ВКР активные кристаллы и разработка ВКР преобразователей на их основе

• Автор: Зверев, Петр Георгиевич
• Шифр специальности: 01.04.21
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 328 с. : ил.

Оглавление

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. ВЫНУЖДЕННОЕ КОМБИНАЦИОННОЕ РАССЕЯНИЕ В КРИСТАЛЛАХ (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)

1.1. Явление вынужденного комбинационного рассеяния света

1.2. Вынужденное комбинационное рассеяние света в твердых телах

1.3. Основные типы твердотельных ВКР преобразователей и ВКР лазеров

Глава 2. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ПОИСКА КРИСТАЛЛОВ ПЕРСПЕКТИВНЫХ ДЛЯ ВКР

2.1 Спектры спонтанного комбинационного рассеяния ВКР активных мод в кристаллах

2.2 Измерение коэффициентов ВКР усиления в кристаллах с использованием наносекундных импульсов

2.2.1. Исследование зависимости коэффициента ВКР усиления в кристалле ВаЗУСЧ

от длины волны методом ВКР усиления при наносекундном возбуждении
2.3. Измерение коэффициентов ВКР усиления в кристаллах при возбуждении пикосекундными лазерными импульсами
2.4. Выводы к главе 2
Глава 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ФОНОН-ФОНОННОГО И ФОНОН-РЕШЕТОЧНОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ В ВКР АКТИВНЫХ КРИСТАЛЛАХ. ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ НА ПАРАМЕТРЫ ВКР АКТИВНЫХ МОД
3.1. Особенности спектров спонтанного комбинационного рассеяния кристаллов
с анионными комплексами
3.2. Исследование температурного уширения комбинационных мод и установление преимущественных каналов релаксации их возбуждения в кристаллах нитратов
3.3. Спектроскопия спонтанного комбинационного рассеяния кристаллов вольфраматов и молибдатов с шеелитовой структурой
3.3.1 Исследование температурного уширения и сдвига частоты КР мод в кристаллах вольфраматов и молибдатов
3.3.2 Релаксация ВКР активной Аг(Уі) моды в кристалле ВаХЧСЧ

3.4. Влияние температуры на параметры ВКР активных мод в кристаллах.
Анализ температурной стабильности твердотельных ВКР преобразователей
3.5. Выводы к главе 3
Глава 4. ВКР ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ НА ОСНОВЕ НОВЫХ КРИСТАЛЛОВ
4.1. ВКР преобразователи лазерного излучения наносекундной длительности
4.1.1. Одно и многопроходовые схемы ВКР преобразователей
4.1.2. ВКР преобразователь с дополнительным резонатором
4.1.2.1. ВКР преобразование излучения Ш:УАО лазера в кристалле Ва(РЮз)
с дополнительным резонатором
4.1.2.2. Исследование ВКР преобразования излучения неодимового лазера в кристалле Ва\Ю4 с дополнительным резонатором
4.1.3. Исследование работы ВКР усилителя на кристалле Ва(РГОз)2
4.2. Рассеяние пикосекундных импульсов в ВКР кристаллах
4.2.1. Рассеяние пикосекундных импульсов при ВКР в кристалле Ва(ЪЮз)2
4.2.2. Исследование ВКР преобразования пикосекундных лазерных импульсов в кристаллах вольфраматов
4.3. ВКР генерация квазинепрерывного излучения в кристалле Ва\Ю4
4.3.1. Особенности спектра спонтанного комбинационного рассеяния кристалла Ва''ЛЮ4
4.3.2. ВКР генерация квазинепрерывного излучения накачки в кристалле
Ва¥04 в первую Стоксову компоненту
4.3.3. Особенности генерации второй Стоксовой компоненты в ВКР лазере
на кристалле Ва\Ю4
4.4. Искусственная натриевая звезда для адаптивной астрономии на основе Ш3+:ГГГ лазера и ВКР преобразователя на кристалле Ва\Ю4
4.4.1. Использование ВКР преобразования для создания источника возбуждения искусственной натриевой звезды
4.4.2. Лазер накачки на кристалле ГГГ:Ш3+
4.4.3. Генерация лазерной системы на ГГГ:Ис13+ и ВаУС>4 с удвоением
частоты на длине волны 589.0 нм
4.5. Выводы к главе 4
Глава 5. ВКР ЛАЗЕРЫ НА ОСНОВЕ НОВЫХ КРИСТАЛЛОВ
5.1. Внутрирезонаторное ВКР преобразования излучения неодимовых лазеров

в новых нелинейных кристаллах в ближнем ИК спектральном диапазоне
5.1.1. ВКР лазер на кристалле Ва(ЫОз)2С накачкой излучением Nd3+:YAG лазера (1064 мкм)
5.1.2. ВКР лазер на кристалле Ва(ЫОз)2С накачкой излучением 1.3 мкм Nd3+: YAG лазера с пассивной модуляцией добротности VJ+: YAG и Nd2+:SrF2 фототропными затворами
5.1.3. ВКР лазер на кристалле BaWC>4 с накачкой Nd:YAG лазером, работающий в безопасном для глаз спектральном диапазоне
5.1.4. Лазер на Nd:YVC>4 с внутрирезонаторным ВКР в кристалле BaW04 с высокой средней мощностью на длине волны 1536 нм
5.2. Спектрально-люминесцентные и генерационные исследования ВКР активных кристаллов, активированных ионами неодима
5.2.1. Спектрально люминесцентные и генерационные свойства кристаллов SrWC>4, активированных ионами Nd3+ . Создание ВКР лазера на их основе.
5.2.2 Спектрально-люминесцентные свойства ионов Nd3+ в кристаллах BaWC>4. Исследование лазерной генерации в кристалле BaW04:Nd3+ и создание ВКР лазера на его основе.
5.2.3 Спектроскопические свойства кристаллов SrMoCUiNd3^ и исследование ВКР лазера на кристалле SrMoC^iNd3, работающего в ближнем ИК спектральном диапазоне.
5.3. Выводы к главе
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ ЗАКЛЮЧЕНИЕ
СПИСОК ЦИТИРОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

Рисунок 5. Экспериментальная установка для исследования спектров спонтанного комбинационного рассеяния в кристаллах.
Пиковое значение сечения Хреак измерялось с точностью около 10% для широких линий, для более узких мод точность измерения увеличивалась до ~20%. Точность же интегрального сечения £>„, была около 10% для узких линий и увеличивалась до 20—40% для широких из-за неопределенности в положении уровня широкополосного фона.
На рисунке 6 представлен спектр спонтанного КР для кристалла натурального алмаза, использованного в качестве эталона. Структура алмаза представляет собой пример плотно упакованной ковалентной структуры, в которой каждый кристалл углерода окружен четырьмя атомами, расположенными в вершинах тетраэдра. В кристалле есть только одна ВКР активная комбинационная мода симметрии с энергией 1332 см'1 .
Для обработки экспериментальных спектров использовалась численная обработка экспериментального спектра при помощи компьютерной программы РеакБД, позволяющая определить положение максимума спектральной линии, его ширину (ТЛ¥НМ), пиковую и интегральную интенсивности комбинационного рассеяния. На рисунке 7 представлен экспериментальный спектр ВКР активной моды в кристалле Са\Ю4. Видно, что экспериментальная линия несимметричная, что свидетельствует о наличии еще одной близкорасположенной моды в этом кристалле. Разложение экспериментальной кривой на два лоренцевых контура, представленное на рисунке 7, подтвердило это предположение.