Лазерные системы на основе селенидов, легированных ионами двухвалентного хрома
Введение …………………………………………………………………………………………………………… 4
ГЛАВА 1. Халькогенидные кристаллы Cr:ZnSe и Cr:CdSe ……………………………….. 15
1.1 Источники среднего ИК диапазона ……………………………………………………….. 15
1.2 Физические свойства кристаллов Cr:ZnSe и Cr:CdSe …………………………….. 17
ГЛАВА 2. Термооптический эффект в кристаллах Cr:ZnSe и Cr:CdSe ………………. 24
2.1 Постановка задачи ……………………………………………………………………………….. 24
2.2 Моделирование температурного поля в объеме образцов и их деформации
при воздействии непрерывного источника возбуждения ……………………………….. 24
2.3 Оценка фокусных расстояний тепловых линз ……………………………………….. 33
2.4 Экспериментальная оценка фокусных расстояний тепловых линз …………. 40
2.5 Влияние тепловых искажений на устойчивость активных резонаторов …. 49
2.6 Выводы ………………………………………………………………………………………………… 53
ГЛАВА 3. Cr:ZnSe лазер c z-образным резонатором…………………………………………. 55
3.1 Постановка задачи ……………………………………………………………………………….. 55
3.2 Решение балансных уравнений для Cr:ZnSe лазера с z-образным
резонатором и непрерывной продольной накачкой ……………………………………….. 56
3.3 Cr:ZnSe лазер с двухзеркальным резонатором ………………………………………. 64
3.4 Экспериментальное исследование устойчивости Сr:ZnSe лазера с z-
образным резонатором …………………………………………………………………………………. 66
Симметричный резонатор …………………………………………………………………….. 67
Асимметричный резонатор …………………………………………………………………… 71
3.5 Оценки устойчивости Сr:ZnSe лазера с z-образным резонатором методом
матричной оптики ………………………………………………………………………………………… 73
3.6 Выводы ………………………………………………………………………………………………… 76
ГЛАВА 4. Cr:CdSe лазер c x-образным резонатором ………………………………………… 78
4.1 Постановка задачи ……………………………………………………………………………….. 78
4.2 Решение балансных уравнений Cr:CdSe лазера с четырехзеркальным
резонатором и импульсной продольной накачкой …………………………………………. 78
4.3 Cr:CdSe лазер с резонатором Фабри-Перо …………………………………………….. 82
4.4 Cr:CdSe лазер c x-образным резонатором ……………………………………………… 86
4.5 Перестраиваемый Cr:CdSe лазер …………………………………………………………… 90
4.6 Выводы ………………………………………………………………………………………………… 92
ГЛАВА 5. Перестраиваемый Cr:ZnSe лазер c фильтром Лио ……………………………. 94
5.1 Постановка задачи ……………………………………………………………………………….. 94
5.2 Cr:ZnSe лазер с неоднородно-легированным активным элементом ……….. 96
5.3 Теоретические оценки ………………………………………………………………………… 100
5.4 Cr:ZnSe лазер с фильтром Лио ……………………………………………………………. 105
5.5 Выводы ………………………………………………………………………………………………. 109
Основные результаты…………………………………………………………………………………….. 111
Список публикаций по теме диссертации ………………………………………………………. 113
Список литературы ……………………………………………………………………………………….. 116
Во введении описана актуальность выбранной темы, а также степень ее разработанности, сформулированы цели и задачи диссертации, а также изложены основные результаты, защищаемые научные положения, сведения о научной новизне, практической значимости, методологии и апробации работы и личном вкладе автора, и приведено краткое содержание работы.
В первой главе представлен краткий литературный обзор, обосновывающий актуальность диссертационной работы. Раздел 1.1 посвящен лазерным источникам среднего ИК диапазона, которые активно разрабатывались в последние десятилетия, а также их возможному применению. В разделе 1.2 описаны основные физические свойства активных элементов Cr2+:ZnSe и Cr2+:CdSe.
Во второй главе представлены результаты моделирования тепловых искажений, формирующихся в активных кристаллах Cr2+:ZnSe и Cr2+:CdSe под воздействием продольного непрерывного источника возбуждения, работающего на длине волны 1907 нм.
Раздел 2.1 посвящен постановке задачи. Целью работы стало определение фокусных расстояний наводимых тепловых линз, которые возникают в активных кристаллах Cr2+:ZnSe и Cr2+:CdSe при подаче на них непрерывной продольной оптической накачки на длине волны 1907 нм в зависимости от мощности и радиуса пучка накачки. В разделе 2.2 изложен алгоритм, согласно которому с использованием пакета программ «SIMULIA ABAQUS» было выполнено численное моделирование деформации кристаллов Cr2+:ZnSe и Cr2+:CdSe при их нагревании за счёт поглощения части излучения.
Все расчеты были выполнены для кристаллов Cr2+:ZnSe и Cr2+:CdSe толщиной 2 мм и диаметром 12,5 мм, что соответствовало реальным образцам. Коэффициенты поглощения для активных кристаллов были измерены экспериментально, а остальные параметры были взяты их литературы.
Было принято, что в центр одного из торцов элемента, имеющего форму диска, перпендикулярно его поверхности направлялся поток излучения, часть которого, поглощаясь в веществе, являлась источником нагрева. Считалось, что пучок накачки обладает плоским фронтом, и плотность мощности пучка накачки имеет Гауссово распределение по радиусу. Расчет велся в зависимости от подаваемой мощности излучения P в диапазоне от 0,5 до 10 Вт и радиуса пучка накачки a, который принимал значения от 100 до 700 мкм. Для оценки влияния внешней среды было принято, что теплообмен с ней осуществляется через свободную конвекцию с постоянным коэффициентом теплоотдачи. В описанной постановке методом конечных переменных решалась задача теплопроводности, а также определялось поле деформации объема кристалла. Для этой цели объем активного элемента был разбит на элементарные фрагменты, в каждом из которых определялась температура и компоненты вектора смещения. Для дальнейшего анализа полученные данные аппроксимировались полиномиальными функциями. Пример расчета температурного поля в кристалле, полученного после аппроксимации представлен на рисунке 1. Кроме распределения температуры по результатам моделирования определялись радиусы кривизны деформации торцевых поверхностей.
На основании полученных данных в разделе 2.3 при помощи метода матричной оптики были сделаны оценки фокусных расстояний наводимых в активных средах тепловых линз в зависимости от мощности источника и радиуса пучка продольного источника накачки. Для этого полученные радиальные распределение температуры
аппроксимировались параболой в окрестности центральной оси кристалла по области с радиусом равным радиусу пучка накачки a. Затем по температурным распределениям определялось изменение показателя преломления внутри кристалла, вызванное термооптическим эффектом.
