Исследование широкозонных халькогенидных кристаллов для параметрических генераторов света среднего ИК диапазона

• Автор: Тяжев, Алексей Владимирович
• Шифр специальности: 01.04.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Краснодар
• Количество страниц: 132 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА 1. ИСТОЧНИКИ КОГЕРЕНТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ И НЕЛИНЕЙНЫЕ КРИСТАЛЛЫ В СРЕДНЕМ Ж ДИАПАЗОНЕ СПЕКТРА
1.1. Твердотельные источники лазерного излучения
в среднем инфракрасном диапазоне
1.2. Оптические нелинейные кристаллы для среднего
инфракрасного диапазона
ГЛАВА 2. ЭЛЕМЕНТЫ ТЕОРИИ НЕЛИНЕЙНОЙ ОПТЖИ И ПАРАМЕТРИЧЕСКОЙ ГЕНЕРАЦИИ СВЕТА
2.1. Модель ангармонического осциллятора
2.2. Тензор оптической восприимчивости среды
2.3. Эффективные нелинейные коэффициенты
2.4. Параметрический генератор света
ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ СВОЙСТВ МАТЕРИАЛОВ LISe, LGS, BGS
3.1. Определение оси симметрии второго порядка в кристалле
с точечной группой симметрии mm2
3.2. Установление соответствия оси симметрии второго порядка
и кристаллооптической системы координат в кристалле BGS
3.3. Определение точечной группы симметрии двухосного
кристалла при помощи несинхронной ГВГ
3.4. Эффективность ГВГ в кристалле BGS
3.5. Расчет нелинейных коэффициентов и результаты
3.6. Пороги лучевой стойкости кристаллов в режиме
наносекундных импульсов (14 не)
3.7. Пороги лучевой стойкости кристаллов в режиме
наносекундных импульсов (1 не)
3.8. Порог лучевой стойкости кристалла LISe в непрерывном
режиме
3.9. Порог лучевой стойкости кристалла CdSiP2 и сравнение
эффективностей преобразования в различных кристаллах
3.10 Измерение коэффициентов отражения поверхностей кристалла
и эффективного коэффициента его остаточных потерь
ГЛАВА 4. ПАРАМЕТРИЧЕСКАЯ ГЕНЕРАЦИЯ ИЗЛУЧЕНИЯ СРЕДНЕГО ИНФРАКРАСНОГО ДИАПАЗОНА
4.1. Кристалл LISe из группы литиевых халькогенидов
4.2. Параметрический генератор света на кристалле LISe
с накачкой 14-наносекундными импульсами на частоте
следования 100 Гц
4.3. Широкозонный кристалл LGS
4.4. Параметрическая генерация света в кристалле LGS
с накачкой 8-нс импульсами
4.5. Новый нелинейно-оптический материал для среднего
ИК диапазона BGS
4.6. Параметрическая генерация в кристалле BGS
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы.
Исследование эффектов воздействия оптического когерентного излучения на различные вещества стимулирует как развитие физики наблюдаемых явлений, так и развитие технологий, использующих эти эффекты, формирует новые требования к самому излучению по его энергетическим, спектральным и временным характеристикам. Технологии в процессе своего развития, приближаясь к конечному пользователю, предъявляют все более жесткие требования к источникам излучения, которые могут быть использованы вне лабораторий для решения поставленных задач.
Большая востребованность источников когерентного излучения в средней инфракрасной области спектра является следствием двух особенностей: в этой области находятся окна прозрачности атмосферы и, кроме того, в этом диапазоне длин волн молекулы многих веществ имеют интенсивные колебательновращательные линии поглощения. В связи с этим излучение среднего инфракрасного диапазона нашло применение в таких сферах как дистанционное зондирование, мониторинг окружающей атмосферы, лазерная локация, линейная и нелинейная спектроскопия, обнаружение следов газов и паров, малоинвазивные хирургия и диагностика в медицине, прецизионные измерения частоты, системы инфракрасного направленного противодействия, атмосферные оптические линии связи. При этом в различных областях применения к излучению предъявляются разные требования: узость спектральной линии излучения, требуемое качество пучка и его минимальная расходимость, высокая средняя мощность, высокая энергетика и необходимая частота следования импульсов и др.
На сегодня практическое использование доступных кристаллических лазеров ограничено длиной волны 5 мкм. Квантово-каскадные лазеры, покрывая всю среднюю инфракрасную область спектра 3-24 мкм, не могут, однако, генерировать импульсное излучение, имея в своем арсенале лишь квазинепре-рывный режим. Кроме того, продемонстрированная до сих пор средняя мощ-

мДж около 4 мкм (РОа284) и 0.47 мДж на 6.2 мкм (Ссі8іР2), максимальной выходной мощностью 67 мВт около 4 мкм (РСа284) и 24 мВт на 6.1 мкм (Сй8іР2 с накачкой 1-нс импульсами). И если такая полоса перестройки удовлетворяет большинству требований, то энергетические характеристики излучения остаются низкими.