Электронная компонента изменения показателя преломления лазерных кристаллов при интенсивной накачке и ее роль в формировании голографических зеркал в лазерах на динамических решетках населенности

• Автор: Еремейкин, Олег Николаевич
• Шифр специальности: 01.04.03, 01.04.21
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 135 с. : ил.

Содержание
Теоретическое описание электронных изменений показателя преломления лазерного кристалла Ыс1УАО и результаты их предыдущих ингерферометрических исследований

1.1.Теоретическое описание электронных изменений показателя преломления

1.2. Результаты предшествующих исследований изменения показателя преломления лазерного кристапла МУАС
Спектроскопические исследования механизмов заселения энергетических уровней иона Ыс в кристаллах Ы3УАО и ЖУАР

2.1.Описание экспериментальной установки

2.2.Спектроскопические исследования заселения высоколежащих уровней в кристалле ШГУАв при накачке гармониками импульсного ЫсТУАв лазера
2.3.Спектроскопические исследования заселения высоколежащих уровней в кристалле ШУАР при накачке гармониками импульсного ШУАС лазера
2.4.Спектроскопические исследования кристалла Ыс1УАО при комбинированной накачке диодным лазером на 8 нм и гармониками импульсного ЫсГУАО лазера

2.5.Обсуждение результатов спектроскопических исследований

Интерферометрические исследования изменения показателя преломления в кристалле ШУАО при
интенсивной накачке
3.1.Описание экспериментальной установки
3.2.Интерферометрические исследования изменения показателя преломления в кристалле ЫсРУАО при
накачке диодным лазером на 8 нм
3.3.Интерферометрические исследования изменения показателя преломления в кристалле ИсРУАО при
комбинированной накачке диодным лазером на 8 нм
лава
Заключение
Литература


Возможность же генерации в самоорганизующейся системе, где в качестве нелинейно-оптического элемента используется сама активная среда, многим исследователями не представлялась очевидной. ИПП) лазерных кристаллов под действием интенсивной накачки, так и о величинах такой нелинейности. Большинство исследователей при описании нелинейных эффектов в лазерных кристаллах игнорировали “электронные” ИПП на частоте рабочего перехода, учитывая лишь эффект насыщения усиления и связанные с ним решётки коэффициента усиления [,-]. Во второй половине -х лазеры с резонатором на динамических решётках показателя преломления, формируемым в самих лазерных кристаллах, начали активно исследовать. Были обнаружены возможности получения генерации в схемах с петлевой геометрией, включающих только лазерные кристаллы, но лишь при интенсивной широкополосной ламповой накачке. Продемонстрирована генерация в самостартующей лазерной системе на кристалле Ш. УАС с ламповой накачкой и взаимным резонатором на динамических решётках показателя преломления [,-]. Достигнута генерация со средней мощностью в импульсном режиме до 0 Вт при высоком качестве пучка генерации, близком к дифракционному пределу []. Впоследствии встал вопрос о возможности построения самоорганизующейся лазерной системы с взаимным резонатором и кристаллом с диодной накачкой. Использование диодной накачки и взаимного резонатора даёт потенциальную возможность построения мощных лазеров с адаптивными свойствами и резонатором, имеющим минимальные размеры (вплоть до размеров самой активной среды). Исследование возможности построения диодно-накачиваемых лазеров, резонаторы которых формируются с помощью динамических голограмм, индуцированных в лазерных кристаллах самими генерируемыми пучками, представлено во второй части диссертационной работы. Определение вклада “электронной” компоненты нелинейных изменений показателя преломления лазерных кристаллов при интенсивной накачке. Исследование возможности построения диодно-накачиваемых лазеров, резонаторы которых формируются с помощью динамических голограмм, индуцированных в лазерных кристаллах самими генерируемыми пучками. Оптимизация параметров схемы самоорганизующегося лазера с целью повышение эффективности преобразования энергии накачки в энергию генерации, а также исследование пространственно-временных характеристик выходной генерации. Диссертационная работа состоит из четырех глав. В первой главе диссертации представлено теоретическое описание механизмов изменения показателя преломления (ИПП) лазерных кристаллов (на примере кристалла Ж:УАО), обусловленных изменением населённости энергетических уровней. Показана связь ИПП с различием поляризуемости ионов активаторов в возбужденном и невозбужденном состоянии. ИПП кристалла ЖгУАв при ламповой накачке, указывающих на роль заселения высоколежащих квазиметастабильных уровней (2Р(2)5^2, 3/2 и 2Рз,-2) Г-оболочки ионов Ж3" кристалла Ж. УАв в формировании динамических голограмм. Во второй главе представлены результаты исследований механизмов заселения высоколежащих энергетических уровней (2Р(2)5/2, 3/2 и 2Рз/г) кристаллов ЫсРУАв и Ж:УАР при их интенсивной накачке. Экспериментально исследована люминесценция в кристаллах Ж/УАв и Ж:УАР в видимом диапазоне длин волн (от 0 нм до 0 нм) при накачке диодными лазерами (8 нм), а также 2-ой (2 нм), 3-ей (4,7 нм) или 4-ой (6 нм) гармониками импульсного Ж:УАО лазера. Выявлены механизмы заселения вы соколежащего квазиметастабильного уровня 2? Наиболее эффективное заселение этого уровня достигается при комбинированной накачке кристалла Ж:УАО излучением диодного лазера и 4-ой гармоники. При комбинированной накачке кристалла ЖгУАв излучением 4-ой гармоники и диодного лазера было отмечено сильное (на порядок величины и более) увеличение сигнала люминесценции с высокоэнергетического уровня 7? Выяснено, что механизм заселения обусловлен двухступенчатым возбуждением: диодная накачка приводит к заселению верхнего метастабильного уровня рабочего перехода 4? Г-5с1 с последующей безызлучательной релаксацией на уровень 2?