Рис. 1 – Результат аппроксимации Рис.2 – Схема разбиения активного элемента на температурного поля в кристалле фрагменты при расчете тепловых линз
Чтобы определить значение фокусных расстояний наводимых тепловых линз, которые формируются в активных элементах Cr2+:ZnSe и Cr2+:CdSe вследствие изменения показателя преломления, применялся метод матричной оптики. Для описания прохождения лучей через активный элемент, он был разбит на 22 фрагмента вдоль оси z (Рис. 2), где каждому из фрагментов соответствовала матрица преобразования: для торцов использовались матрицы сферических границ, а для объема внутри кристалла – матрицы линзоподобной среды. При этом изменение показателя преломления вдоль оси z описывалось ступенчатой функцией. Для нахождения фокусного определяло расстояние L, на котором фокусируются лучи после прохождения кристалла. Результаты расчета фокусных расстояний тепловых линз для кристаллов Cr2+:ZnSe и Cr2+:CdSe в зависимости от подаваемой мощности P и радиуса пучка накачки a представлены на рисунках 3 и 4 соответственно.
Рис. 3 – Результаты вычисления фокусных Рис. 4 – Результаты вычисления фокусных расстояний тепловых линз для Cr:ZnSe расстояний тепловых линз для Cr:CdSe
Раздел 2.4 посвящен экспериментальному определению тепловых линз в элементах Cr2+:ZnSe и Cr2+:CdSe, которое было выполнено методом зондирующего пучка. На кристаллы Cr2+:ZnSe и Cr2+:CdSe, имеющих форму диска диаметром 12.5 мм и
9
толщиной 2 мм, в центр одного из торцов подавалось сфокусированное излучение от непрерывного тулиевого лазера (ЛМТ-30А-01 НТО ИРЭ-Полюс) с длиной волны 1907 нм, который служил источником нагрева. С противоположной стороны кристалла в область нагрева подавалось излучение от зондирующего лазерного источника (He-Ne лазер для Cr2+:ZnSe и Nd3+:YAG для Cr2+:CdSe). Для определения фокусных расстояний тепловых линз измерялось поперечное распределение зондирующего пучка в нескольких поперечных сечениях в зависимости от мощности тулиевого лазера, после чего полученные данные обрабатывались методом матричной оптики.
Раздел 2.6 посвящен рассмотрению примеров влияния тепловой линзы на устойчивость лазерных резонатора. В разделе 2.6 представлены основные выводы по главе 2.
Третья глава описывает экспериментальное исследование генерационных характеристик Cr2+:ZnSe лазера с четырехзеркальным z-образным резонатором и непрерывным источником накачки в зависимости от конфигурации резонатора.
В разделе 3.1 сформулирована основная задача, которая заключалась в создании Cr2+:ZnSe лазера с z-образным резонатором и поиску оптимальной по уровню выходной мощности геометрической конфигурации системы.
В разделе 3.2 выполнено решение балансных уравнений для Cr2+:ZnSe лазера с z-образным резонатором и непрерывным продольным источником накачки с длиной волны 1907 нм. Раздел 3.3 описывает создание Cr2+:ZnSe лазера с двухзеркальным резонатором, где в качестве накачки применялся волоконный тулиевый лазер (ЛМТ-30А-01 НТО ИРЭ-Полюс). Раздел 3.4. посвящен разработке Cr2+:ZnSe лазера с четырехзеркальным резонатором, в качестве источника накачки также использовался ЛМТ-30А-01 (Рис. 5). Резонатор был образован глухим плоским зеркалом (M1), двумя сферическими зеркалами (M2 и M3, с кривизной R=100 мм), между которыми размещался дисковый кристалл Cr2+:ZnSe радиусом, и 8% выходным зеркалом (M4). Ширина полосы генерации Cr2+:ZnSe лазера составляла 100 нм с максимумом на длине волны около 2400 нм.
Рис.5 – Схема Cr2+:ZnSe-лазера Рис.6 – Зависимости выходной мощности с z-образным резонатором Cr2+:ZnSe-лазера от мощности накачки
Для определения оптимальной конфигурации резонатора Cr2+:ZnSe-лазера варьировались его геометрические параметры: длины плеч l1=M1M2 и l2=M3M4, расстояние между сферическими зеркалами d=M2M3 и углы излома оптической оси α1 и α2. Было рассмотрено два варианта конфигурации резонатора: симметричная (α1=α2) и асимметричная (α1≠α2). При этом длины плеч резонатора в обоих случаях
оставались равными (l1=l2=l). Параметры резонатора варьировались в следующих диапазонах: d изменялось от 10 до 12 см, l от 15 до 50 см, α от 30° до 60°. Для каждой конфигурации определялась зависимость выходной мощности от мощности накачки при помощи измерителя мощности FieldMaxII (Coherent). Пример полученных зависимостей показан на рисунке 6. Юстировка резонатора и контроль поперечного распределения лазерного пучка генерации осуществлялась при помощи пироэлектрической камеры Spiricon Pyrocam III.
Основные результаты измерений представлены в таблицах 1 и 2 для симметричной и ассиметричной конфигураций соответственно. В таблицах указаны: Lmax – максимальная длина резонатора, при которой наблюдается стабильная генерация лазера (L=d+ l1+l2); Pmax – максимальная мощность генерации лазера при фиксированных значениях d, α и подаваемой мощности накачки Ppump=3,55 Вт; L(Pmax) – полная геометрическая длина резонатора, при которой была зарегистрирована Pmax. Максимальная мощность накачки была выбрана по результатам предварительных экспериментов: при более высоких мощностях в некоторых вариантах конфигураций наблюдалось падение выходной мощности генерации и искажение поперечного распределения пучка из-за нагрева активного элемента.
Таблица 1. Симметричная конфигурация резонатора
α=30 ̊ α=35 ̊ α=40 ̊ α=45 ̊ α=50 ̊
d=10 см d=11 см d=12 см
Lmax (см) L(Pmax) (см) Pmax (мВт) Lmax (см) L(Pmax) (см) Pmax (мВт) Lmax (см) L(Pmax) (см) Pmax (мВт)
110 80 50 50 598 629 61 51 51 41 508 430 42 42 42 42 370 344
70 70 50
40 40 40 495 552 410 51 51 51 41 41 41 419 486 403 42 42 42 42 42 42
337 279 44
Таблица 2. Асимметричная конфигурация резонатора
35 ̊ 40 ̊ 45 ̊ 50 ̊ 55 ̊ 60 ̊ L(Pmax)(см) 50 60 60 60 40 50 40
В разделе 3.5 при помощи метода матричной оптики выполнен расчет устойчивости z-образного резонатора с учетом астигматизма сферических зеркал. Полученные результаты были сопоставлены с экспериментальными данными.
Раздел 3.6 посвящен основным выводам по главе 3.
В четвертой главе описана разработка перестраиваемого Cr2+:CdSe лазера с четырехзеркальным x-образным резонатором и импульсным источником накачки, работающим на длине волны 1940 нм.
