продемонстрирован Nd-волоконный лазер, излучающий на длине волны 915 нм, излучающий с эффективностью 37%, что, насколько нам известно, является самым высоким зарегистрированным значением среди волоконных лазеров с качеством пучка, близким к дифракционному пределу (M^2 < 1.2). Реализация лазера выполнена на основе Nd-волоконного световода с поглощающими стержнями, встроенными в оболочку, которые подавляют паразитное усиленное спонтанное излучение (ASE) на длине волны около 1060 нм.


• Предложен и экспериментально подтвержден новый метод подавления вынужденного рассеяния Мандельштамма-Бриллюэна (ВРМБ) за счет создания многомодового акустического профиля и изменения концентрации легирующих добавок по радиусу световода. Предложен простой и быстрый метод моделирования спектров усиления вынужденного бриллюэновского рассеяния для произвольно легированных оптических волокон.