Твердотельные лазеры на основе оптически плотных кристаллических сред

• Автор: Цветков, Владимир Борисович
• Шифр специальности: 01.04.21
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 320 с. : ил

Оглавление.
Введение

Глава 1. Лазеры на основе оптически плотных сред, работающие в

режимах свободной генерации и модулированной добротности

1.1. Термооптические искажения, наводимые в активных средах.

1.2. Эрбиевые лазеры трехмикронного диапазона

1.3. Гольмиевые и неодимовые лазеры, излучающие в диапазоне 1.3-2.1 мкм

1.4. Пассивные модуляторы добротности неодимовых лазеров на основе кристаллов гранатов, активированных ионами хрома

1.5. - Обращение волнового фронта с использованием

насыщающихся поглотителей на основе Сг4*-содержащих

гранатов
Глава 2. Термооптическая линза в оптически плотных средах
2.1. Тепловыделение в различных активных материалах и пассивных затворах
2.1.1. Методика эксперимента
2.1.2. Тепловыделение в активных элементах и пассивных затворах во время работы импульсно-периодического лазера
2.1.3. Обсуждение результатов измерения тепловыделения
2.2. Термооптическая линза в активных элементах в квазистационарном и переходном режимах работы импульсно-периодических лазеров (эксперимент)
2.2.1. Методика эксперимента
2.2.2. Расходимость лазерного излучения в квазистационарном и
переходном тепловых режимах
2.2.3. Термооптическая линза в переходных тепловых режимах
2.3. Динамическая модель термооптической линзы в импульсных твердотельных лазерах
Глава 3. Эрбиевые лазеры трехмикронного диапазона

3.1. Лазеры трехмикронного- диапазона, работающие в режиме свободной генерации
3.2. Лазеры трехмикронного диапазона, работающие в режиме модулированной добротности резонатора
Глава 4. Лазеры, излучающие в спектральном диапазоне 1з - 2.

4.1. Гольмиевые лазеры двухмикронного диапазона
4.1.1. Режим свободной генерации
4.1.2. Генерация в режиме модулированной добротности резонатора
4.2. Неодимовые лазеры, излучающие в диапазоне длин волн
1.3-1.5 мкм
4.2.1. Спектроскопические характеристики иона ЫсР*
4.2.2. Схема эксперимента
4.2.3. Генерационные характеристики
4.2.4. Люминесценция активной среды во время генерации
4.2.5. Обсуждение результатов экспериментов по ,1.44 мкм генерации
Глава 5. Свойства кристаллов гранатов, активированных ионами Сг4* и их использование в качестве пассивных затворов неодимовых лазеров
5.1. Насыщение поглощения и поляризационные свойства кристаллов гранатов, содержащих центры Сг4*
5.1.1. Поляризационная анизотропия просветления
хромсодержащих насыщающихся поглотителей
5.1.2. Процессы насыщения поглощения кристаллов гранатов с
центрами Сг4* при просветлении пробным пучком
5.1.3. Процессы просветления кристаллов гранатов с центрами
Сг4* при работе в качестве пассивных затворов в
резонаторе неодимовых лазеров
5.2. Пассивная модуляция добротности неодимовых лазеров с
помощью кристаллов гранатов, содержащих центры Сг4*
5.2.1. Энергетические характеристики генерации лазеров с

пассивной модуляцией добротности
5.2.2. Спектральные характеристики излучения лазеров с пассивной модуляцией добротности
5.2.3. Влияние поляризационной анизотропии насыщения поглощения пассивного затвора на выходные параметры неодимовых лазеров
Глава 6. Неодимовый лазер с адаптивным петлевым резонатором
6.1. Обращение волнового фронта при вырожденном
четырехволновом взаимодействии в Сг^-содержащих
кристаллах
6.1.1. Коэффициент отражения при четырехволновом взаимодействии
6.1.2. Формирование динамических голографических решеток в объеме пассивного модулятора на основе кристаллов гранатов с центрами СҐ
6.2. Адаптивный петлевой резонатор на основе вырожденного
по частоте четырехволнового смешения
6.2.1. Широкоаппертурный неодимовый лазер на основе
четырехволнового взаимодействия в Сг4*-с одержащих кристаллах
6.2.2. Поляризационные свойства адаптивного петлевого резонатора
6.2.3. Адаптивный петлевой резонатор с нелинейной средой малой длины
Приложение
Заключение
Литература

применена для лазера на основе самоудваивающего частоту нелинейного кристалла Ш:УА13(В03)4 (Л/УДБ). Одновременное использование пассивной модуляции добротности и внутрирезонаторного удвоения позволяет получить на выходе системы непрерывную последовательность импульсов в видимой области (531 нм). Использование только одного внешнего нелинейного элемента (ВБО) позволило реализовать УФ-генерацию (266 нм) непрерывной последовательности импульсов. Детальное исследование пассивной модуляции добротности Л/УАБ-лазера с непрерывной диодной накачкой приведено в [101].
В отличие от насыщающихся поглотителей на основе стекол и красителей, кристаллы ИАГ: Сг4+ демонстрируют поляризационную
анизотропию насыщения поглощения [79,102]. Это эффект обусловлен тем фактом, что логлощакэщие центры образуют диполи с преимущественной ориентацией вдоль основных кристаллографических осей кристаллической матрицы. Аналогичный эффект наблюдался также на кристаллах /_/Р:Р2’ центрами [103].
Наряду с насыщающимся поглощением в области 1 мкм, кристаллы ИАГ:Сг,Са демонстрируют' широкополосную люминесценцию в диапазоне 1.1-1.5 мкм, что предопределило их использование в качестве активных материалов перестраиваемых лазеров ближнего ИК-диапазона длин волн, соответствующего области нулевой дисперсии кварцевых оптических волокон. Данный вопрос является предметом отдельного весьма широкого обсуждения. Число публикаций по данной тематике увеличивается с каждым годом и уже превысило число публикаций по пассивной модуляции добротности (см., например, [104]).
Таким образом, кристаллы гранатов, соактивированных ионами хрома и
двухвалентными ионами Са2+ или /Ид2*, получили широкое применение в
лазерной технике ближнего ИК-диапазона спектра в качестве пассивных
модуляторов добротности и активных элементов перестраиваемых лазеров. Во
многом их применение обусловлено эффектом насыщения поглощения и
другими свойствами центров, определяемых как ионы Сг4+, находящиеся в
тетраэдрическом окружении. Свойства этого центра исследованы далеко не в I ■ •>
полном объеме. Изучения требуют вопросы временных зависимостей