Раздел 4.1 посвящен постановке экспериментальной задачи. Она заключалась в создании перестраиваемого Cr2+:СdSe-лазера с четырехзеркальным резонатором и импульсно-периодической накачкой Tm3+:YAP-лазером
В разделе 4.2 приведено решение балансных уравнений для Cr2+:CdSe лазера с импульсной продольной накачкой. Показано влияние уровня мощности накачки на
α2
Pmax(мВт) 598 652 675 555 507 432 233
30 ̊
Lmax(см) 110 90 90 80 80 70 50
11
форму генерируемого импульса. Раздел 4.3 описывает реализованный Cr2+:CdSe лазер с резонатором Фабри-Перо и импульсным источником возбуждения, в качестве которого использовался Tm3+:YAP лазер, работающий в режиме модуляции добротности.
Рис.7 – Схема Cr2+:CdSe лазера c Рис.8 – Зависимости мощности x-образным резонатором генерации Cr2+:CdSe лазера от мощности
подаваемой накачки
Раздел 4.4 посвящен созданию Cr2+:CdSe лазера с четырехзеркальным x-образным резонатором. На рисунке 7 представлена оптическая схема Cr2+:СdSe лазера с накачкой на основе Tm3+:YAP-лазерной системы. Монокристалл Cr2+:СdSe был выращен из паровой фазы с использованием монокристаллической затравки, и имел форму диска с диаметром 12,5 мм и толщиной 2 мм. Коэффициент поглощения на длине волны 1938 нм составил ~ 7,5 см-1. Для уменьшения теплового влияния интенсивного возбуждающего излучения кристалл был закреплен в медный радиатор с замкнутым контуром водяного охлаждения. Резонатор Cr2+:СdSe-лазера был образован плоским глухим зеркалом (M1), двумя сферическими зеркалами (M2, M3) с кривизной 100 мм и плоским выходным зеркалом (OC). Излучение накачки фокусировалось c помощью длиннофокусной линзы (L) и направлялось сквозь одно из сферических зеркал. Расстояние между сферическими зеркалами составляло ~ 12 см, а длины плеч резонатора ~ 15 см. В качестве выходного зеркала (M4) использовались зеркала с коэффициентами пропускания 8%, 20%, 25% 28%, и 40%, а также германиевая пластинка.
В качестве источника возбуждающего излучения выступал Tm3+:YAP-лазер с активной модуляцией добротности. Средняя выходная мощность лазера накачки достигала 4 Вт при частоте следования импульсов 10 кГц.
Юстировка и контроль качества пучка Cr2+:СdSe-лазера осуществлялась при помощи пироэлектрической камеры Pyrocam III (Ophir, Israel). Зависимости выходной мощности генерации от мощности накачки были определены при помощи измерителя мощности Gentec Solo II (Ophir, Israel) и показаны на рисунке 8. Наибольшая мощность была достигнута при использовании выходного зеркала с коэффициентом пропускания 25%.
Важно отметить, что с увеличением мощности накачки эффективность генерации снижалась, а качество лазерного пучка ухудшалось. Вероятно, это связано с влиянием тепловой линзы, возникающей в активном элементе .
В разделе 4.5 описано создание перестраиваемого по длины волны генерации Cr2+:CdSe лазера при помощи двух методов селекции: с использованием дисперсионной призмы, выполненной из CaF2, в первом случае, а также золотой дифракционной решетки с покрытием 300 штрихов/мм во втором случае.
В обеих конфигурациях в качестве выходного зеркала лазера (M4) использовалась плоскопараллельная германиевая пластинка, чтобы уменьшить ограничения по длине волны перестройки. В первом случае призма устанавливалась в плечо с выходным зеркалом (M3M4, Рис.7), и перестройка осуществлялась изменением положения выходного зеркала. Во втором случае дифракционная решетка устанавливалась на место глухого зеркала (M1), и перестройка осуществлялась изменением углового положения решетки.
Для дисперсионной призмы диапазон перестройки составил 2450-3200 нм, но при этом ширина спектра генерации превосходила 50 нм (Рис.9). В случае использования дифракционной решетки длина волны изменялась в диапазоне 2420-3050 нм соответственно, и ширина спектра генерации составляла около 10 нм (Рис. 10). Полученные перестроечные кривые, а также индивидуальные спектры генерации для обоих вариантов показаны на рисунках 9 и 10. Для снятия спектров генерации применялась измерительная система на базе двухпроходного монохроматора Solar M833 (Solar, Беларусь) и PbSe-фотодетектора Thorlabs PDA20H (Thorlabs, США).
Рис.9 – Кривая перестройки и спектры генерации Cr2+:CdSe лазера, полученные в схеме с дисперсионной призмой
Рис.10 – Кривая перестройки Cr2+:CdSe лазера и спектры генерации, полученные в схеме с дифракционной решеткой
В разделе 4.6 изложены основные выводы по главе 4.
В пятой главе описан процесс создания узкополосного перестраиваемого Cr2+:ZnSe лазера с фильтром Лио и непрерывным источником возбуждения.
В разделе 5.1 описана поставленная задача. Целью работы стало создание непрерывного лазерного источника на основе кристалла Cr2+:ZnSe, который одновременно мог бы использоваться для нужд внутрирезонаторной лазерной спектроскопии, работая в широкополосном режиме генерации, а также применяться для задач дистанционного зондирования, генерируя излучение с шириной спектра менее 1 нм.
Раздел 5.2 посвящен созданию Cr2+:ZnSe лазера с неоднородно-легированным активным элементом и x-образным четырехзеркальным резонатором.
В качестве активного элемента лазера использовался поликристалл Cr2+:ZnSe, имевший форму параллелепипеда (3х10х17 мм). Для увеличения лучевой стойкости торцов кристалла к излучению накачки, а также для уменьшения тепловых искажений внутри элемента, образец ZnSe был неоднородно легирован диффузионным методом таким образом, чтобы максимальная концентрация Cr2+ достигалась в середине образца.
Кристалл был закреплен в медный радиатор с воздушным охлаждением и температурным контролем. В качестве источника накачки использовался непрерывный тулиевый лазер (ЛМТ-30А-01 НТО ИРЭ-Полюс). Резонатор лазера был образован четырьмя зеркалами (Рис. 11): плоским глухим зеркалом (M1), двумя сферическими зеркалами (M2 и M3, с кривизной R=100 мм), между которыми размещался активный элемент, и выходным зеркалом (M4). Расстояние между сферическими зеркалами было около 12 см, а длины плеч резонатора равнялись приблизительно 20 см. Углы излома оптической оси составляли приблизительно 25o. Накачка фокусировалась линзой F=50 мм и подавалась на активный элемент сквозь сферическое зеркало, так чтобы перетяжка располагалась приблизительно в середине кристалла. Минимальный радиус пятна накачки составлял ~100 мкм. Зеркала M1, M2 и M3 были изготовлены из кварцевого стекла и обладали коэффициентом отражения ≥98% в диапазоне 2,2-2,8 мкм.
В качестве выходного зеркала M4 использовались следующие элементы:
1. 8% зеркало из кварцевого стекла (рабочий диапазон 2,2-2,8 мкм);
2. 28% зеркало из поликристалла ZnSe (рабочий диапазон 2,5-3,0 мкм);
3. Плоскопараллельная германиевая пластинка толщиной ~ 3 мм;
4. Плоскопараллельная пластинка поликристалла ZnSe толщиной 5 мм.
