Одночастотный гольмиевый лазер с усилителем в режиме гигантских импульсов и исследование взаимодействия его излучения с водой

• Автор: Транев, Виктор Николаевич
• Шифр специальности: 01.04.21
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 119 с. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ
§ 1.1 Кристалл YSGG:Cr3+:Yb3+:Ho3+
§ 1.2 Взаимодействие лазерного излучения с водой
Выводы к главе
ГЛАВА II. ЛАЗЕР НА ОСНОВЕ КРИСТАЛЛА YSGG:Cr3+:Yb3+:IIo3+
§ 2.1 Режимы работы гольмиевого лазера и измерение его параметров..
2.1.1 Гольмиевый лазер в режиме свободной генерации
2.1.2 Г ольмиевый лазер в режиме модуляция добротности
2.1.3 Генерация второй и четвертой гармоники гольмиевого лазера... .42 § 2.2 Оценка плотности энергии насыщения в лазере на кристалле
YSGG:Cr3+:Yb3+:Ho3+ (/.=2.92 мкм), работающего в режиме модулированной добротности на одной частоте
2.2.1 Вывод формулы для плотности энергии насыщения в кристалле YSGG:Cr3+:Yb3+:Ho3+ на переходе 5І6-5І7 (/-=2.92 мкм) при генерации ТЕМоо-моды с однородным распределением излучения в активном элементе вдоль оптической оси резонатора
2.2.2 Оценка плотности энергии насыщения в кристалле YSGG:Cr3+:Yb3+:Ho3+ на переходе SI6-5I7 (/,=2.92 мкм) при одночастотной генерации ТЕМ00моды
Выводы к главе II
ГЛАВА III. ОДНОПРОХОДНЫЙ ЛАЗЕРНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ НА КРИСТАЛЛЕ YSGG:Cr3+:Yb3+':Ho3+. ПАРАМЕТРЫ УСИЛЕНИЯ ДАННОГО КРИСТАЛЛА НА ПЕРЕХОДЕ 51б->% В РЕЖИМЕ ГИГАНСКОГО
ИМПУЛЬСА
§3.1 Распространение лазерного пучка. Лазерное усиление

§ 3.2 Описание экспериментальной установки
§ 3.3 Экспериментальные результаты
Выводы к главе III
ГЛАВА IV. ИССЛЕДОВАНИЕ РЕШЕТКИ В ВОДЕ ВОЗНИКАЮЩЕЙ ПОД ДЕЙСТВИЕМ ИЗЛУЧЕНИЯ ЛАЗЕРА НА ОСНОВЕ КРИСТАЛЛА
У8СО:Сг3+:УЬ3+:Но3+ С ДЛИНОЙ ВОЛНЫ 2.92мкм
§ 4.1 Расчет зависимости распределения интенсивности зондирующего
излучения после прохождения амплитудной и фазовой решетки
§ 4.2 Описание эксперимента
§ 4.3 Экспериментальные результаты
Выводы к главе IV
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы
Актуальность данной диссертационной работы обусловлена бурным развитием трехмикронных твердотельных лазеров и последними достижениями в области взаимодействия трехмикронного лазерного излучения с гидроксилсодержащими жидкостями.
Интерес к созданию и практическому применению трехмикронных твердотельных лазеров постоянно растет. С момента появления первых лазеров большое внимание уделяется созданию лазеров на новых длинах волн и улучшению их выходных характеристик.
Перспективность в таких областях применения, как лазерная медицина, оптическая связь, нелинейная оптика, лазерная спектроскопия, оптика атмосферы и взаимодействие интенсивного света с веществом инициировали в последние годы исследования, направленные на разработку новых, высокоэффективных источников трехмикронного диапазона. Значительные достижения последних лет в создании инфракрасных лазеров трехмикронного диапазона, открыли широкую перспективу их практического применения в научных исследованиях. Данные лазеры также могут быть применены в качестве источников накачки перестраиваемых по частоте параметрических генераторов света ПГС на нелинейных кристаллах, которые непрозрачны в видимой или ближней ИК области. В последние годы сильно возрос интерес к созданию и использованию ПГС, преимущественно в инфракрасном диапазоне с импульсной накачкой излучением твердотельных лазеров, обеспечивающих высокую интенсивность излучения на выходе ПГС. Развитие и совершенствование этого вида источников света (ПГС) тесно связано с появлением новых и улучшением ранее известных источников накачки ПГС.

наносекундной и пикосекундной длительности имеет широкую перспективу для оптической связи [44], для исследований по нелинейной оптике [45] и взаимодействию ИК излучения с конденсированными средами [36,43,46]. Для медицинских применений привлекательным является получение перестраиваемой генерации в трехмикронном диапазоне спектра. Для использования этого лазера в физических исследованиях и для практических применений необходимо знать энергетические и спектрально-временные характеристики излучения.
2.1.1 Гольмиевый лазер в режиме свободной генерации
В экспериментах активным элементом задающего генератора служил выращенный по методу Чохральского кристалл У8СС:УЬ3 ':Сг3:Но3 ’ с концентрацией ионов Но3+ 5х1019см'3, изготовленный в виде стержня диаметром 4 мм и длиной 77 мм с плоскопараллельными торцами.
1 I 3 Т I 'у I
Концентрация активаторов составляла: Сг -2x10 см' , УЬ -6x10 см' (замещено 50% ионов У3+). На рис.2.1 показана схема уровней энергии активной лазерной среды У800:¥Ь3':Сг3':Но3+. В видимой области основная часть световой энергии поглощается ионами Сг3 , которые используются как сенсибилизатор. Ионы УЬ3 ' имеют сильную полосу поглощения в ближней ИК области. Такая среда является удобным обьектом для накачки импульсными лампами. Как показали расчеты [7], при таком выборе концентраций происходит передача энергии от ионов Сг3+ к ионам УЬ3+, а затем от ионов УЪ3+ к ионам Но3 , причем на ионы УЬ3" передается 98% от запасенной на ионах Сг3+ энергии, т.е в этом кристалле имеет место достаточно высокая эффективность передачи энергии к активным ионам Но3+. Время жизни уровней 516, % ионов Но3+ в кристалле
УЬСКпСг3+:УЬ3+:Но3+ составляет 0.47 и 9.8мс соответственно [6], поэтому