Неодимовые и иттербиевые термопрочные и химически стойкие стекла на фосфатной основе для диодно-накачиваемых лазеров

• Автор: Глущенко, Илья Николаевич
• Шифр специальности: 05.27.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 103 с. : ил.

Оглавление
Введение
Глава 1. Лазерные стекла (обзор литературы)
1.1. Общая характеристика лазерных стекол
1.2. Основные элементы технологии получения лазерных стекол
1.3. Характеристики коммерческих отечественных и зарубежных фосфатных лазерных стекол
1.4. Неодимовые и иттербиевые лазеры на стеклянных активных элементах с полупроводниковой накачкой
Г лава 2. Разработка базового состава термопрочных и химически стойких неодимовых и иггербиевых лазерных стекол
2.1. Поиск состава стекла
2.2. Физико-химические и термомеханические свойства разрабатываемых стекол
2.3. Сравнительные испытания разработанного неодимового стекла с неодимовыми лазерными стеклами ГЛС22 и КНФС на максимально
выдерживаемую мощность ламповой и диодной накачки
2.4. Выводы к Главе 2:
Глава 3. Исследование спектрально-люминесцентных характеристик разработанных неодимового и иттербиевого стекол
3.1. Исследование спектрально-люминесцентных характеристик разработанного неодимового стекла
3.2. Исследование спектрально-люминесцентных характеристик разработанного иттербиевого стекла
3.3. Выводы к Главе

Г лава 4. Синтез лазерных стекол разработанных составов с высоким оптическим качеством
4.1. Разработка методики синтеза
4.2. Исследование возможных причин оптических потерь на длине волны ~ 1 мкм в синтезируемых стеклах и поиск способов их устранения
4.2.1. Установление возможных причин возникновения оптических потерь в синтезируемых алюмоборофосфатных стеклах
4.2.2. Поиск способов снижения оптических потерь
в синтезируемых стеклах
Г лава 5. Г енерационные исследования разработанных фосфатных стекол
5.1. Сравнительные генерационные испытания разработанного неодимового стекла с промышленным стеклом ГЛС
5.2. Получение фемтосекундных импульсов на неодимовом стекле $N1.0 в режиме пассивной синхронизации мод
5.3. Генерационные исследования разработанного иттербиевого стекла при продольной диодной накачке
Заключение
Список литературы
Введение
С момента реализации эффекта стимулированного излучения на кристаллах рубина (1960 г.) твердотельные лазеры играют заметную роль в решении многих задач квантовой электроники и находят все более широкое применение в науке и технике. Твердотельные лазерные среды характеризуются высоким значением плотности запасаемой энергии, длительным временем ее хранения и высокими значениями сечения индуцированного перехода, а диапазон длин волн генерации твердотельных лазеров простирается от УФ- до средней ИК-области. Перечисленные качества позволяют создавать на основе твердотельных материалов излучающие устройства, работающие с высокой эффективностью и с высокими выходными мощностями лазерного излучения. При этом следует заметить, что наиболее востребованными на протяжении долгого времени продолжают оставаться активные материалы для лазеров, работающих в области ~ 1мкм.
Общее количество твердотельных лазерных сред, на которых получен эффект генерации, исчисляется сотнями, однако в повседневную практику вошли лишь немног ие из них. Наиболее широкое распространение в качестве лазерных материалов получили диэлектрические кристаллы и стекла, активированные редкоземельными ионами (р.з.и.). Среди кристаллов можно выделить, например такие, как YAG, YVO4, YLF, а среди стекол широкое распространение получили стекла на силикатной и фосфатной основах. Активные кристаллические среды обладают высокими спектральнолюминесцентными характеристиками, а также высокой прочностью и теплопроводностью, что позволяет им работать эффективно и с высокой выходной мощностью как в непрерывном, так и в импульсно-периодическом режимах генерации. Стеклянные среды имеют ряд своих преимуществ по сравнению с кристаллическими материалами. Это, во-первых, сравнительно простая технология синтеза стекол с высоким оптическим качеством с последующей возможностью изготовления из них активных элементов разной
стекла был изготовлен штапик длиной Ь=15 мм с полированными плоскопараллельными (параллельность порядка 1‘) торцами. Штапик был помещен в массивную теплоизолированную медную трубку, снабженную нагревателем и термометром сопротивления. При пропускании через штапик луча гелий-неонового лазера (>.=0,63 мкм) наблюдалась интерференция пучков, отраженных от двух торцов штапика. При варьировании температуры образца (ДТ) происходил сдвиг интерференционной картины на N полос (что регистрировалось фотодиодом и самописцем). Нетрудно показать, что число N в данной схеме (рис. 2.1) связано с параметрами стекла соотношением:
А.хП/(ЬхДТ)=2(ап+с1пЛ1Т) (2)
Рис. 2.1. Оптическая схема интерферометра Фабри-Перо для наблюдения интерференционной картины при изменении температуры образца. Цифрами на рисунке обозначены:
1 - Пе-Ме-лазер (/.=0,63 мкм)
2 - оптический эталон (6=15,37 мм)
3- образец стекла, помещенный в нагреваемую медную трубку;
4- фотодиод кремниевый;
5- ленточный самописец.
При другом аналогичном измерении тот же штапик помещался в одно из плеч интерферометра схемы Жамена (рис. 2.2), а в другом плече излучение проходило через воздух. При этом определялась другая комбинация параметров стекла:
>.хК/(ЬхДТ)= йпМТ +ос(п-1) ее у (3)