Рис.11 – Схема Cr2+:ZnSe лазера с неоднородно легированным активным элементом
Рис.12 – Зависимости выходной мощности генерации Cr2+:ZnSe лазера при использовании различных выходных зеркал
С использованием всех вариантов выходных зеркал была достигнута устойчивая лазерная генерация. Зависимости выходной мощности Cr2+:ZnSe лазера от мощности накачки показаны на рисунке 12. Наименьшая выходная мощность была достигнута при использовании 8% зеркала, а максимальная мощность получена при использовании германиевой пластинки. Ширина спектра генерации на уровне 0,5 от максимума в этом режиме составляла порядка 50 нм.
В разделе 5.3 методом матриц Джонса сделаны теоретические оценки для одноэлементного фильтра Лио, выполненного из кристаллического кварца и имеющего толщину 10 мм.
Раздел 5.4 посвящен реализации перестраиваемого Cr2+:ZnSe лазера с двухэлементным фильтром Лио, с использованием которого была осуществлена перестройка длины волны генерации в диапазоне 2365-2530 нм с шириной спектра генерации 0,8 нм. Для этой цели в плечо резонатора под углом Брюстера был помещен двухкомпонентный фильтр Лио (FL), образованный двумя двулучепреломляющими плоскопараллельными пластинами кристаллического кварца толщиной 10 и 2,5мм
вырезанных параллельно оптическим осям (Рис. 11). В качестве выходного элемента использовалось зеркало с 8% коэффициентом пропускания. Спектральные характеристики лазера фиксировались при помощи автоматизированного монохроматора МДР-41 и фотодектора Hamamatsu G8423-05. Ширина щелей монохроматора составляла 20 мкм. Мощность накачки во время измерения составляла ~1,3 Вт.
Рис.13 – Перестроечные кривые для длины волны и мощности генерации Cr2+:ZnSe лазера с фильтром Лио
Рис.14 – Спектры генерации Cr2+:ZnSe лазера в зависимости от углового положения фильтра Лио
Перестройка длины волны генерации лазера осуществлялась вручную путем вращения оправы с пластинками вокруг нормали к их граням. Перестроечные кривые показаны на рисунке 13, где фиолетовая линия соответствует длине волны генерации лазера в зависимости от углового положения фильтра, а голубая линия отображает зависимость выходной мощности генерации. Общий диапазон перестройки длины волны лазерной генерации составил 165 нм При этом ширина отдельного спектра на уровне 0,5 составляла 0,8 нм и сохранялась на всем диапазоне перестройки, что можно увидеть на рисунке 14, где показаны отдельные спектры генерации при различных угловых положениях фильтра Лио.
В разделе 5.5 сообщаются основные выводы главы 5.
В заключения приведены основные результаты диссертации.
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ
Диссертационная работа посвящена разработке лазерных систем на основе селенидов, легированных ионами Cr2+. Основные результаты работы диссертации могут быть сформулированы в следующие тезисы:
1. Выполнено моделирование тепловых линз в активных кристаллах Cr2+:ZnSe и Cr2+:CdSe, имеющих форму диска и находящихся под воздействием непрерывной продольной накачки, имеющей гауссово поперечное распределение. Используя программный пакет SIMULIA ABAQUS и метод матричной оптики, определены зависимости для фокусных расстояний наводимых тепловых линз внутри кристаллов Cr2+:ZnSe и Cr2+:CdSe от радиуса пучка накачки и подаваемой мощности. Показано, что благодаря высокому значению термооптической постоянной в кристаллах формируются сильные тепловые линзы (порядка 10 мм), которые следует учитывать при создании лазеров на основе данных активных элементов для обеспечения устойчивости резонатора и согласования области усиления в кристалле с основной модой резонатора. В дополнение к теоретическим расчетам методом зондирующего пучка экспериментально получены зависимости фокусных расстояний тепловых линз для активных кристаллов Cr2+:ZnSe и Cr2+:CdSe от мощности лазерного излучения, подаваемого на образцы.
2. На основе кристалла Cr2+:ZnSe реализован лазер с четырёхзеркальным z-образным резонатором и непрерывной продольной накачкой. Определены зависимости выходной мощности генерации Cr2+:ZnSe лазера от накачки для различных геометрических конфигураций резонатора, где варьировались углы излома оптической оси, расстояние между сферическими зеркалами и общая длина резонатора. Проведено сопоставление полученных данных с результатами численных расчётов устойчивости резонатора.
3. Разработан перестраиваемый Cr2+:CdSe лазер с черехзеркальным резонатором и импульсно-периодическим источником возбуждения, в качестве которого применялся твердотельный Tm3+:YAP лазер, работающий в режиме модуляции добротности. Для системы определены оптимальные параметры лазерного резонатора и условия возбуждения при продольной накачке. Используя дисперсионную призму из CaF2, получена перестройка длины волны генерации в диапазоне 2450-3200 нм. При помощи дифракционной решетки осуществлена перестройка длины волны генерации в диапазоне от 2420 до 3050 мкм. Для дифракционной решетки среднее значение полной ширины спектра генерации по уровню 0,5 составило 10 нм.
4. На основе неоднородно легированного кристалла Cr2+:ZnSe создан непрерывный узкополосный перестраиваемый лазер с четырехзеркальным резонатором. Определены мощностные и спектральные параметры лазерной генерации системы в зависимости от характеристик выходного зеркала резонатора. С использованием двухэлементного фильтра Лио, состоящего из пластин кристаллического кварца толщиной 10 и 2,5мм, выполнена перестройка длины волны генерации лазера в диапазоне от 2365 до 2530нм. На всем диапазоне перестройки ширина спектра генерации по уровню 0,5 составила 0,8 нм.
Актуальность темы
На сегодняшний день одной из актуальных задач лазерной физики является
разработка новых эффективных когерентных источников для среднего ИК
диапазона, в частности в области 2-5 мкм [1, 2]. Внимание к подобным системам
обусловлено тем, что в данной части спектра находятся основные линии
поглощения воды [3, 4] и углеводородов [3], а также других органических и
неорганических соединений важных для задач биологии и медицины [5-10].
Кроме того, в этой спектральной области находятся линии поглощения таких
газов как двуокись и окись углерода [3], регистрация концентрации которых
является необходимым условием для безопасного функционирования
промышленных предприятий, а также основной задачей при экомониторинге
атмосферы. Следовательно, системы 2-5 мкм диапазона могут быть успешно
использованы в различных медицинских приложениях, включая хирургию [6, 7],
стоматологию [8, 9] и диагностику [10], а также для спектроскопии и
детектирования газов [10-13].
В качестве активных элементов для твердотельных и волоконных
коммерческих источников 2-мкм диапазона наибольшее распространение
получили среды, легированные ионами Tm3+, Ho3+ и Er3+ [16-19]. В случае
активных сред с ионами Tm3+ и Ho3+ лазерная генерация может быть получена в
диапазоне 1,9-2,3 мкм с общей мощностью до 100 Ватт и более [17]. Лазеры на
основе Er3+:YAG лазеры позволяют получить излучение на длине волны в районе
2,9 мкм [9, 18, 19].
