Разработка и исследование выходных фазокомпенсированных зеркал с профилем отражения для CO2-лазеров

• Автор: Прокашев, Вадим Николаевич
• Шифр специальности: 05.11.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 137 с. : ил.

Глава 1. Возможность и преимущества использования в неустойчивых резонаторах выходных зеркал с переменным по радиусу коэффициентом отражения
1.1 Обзор эффектов, влияющих на поперечное распределение
структуры поля внутри резонатора
1.2 Преимущества применения в неустойчивых резонаторах
зеркал с переменным профилем коэффициента отражения
Глава 2. Фазовая компенсация поля излучения в выходных элементах лазерных резонаторов
2.1 Численная модель распространения поля излучения с
фазовыми искажениями волнового фронта
2.2 Влияние фазовых искажений на распространение излучения...
Глава 3. Исследование плёнкообразующнх веществ, используемых при изготовлении оптических элементов иреднего ИК диапазона спектра
3.1 Технология изготовления плёночных структур и контроль параметров при напылении
3.2 Методы измерения оптических констант плёнкообразующих веществ и полученные результаты исследования
3.3 Исследование легированных плёнок фторидов
Глава 4. Фазокомпенснрованные выходные элементы
со ступенчаты,м профилем отражения
4.1 Некоторые существующие фазокомпенсированные элементы со ступенчатым профилем отражения и результаты их применения в лазерных резонаторах
4.2 Выходной элемент резонатора с дополнительным фазокомпенсирующим слоем
Глава 5. Фазокомпенсированные выходные элементы резонаторов с гладким профилем коэффициента отражения
5.1 Некоторые конструкции выходных элементов лазерных резонаторов с плавным профилем отражения
5.2 Конструкция выходного элемента с гладким профилем отражения и с фазокомпенсирующим слоем
5.3 Технология изготовления многослойных плёночных покрытий со слоями переменной по радиусу толщины
5.4 Результаты испытаний фазокомпенсированных выходных элементов на установке мощного ССЬ лазера
Заключение
Список литературы
Приложение
Актуальность темы.
Одним из важных направлений развития оптической и лазерной техники и технологии является разработка источников когерентного излучения высокой яркости и эффективности. Излучение таких лазерных источников используется в системах оптической локации и связи, лазерной медицины, во многих производственных процессах, то есть там, где требуется высокая концентрация световой энергии на малых площадях или её транспортировка на большие расстояния без существенных потерь.
При создании лазеров высокой яркости значительное внимание уделяется получению максимальной выходной энергии и мощности генерации в первую очередь за счёт использования эффективных активных сред и систем накачки. Однако улучшение пространственных'характеристик излучения лазера путем выбора оптимальной конструкции оптического резонатора позволяет снизить требования к полной излучаемой мощности лазерной системы, значительно увеличить яркость при' фокусировке излучения, уменьшить дифракционную расходимость при транспортировке, и, таким образом, повысить точность и производительность операций, выполняемых с помощью лазерного пучка.
Традиционные схемы неустойчивых резонаторов, используемых в мощных технологических лазерах с большим коэффициентом усиления активной среды, таких как газовый С02 - лазер с поперечной прокачкой, обладают рядом недостатков. В первую очередь, это возможность одновременной генерации нескольких поперечных мод, имеющих одинаковые потери при данной конфигурации активного, т.е. заполненного усиливающей средой резонатора. Вырождению поперечных мод по
§3.1 Технология изготовления плёночных структур и контроль параметров при напылении.
Все оптические плёночные структуры изготавливались методом резистивного испарения в вакууме [67] на вакуумных установках ВУ - 1А и ВУП -5. Вакуум порядка 10'3 Па достигался при использовании масляно -диффузионных насосов с охлаждающимися жидким азотом ловушками.
Для испарения веществ использовались тигли различных конструкций и материалов. 2пБе и 2п8 испарялись из кварцевых тиглей с косвенным подогревом, ВаР2, 8гР2, Аэ^ез, Аэ^з - из танталовых, а РЬР2 и ИаР - из платиновых лодочек специальных конструкций или из стеклоуглеродных тиглей марки СЕ - 2000. При получении пленок применялись химически чистые вещества для оптических целей (марка ХЧ), обозначаемые в дальнейшем 2п8е I, ХпБ I, ВаР2 I, РЬР2, 8гР2 I. При этом использовались разные партии веществ. Кроме того, для напыления 2п8е была использована оптическая керамика КО-4, а для 2п8 — оптическая керамика КО-2. Эти пленки имеют в дальнейшем обозначения 2п8е II и 2п8 II. Для изготовления пленок некоторых фторидов применялись также и монокристаллы РЬР2, №Р и ВаР2 (марки ФВИ). Эти пленки имеют обозначения РЬР2II, №Р II и ВаР2 II.
В качестве подложек мы использовали полированные шайбы диаметром 20мм из 2п8е, кварца, 81, ве, КВг, КС1 и №С1.
Температура подложек во время напыления фиксировалась нами с точностью не хуже ±5°С в интервале 50 ч- 250°С.
Контроль толщины напыляемых пленок и скоростей осаждения конденсата осуществляли фотометрическим методом по пропусканию в области спектра 0,6 ч- 1,1 мкм, в которой все пленки имеют малое поглощение. В некоторых случаях, оптический контроль напыления