Известно, что халькогенидные кристаллы, легированные переходными
металлами, представляют значительный интерес в качестве активных элементов
для высокоэффективных лазеров, работающих в диапазоне 2-5 мкм [2, 20], в
частности, полупроводниковые кристаллы ZnSe и CdSe, легированные ионами
Cr2+. Основным достоинством этих материалов являются их уникальные
спектроскопический свойства, а именно сверхширокие полосы люминесценции и
поглощения. Например, кристалл Cr2+:ZnSe позволяет получит генерацию с
плавной перестройкой длины волны в диапазоне 2,00÷2,75 мкм [21]. Для
кристалла Cr2+:CdSe максимальная область перестройки на сегодняшний день
составляет 2,26÷3,61 мкм [22]. Кроме того, данные материалы обладают
широкими линиями поглощения, которые находится в диапазоне от 1,5 до 2 мкм,
что упрощает выбор источников возбуждения. Еще одним достоинством данных
материалов является высокая эффективность преобразования. Благодаря тому, что
излучательный переход в ионе Cr2+ (5E → 5T2) обуславливает ИК-люминесценцию
с квантовым выходом близким к 1, эффективность лазерной генерации в матрицах
ZnSe и CdSe может достигать 70%.
Основными недостатками кристаллических сред ZnSe и CdSe, которые
препятствуют получению высоких мощностей, является их хрупкость, а также
высокие значение термооптической постоянной [23, 24], что приводит к
снижению эффективности лазерных систем при высоких мощностях накачки и
разрушению активных элементов, особенно в случае импульсной накачки. Кроме
того, технологии производства кристаллов селенида Cr2+ непрерывно
совершенствуются, поэтому свойства материалов значительно зависят от способа
их производства и методов легирования, что в свою очередь приводит к
необходимости подробного изучения лазерных свойств этих материалов.
1.Scholle, K. 2 µm laser sources and their possible applications. // Frontiers in
guided wave optics and optoelectronics / ed. by B. Pal. – Croatia: INTECH, 2010.
– P. 674.
2.Sorokina, I.T. Broadband mid-infrared solid-state lasers // Mid-Infrared Coherent
Sources and Applications / ed. by M. Ebrahim-Zadeh, I.T. Sorokina, – Dordrecht:
Springer Science + Business Media B.V, 2008. – P. 225-260.
3.Gordon, I.E. The HITRAN2016 molecular spectroscopic database / I.E. Gordon,
et. al. // J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer. – 2017. – Vol. 203. – P. 3-69.
4.Paynter, D.J. Measurements and interpretations of the water vapour continuum at
near infrared wavelengths: PhD thesis: 2008 / Paynter David J: – UK: University
of Reading, Department of Meteorology, 2008. – 228 p.
5.Lasers in medicine / Q. Peng [et al.] // Rep. Prog. Phys. – 2008. – Vol. 71. –
ID 056701.
6.Theisen-Kunde, D. Potential of a new cw 2μm laser scalpel for laparoscopic
surgery / D. Theisen-Kunde, V. Ott, R. Brinkmann, R. Keller // Medical Laser
Application. – 2007 – Vol. 22, No. 2. – P. 139.
7.Floratos, D.L. Lasers in urology / D.L. Floratos, J.J.M.C.H. de la Rosette // BJU
International. – 1999. – Vol. 84. – P. 204.
8.Беликов, А.В. Исследование динамики спектров поглощения эмали и
дентиназубачеловекапринагревеиабляцииизлучением
субмиллисекундных импульсов эрбиевого лазера с длиной волны генерации
2.79 мкм / А.В. Беликов, А.В. Скрипник, К.В. Шатилова // Оптика и
спектроскопия. – 2010. – Т. 109, № 2. – С. 241–246.
9.Diaci, J. Comparison of Er:YAG and Er,Cr:YSGG lasers used in dentistry /
J. Diaci, B. Gaspirc // Journal of the Laser and Health Academy. – 2012. –
Vol. 2012, No. 1. – P. 1.
10.Laser spectroscopy for breath analysis: towards clinical implementation /
B. Henderson [at al.] // Applied Physics B. – 2018. – Vol. 124, No 8. – ID 161.
11.Mid-IR DIAL for high-resolution mapping of explosive precursors / V. Mitev [et
al.] // Proceedings of SPIE, Lidar Technologies, Techniques, and Measurements
for Atmospheric Remote Sensing. – 2013. – Vol. 8894. – ID 88940S.
12.Near- and mid-infrared laser monitoring of industrial processes, environment and
security applications / U. Willer [et al.] // Optics and Lasers in Engineering. –
2006. – Vol. 44, No. 7. – P. 699.
13.Mid-InfraredTunableLaser-BasedBroadbandFingerprintAbsorption
Spectroscopy for Trace Gas Sensing: A Review / Z. Du [et al.] // Appl. Sci. –
2019. – Vol. 9. – P. 338.
14.Theisen-Kunde, D. Temperature dependence of water absorption for wavelengths
at 1920 nm and 1940 nm / D. Theisen-Kunde, V. Danicke, M. Wendt, R.
Brinkmann // Proceedings of 4th European Conference of the International
Federation for Medical and Biological Engineering. – 2009. – P. 2228.
15.Tittel, F.K. Mid-infrared laser applications in spectroscopy / F.K. Tittel,
D. Richter, A. Fried // Solid-State Mid-Infrared Laser Sources. Topics Appl.
Phys. – 2003. – Vol. 89. – P. 445-516.
16.103 W in-band dual-end-pumped Ho:YAG laser / Ying-Jie Shen [et al.] // Optics
Letters. – 2012. – Vol. 37. – P. 3558-3560.
17.High efficiency Tm:YAG slab laser with hundred-watts-level output power /
P. Liu [et al.] // Applied Optics. – 2016. – Vol. 55, No. 10. – P. 2498.
18.Bernier, M. Highly stable and efficient erbium-doped 2.8 μm all fiber laser /
M. Bernier, D. Faucher, N. Caron, R. Vallée // Optics Express. – 2009. – Vol. 17,
No. 19. – P. 16941.
19.Electro-optically Q-switched Er:YAG laser / P. Koranda [et al.] // Advanced
Solid-State Photonics (TOPS OSA). – 2005. – Vol. 98. – P. 359.
20.Mirov, S. Frontiers of mid-infrared lasers based on transition metal doped II–VI
semiconductors / S. Mirov, V. Fedorov, I. Moskalev, M. Mirov // Journal of
Luminescence. – 2013. – Vol. 133 – P. 268-275.
21.Cr:ZnSe prism for broadly tunable mid-infrared laser radiation generation /
M.E. Doroshenko [et al.] // Laser Physics Lett. – 2007. – Vol. 4, No. 7. – P. 503.
22.Эффективный Cr2+:CdSe-лазер с плавной перестройкой длины волны в
спектральном диапазоне 2.26-3.61 мкм / В.А. Акимов [и др.] // Квант.
электрон. – 2008. – Т. 38, № 3. – С. 205.
23.Gosh, G. Temperature dispersion of refractive indices in semiconductors /
G. Gosh // Journal of Applied Physics. – 1996. – Vol. 79. – P. 9388.
24.Sorokina, I. T. Cr2+-doped II–VI materials for lasers and nonlinear optics /
I.T. Sorokina // Optical Materials. – 2004. – Vol. 26. – P. 395.
25.Kasap, S. Springer Handbook of Electronic and Photonic Materials / S. Kasap,
P Capper. – Springer Science+Business, 2006. – 1406 p.
26.Baranowski, J.M. Crystal-field spectra of 3dn impurities in II-VI and III-V
compound semiconductors / J.M. Baranowski, J.W. Allen, G.L. Pearson // Phys.
Rev. – 1967. – Vol. 160. – P. 627.
27.Vallin, J.T. Near and far infrared absorption in Cr doped ZnSe / J.T. Vallin,
G.A. Slack, S. Roberts, A.E. Hughes // Solid State Communications – 1969. –
Vol. 7. – P. 1211.
28.Pappalardo, R. Absorption spectra of transition ions in CdS crystals /
R. Pappalardo, R.E. Dietz // Phys. Rev. – 1961 – Vol. 123. – P. 1188.
29.Vallin, J.T. Infrared Absorption in Some II-VI Compounds Doped with Cr /
J.T. Vallin, G.A. Slack, S. Roberts, A.E. Hughes // Phys. Rev. B. – 1970.
– Vol. 2. – P. 4313–4333.
30.Nelkowski, H. IR-luminescence of ZnS:Cr / H. Nelkowski, G. Grebe, // J. Lumin.
– 1970. – Vol. 1-2. – P. 88-93.
31.ZnCdSe/ZnSSe/ZnMgSSe SCH Laser Diode with a GaAs Buffer Layer / S. Itoh
[et al.] // Japanese Journal of Applied Physics. – 1994. – Vol. 33. – L938.
32.Transition metal-doped zinc chalcogenides: spectroscopy and laser demonstration
of a new class of gain media / L.D. DeLoach [et al.] // IEEE Journal of Quantum
Electronics. – 1996. – Vol. 32, No 6. – P. 885–895.
33.Schepler, K.L. Cr2+ emission spectroscopy in CdSe / K.L. Schepler, S. Kiickb, L.
Shiozawa // Journal of Luminescence. – 1997. – Vol. 72-74. – P. 116.
34.McKay, J. Efficient grating-tuned mid-infrared Cr2+:CdSe laser / J. McKay,
K.L. Schepler, G.C. Catella // Opt. Lett. – 1999. – Vol. 24. – P. 1575.
35.High Average Power Fe:ZnSe and Cr:ZnSe Mid-IR Solid State Lasers / S. Mirov
[et al.] // Advanced Solid State Lasers, OSA Technical Digest. – 2015. –
P. AW4A.1.
36.Room-temperature lasing on Fe2+:ZnSe with meniscus inner doped layer
fabricated by solid-state diffusion bonding. / S.S. Balabanov [et al.] // Laser
Physics Letters. – 2019. – Vol. 16. – P. 055004.
37.Родин,С.А.ДиффузионноелегированиеCVD-ZnSeионамиCr2+:
диссертация кандидата химических наук: 02.00.04 // Родин Сергей
Александрович – М., 2018. – 129 с.
38.Korostelin, Yu.V. Vapour growth of II–VI solid solution single crystals /
Yu.V. Korostelin, V.I. Kozlovsky, A.S. Nasibov, P.V. Shapkin // J Crystal
Growth. – 1996. – Vol. 159. – No. 1-4. – P. 181.
39.Korostelin, Yu.V. Vapour growth of II–VI solid solution single crystals by
contact-free technique / Yu.V. Korostelin, V.I. Kozlovsky // J. Alloys and
Compounds. – 2004. – Vol. 371. – No 1-2. – P. 25.
40.Continuous-wave tunable Cr2+:ZnS laser / I. Sorokina [et al.] // Applied Physics
B: Lasers and Optics. – 2002. – Vol. 74. – P. 607.
41.Active and passive mode-locking of Cr2+:ZnSe laser / I. Sorokina [et al.] //
Proceedings of Advanced Solid-State Lasers. Marshall C., ed. Munich: OSA. –
2001. – Vol.50. – P. MC2.
42.Graphenemode-lockedfemtosecondCr:ZnSelaserat2500nm/
M.N. Cizmeciyan [et al.] // Opt. Lett. – 2013. – Vol. 38, No. 3. – P. 341.
43.Tunable repetitively pulsed Cr2+:ZnSe laser / A.S. Egorov [et al.] // Quantum
Electron. – 2012. – Vol. 42. – No 12. – P. 1106.
44.Sorokina, I.T. Efficient broadly tunable continuous-wave Cr2+:ZnSe laser /
I.T. Sorokina, E. Sorokin // J. Opt. Soc. Am. B. – 2001 – Vol. 18. – No. 7. –
P. 926.
45.Перестраиваемыйодночастотныйнепрерывныйлазернакристалле
Cr2+:CdSe / М.А. Губин [и др.] // Краткие сообщения по физике. – 2011. –
Т. 38, № 7. – С. 34.
46.Laser Performance of Cr2+:CdSe Crystal with Anti-reflection Coating /
M.K. Tarabrin [et al.] // Proceedings of Conference on Lasers and Electro-Optics,
OSA. – 2017. – ID s2652.
47.Андронов, А.А. Новые источники и приемники ИК и терагерцового
диапазона / А.А. Андронов, Н.Г. Захаров, А.В. Маругин, А.П. Савикин. –
Нижний Новгород: Нижегородский госуниверситет, 2007. – 95 c.
48.Cascade Type-I Quantum Well GaSb-Based Diode Lasers / L. Shterengas [et al.]
// Photonics. – 2016. – Vol. 3, No. 2. – P. 27.
49.Полупроводниковые халькогениды и сплавы на их основе / Н.Х. Aбрикосов
[и др.]. – Москва: Наука, 1975. – 220 с.
50.Ikhmayies, S.J. Introduction to II-VI Compounds // Advances in the II-VI
Compounds Suitable for Solar Cell Applications / ed. by S.J. Ikhmayies. Signpost
publisher, 2014. – ISBN: 978-81-308-0533-7.
51.Beasley, J.D. Thermal conductivities of some novel nonlinear optical materials /
J.D. Beasley // Appl. Opt. – 1994. – Vol. 33, No 6. – P. 1000.
52.ООО «ЭЛАН+» [Электронный ресурс] / О.В. Авельцев // – 2021.– Режим
доступа: https://elan-optics.com/materials/cdse-cds.
53.Jahn-Teller vibronic coupling in II–VI compounds with Cr2+ ion / S.I. Klokishner
[et al.] // Chemical Physics. – 2005. – Vol. 316, No. 1-3. – P. 83-92.
54.Савикин, А.П. Перестраиваемые лазеры на халькогенидах, легированных
ионами группы железа: Учебно-методическое пособие / А.П. Савикин,
А.С. Егоров. – Нижний Новгород: Нижегородский госуниверситет, 2014. –
54 с.
55.Träger, F. Handbook of Lasers and Optics / F. Träger. – New York, USA:
Springer Science+Business Media, 2007. – 1331 p.
56.Böer, K.W. Handbook of the Physics of Thin-Film Solar Cells / K.W. Böer. –
Springer, 2013. – 882 p.
57.Weber, M. J. Handbook of Optical Materials / M.J. Weber. – Boca Raton, USA:
CRC Press, 2002. – P. 512.
58.Leite, R.C.C. The thermal lens effect as a power-limiting device / R.C.C. Leite,
S.P.S. Porto, T.C. Damen // Appl. Phys. Lett. – 1967. – Vol. 10, No. 3. – P. 100.
59.Тарасов, Л.В. Физика процессов в генераторах когерентного оптического
излучения / Л.В. Тарасов – М.: Радио и связь, 1981. – 440 с.
60.Зверев, Г.М. Лазеры на кристаллах и их применение / Г.М. Зверев,
Ю.Д. Голяев – М.: Радио и связь, 1994. – 312 c.
61.Качмарек, Ф. Введение в физику лазеров / Ф. Качмарек – М.: Мир. 1980. –
540 с.
62.Leite, R.C.C., Low absorption measurement by means of the thermal lens effect
using an He-Ne laser / R.C.C. Leite, R.S. Moore, J.R. Whinnery // Appi. Phys.
Letters. – 1964. – Vol. 5. – P. 141.
63.Longtransient effects in lasers with inserted liquid samples / J.P. Gordon [et al.] //
J. Appl. Phys. – 1965. – Vol. 36, No 1. – P. 3.
64.Лугуева, Н.В. Теплопроводность поликристаллического селенида цинка /
Н.В. Лугуева, С.М. Лушуев, А.А. Дунаев // Физика твердого тела. – 2003. –
Т. 5, № 3. – С. 424-428.
65.Фрохт,М.М.Фотоупругость.Поляризационно-оптическийметод
исследования напряжений / М.М. Фрохт. – Л.: ОГИЗ. Гос. изд-во техн.-
теорет. лит, 1948. – 432 с.
66.Evaluating the effect of transmissive optic thermal lensing on laser beam quality
with a Shack–Hartmann wave-front sensor / J.D. Mansell [et al.] // Applied
Optics. – 2001. – Vol. 40, No 3. – P. 366.
67.Thermal lensing in diode-pumped ytterbium lasers—Part I: theoretical analysis
and wavefront measurements / S. Chénais [et al.] // IEEE Journal of quantum
electronics. – 2004. – Vol. 40, No. 9. – P. 1217.
68.Musgrave, I.O. Study of the physics of the power-scaling of end-pumped solid-
state laser source based on Nd:YVO4: PhD thesis / I.O. Musgrave // – University
of Southampton, Faculty of Engineering, Science & Mathematics, 2003. – 209 p.
69.Кухлинг, Х. Справочник по физике / Х. Кухлинг. – М.: Мир, 1982. – 520 c.
70.Ландау, Л.Д. Теория упругости / Л.Д. Ландау, Е.М. Лифшиц – М.: Наука,
1965. – 204 c.
71.E-Daher, M.S. Finite Element Analysis of Thermal Effects in Diode End-Pumped
Solid-State Lasers / M.S. E-Daher // Advances in Optical Technologies. – 2017. –
ID 9256053.
72.Mehellou, S. Thermal loading effects on Nd:YAG solar-laser performance in end-
pumping and side-pumping configurations: a review / S. Mehellou, F. Rehouma,
N. Hamrouni, L. Bouras // Opt. Eng. – 2018. – Vol. 57. – No 12. – ID 120902.
73.Thermal effect of diode-pumped solid state lasers based on composite crystals /
Ming-Ming Hao [et al.] // International Conference on Optical Instruments and
Technology: Optoelectronic Devices and Optical Signal Processing Proc. SPIE
9043, 2013. – ID 90430X.
74.Cini1, L. Analytical thermal model for end‑pumped solid‑state lasers / L. Cini1,
J.I. Mackenzie // Appl. Phys. B. – 2017. – Vol. 123. – P. 273.
75.Джеррард А., Бёрч Дж.М. Введение в матричную оптику / А. Джеррард,
Дж.М. Бёрч – М.: Мир, 1978. – 341 c.
76.Zhang, Xinlu. Heat generation and thermal lensing in end-pumped Tm, Ho:YLF
laser crystals / Xinlu Zhang, Yuezhu Wang, Li Li, Youlun Ju // J. Phys. D: Appl.
Phys. – 2007. –Vol. 40. – P. 6930.
77.Koechner W. Thermal lensing in a Nd:YAG laser rod / W. Koechner // Applied
Optics. – 1979. – Vol. 9. – No. 11. – P. 2548.
78.Mirzaeian, H. A simple technique for accurate characterization of thermal lens in
solid state lasers / H. Mirzaeian, S. Manjooran, A. Major // Proceedings of SPIE,
Photonics North – 2014 / ed. by S. MacLean, D.V. Plant. – 2014. – Vol. 9288. –
ID 928802.
79.Novel technique for thermal lens measurement in commonly used optical
components / C. Bogan [et al.] // Optics Express. – 2015. – Vol. 23. – No. 12. – P.
15381.
80.Храмов, В.Ю. Исследование термооптических неоднородностей в Yb-Er-
стекле при диодной накачке / В.Ю. Храмов, И.В. Чавкин, К.М. Чавкина //
Научно-технический вестник информационных технологий, механики и
оптики. – 2016. – Т. 16. – № 2. – С. 265.
81.Ищенко, Е.Ф. Открытые оптические резонаторы: некоторые вопросы теории
и расчета / Е.Ф. Ищенко. – М.: Сов. Радио, 1980. – 208 с.
82.Injection-seeded, gain-switched tunable Cr:ZnSe laser / H. Cankaya [et al.] // Opt.
Lett. – 2012. – Vol. 37. – No 2. – P. 136.
83.Goodberlet, J. Femtosecond passively mode-locked Ti:A1203 laser with a
nonlinear external cavity / J. Goodberlet, J. Wang, J.G. Fujimoto, P.A. Schulz //
Opt. Lett. – 1989. – Vol. 14. – No 20. – P. 1125.
84.Dye Lasers / F.P. Schafer [et al.]. – Berlin, Heidelberg, New York: Springer,
1973. – 285 p.
85.Богданов,Ю.В.Оптимизациячетырехзеркальногорезонаторадля
титанового лазера / Ю.В. Богданов, В.Н. Сорокин // Квант. электроника. –
1995. – Т. 22. – № 4. – С. 350–356.
86.Ахманов,С.А.Оптикафемтосекундныйлазерныхимпульсов/
С.А. Ахманов, В.А. Выслоух, А.С. Чиркин – М.: Наука, 1988. – 312 с.
87.Backus, S. High power ultrafast lasers / S. Backus, C.G. Durfee, M.M. Murnane,
H.C. Kapteyn // Review of Scientific Instruments. – 1998. – Vol. 69. – No 3. –
P. 1207.
88.Ананьев, Ю.А. Оптические резонаторы и лазерные пучки / Ю.А. Ананьев. –
М.: Наука, 1990. – 264 с.
89.Быков, В.П. Лазерные резонаторы / В.П. Быков, О.О. Силичев. – М.:
ФИЗМАТЛИТ, 2004. – 320 с.
90.Yefet, S. Review of cavity design for kerr lens mode-locked solid-state lasers /
S. Yefet, A.A. Pe’er // Appl. Sci. – 2013. – Vol. 3. – P. 694–724.
91.Kogelnik, H.W. Astigmatically compensated cavities for CW Dye Lasers /
H.W. Kogelnik, E.P. Ippen, A. Dienes, C.V. Shank // IEEE Journal of Quantum
Electronics. – 1972. – Vol. 8. – No 3. – P. 373–379.
92.Kane, D.M. Astigmatism compensation in off-axis laser resonators with two or
more coupled foci / D.M. Kane // Optics Communication. – 1989. – Vol. 71. –
No 3–4. – P. 113–118.
93.Effects of thermal lensing on stability and astigmatic compensation of a Z-fold
laser cavity / X.G. Huang [et al.] // J. Opt. Soc. Am. B. – 1996. – Vol. 13. –
No 12. – P. 2863–2868.
94.Exact analytical solution for the mutual compensation of astigmatism using
curved mirrors in a folded resonator laser / W. Qiao [et al.] // IEEE Photonics
Journal. – 2014. – Vol. 6. – No 6. – P. 1502213.
95.Звелто, О. Принципы лазеров / О. Звелто. – М.: Мир, 1990. – 560 с.
96.Koechner, W. Solid-state laser engineering / W. Koechner. – New York, USA:
Springer Science+Business Media, 2006. – 764 p.
97.Fan, T.Y. Diode laser-pumped solid-state lasers / T.Y. Fan, R.L. Byer // IEEE
Journal of Quantum Electronics. – 1988. – Vol. 24. – No 6. – P. 895.
98.Risk, W.P. Modeling of longitudinally pumped solid-state lasers exhibiting
reabsorption losses / W.P. Risk // J. Optical Society of America. B. – 1988. –
Vol.5. – No 7. – P. 1412.
99.Sanchez, F. Pump-saturation effects in end-pumped solid-state lasers /
F. Sanchez, M. Brunel, K. Aït-Ameur // J. Optical Society of America. B. – 1998.
– Vol. 15. – No 9. – P. 2390.
100. Крюков, П.Г. Лазеры ультракоротких импульсов / П.Г. Крюков // Квантовая
электроника. – 2001. – T. 31. – № 2. – С. 95–119.
101. Refractive index database [Электронный ресурс] / M. Polyanskiy // – 2021.–
Режим доступа: https://refractiveindex.info.
102. Comparison of Tm:YLF and Tm:YAP in thermal analysis and laser performance /
B.-Q. Yao [et al.] // Optical Society of America. – 2011. – Vol. 28. – No 8. –
P. 1866–1873.
103. Anisotropy of thermal and spectral characteristics in Tm:YAP laser crystals /
Y. Lu [et al.] // Journal of Alloys and Compounds. – 2008. – Vol. 453. – No 1–2.
– P. 4.
104. Time-resolved Fourier transform intracavity spectroscopy with a Cr 2+:ZnSe laser /
N. Picqué [et al.] // Opt. Lett. – 2005. – Vol. 30. – No 24. – P. 3410.
105. Tunable two-mode Cr2+:ZnSe laser with a frequency-noise spectral density of
0.03 Hz Hz-1/2”/ M.A. Gubin [et al.] // Quantum Electron. – 2012. Vol. 42. –
No 6. P. 509.
106. Cr:ZnSe laser generation in two longitudinal modes regime with intracavity
monoblock Fabry-Perot interferometer for methane saturation spectroscopy /
M.K. Tarabrin [et al.] // Proceedings of Frontiers in Optics and Laser Science
(OSA Technical Digest) – 2018. – JTu3A.141.
107. Voronina, Y.V. Cr2+:ZnSe laser for mid-IR remote sensing of atmospheric gases /
Y.V. Voronina, Yu.N. Ponomarev, S.S. Balabanov. // Proceedings of SPIE 9680,
21st International Symposium Atmospheric and Ocean Optics: Atmospheric
Physics. – Tomsk. – 2015. – 96803F.
108. Demtroder, W. Laser Spectroscopy. Vol.2: Experimental techniques. – 4th ed. /
W. Demtroder. – Berlin–Heidelberg: Springer, 2008. – 697 p.
109. Atkinson, G.H. Cavity-enhanced absorption: Intracavity laser spectroscopy /
G.H. Atkinson // Experimental Methods in the Physical Sciences. – 2003. –
Vol. 40. – P. 129.
110. Лукьяненко, С.Ф. Внутрирезонаторная лазерная спектроскопия. Основы
метода и применения / С.Ф. Лукьяненко, М.М. Михаил, Л.Н. Синица. –
Новосибирск: Наука, 1985. – 121 с.
111. Маругин, А.В. Лазерная спектроскопия: Учебное пособие / А.В. Маругин,
А.П. Савикин,В.В. Шарков–НижнийНовгород:Нижегородский
университет, 2019. – 85 с.
112. Зайдель, А.Н. Техника и практика спектроскопии / А.Н. Зайдель,
Г.В. Островская, Ю.И. Островский. – М.: Наука, 1972; – 375 с.
113. Ярив, А. Оптические волны в кристаллах / А. Ярив, П. Юх. – М.: Мир, 1987.
– 616 с.
114. Bloom, A.L. Modes of a laser resonator containing titled birefringent plates /
A.L. Bloom, // J. Opt. Soc. Am. – 1974. – Vol. 64. – No 4. – P. 447.
115. Новиков, М.А. Оптические резонаторы с анизотропными элементами /
М.А. Новиков, А.Д. Тертышник // Известия высших учебных заведений.
Радиофизика. – 1976. – Т. 19. – № 3. – С. 364.
116. Laser generation in polycrystalline Cr2+:ZnSe with undoped faces / D.V. Savin [et
al.] // Quantum Electron. – 2015. – Vol. 45. – No 1. – P. 8.
117. ООО «Тидекс» [Электронный ресурс] / Г. Кропотов // – 2021.– Режим
доступа:https://www.tydexoptics.com/ru/materials/for_transmission_optics/cryst
al_quartz/.
Публикации автора в научных журналах
Помогаем с подготовкой сопроводительных документов
Хочешь уникальную работу?
Больше 3 000 экспертов уже готовы начать работу над твоим проектом!
4.6 (522 отзыва)
5 (1241 отзыв)
4.8 (30 отзывов)
4.5 (9 отзывов)
4.9 (5 отзывов)
5 (145 отзывов)
4.8 (17 отзывов)
4.6 (71 отзыв)
4.9 (20 отзывов)
