Спектрохронограф для исследования временных и энергетических параметров лазеров ультракороткой длительности в спектральном диапазоне 200-1000 нм и его применение для оптимизации лазерного излучения

• Автор: Гудилин, Антон Валентинович
• Шифр специальности: 05.27.03
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2006
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 142 с. : ил.

Содержание стр.

Введение
Глава 1. Специальные методы регистрации быстропротекающих процессов с пикофемтосекундным временным разрешением

1.1. Существующие методы высокоскоростной регистрации

импульсных оптических процессов

1.1.1. Корреляционные нелинейные оптические методы

1.1.2. Фотоэлектрические осциллографические методы

1.1.3.Электроннооптические методы

1.2. Сравнительный анализ методов Глава 2. Методика энергетического расчета

оптоэлектронного тракта спектрохронографа СХ1 А

2.1. Выбор оптической схемы спектрохронографа

2.2. Энергетический расчет оптикоэлектронного
тракта спектрохронографа
Глава 3. Выбор и математическое моделирование оптической
схемы полихроматора для спектрохронографа СХ1 А
3.1. Оптическая схема полихроматора
3.2. Фотохронограф и .
3.2.1. Оптическая схема фотохронографа
3.2.2. Функциональные узлы фотохронографа
3.3. Излучатель рабочего оптического импульса
3.3.1. Устройство лазерного излучателя
3.3.2. Описание работы лазера
3.3.3. Система управления излучением . .
3.4. Система получения парных импульсов и методы калибровки
3.4.1. Устройство и принцип действия
3.4.2. Оптическая схема системы получения парных импульсов
3.5. Блок электронной задержки
. .1 II I ,пЧХр чК 3фа
3.6. Система регистрации
3.6.1. Функциональные возможности программы
3.7. Методика определения скорости, нелинейности
развертки и нестабильности запуска джиттер фотохронографа
3.7.1. Методика определения скорости развертки
3.7.2. Методика определения нелинейности развертки
3.7.3. Методика определения нестабильности запуска джиттер
3.8. Метрологические характеристики спектрохронографа
3.9. Оценка результирующей погрешности
Глава 4. Экспериментальные исследования
4.1. Исследование контраста пикосекундного излучения твердотельного лазера с пассивной синхронизацией мод
Луч3 с помощью спектрохронографа
4.2. Исследование спектрального контраста
4.3. Исследование свойств фототропного затвора
4.4. Экспериментальные результаты полученные на
лазерной установке СоколП
4.5. Измерительный комплекс для исследования спектральнокинетических и пространственнодинамических характеристик
4.6. Экспериментальные результаты исследований спектральнокинетических и пространственнодинамических характеристик
Заключение гчр ч г .
Литература


Другим недостатком является " необходимость проецирования разложенного по спектру изображения на ограниченную в размерах область фотокатода, либо необходимость сканирования спектров. Если в первом случае при проецировании - появляются значительные потери в чувствительности, то во втором отсутствует возможность регистрации всех спектральных составляющих. В связи с этим • совокупность работ по созданию измерительной техники, применяемой ш для ^. Цель работы. V:» . К >; 1. Основные задачи исследования. Разработка фотохронографической части спектрохронографа с высоким временным разрешением (~ 1 пс) и большим динамическим диапазоном чувствительности (~ 0), методов определения основных динамических характеристик фотохронографа (нестабильности запуска, нелинейности и диапазонов развертки). Анализ технических, функциональных характеристик полихроматора и электронно-оптических преобразователей, а также аппаратных реализаций на их основе с целью выявления возможностей элементной базы, оценка ее возможностей для измерения спектрально-динамических параметров импульсного лазерного (и других источников) излучения и определение аппаратной структуры спектрохронографа. Разработка неселективного в широком спектральном диапазоне полихроматора и методов исследования его характеристик. Разработка алгоритма и написание рабочих программ для спектрохронографа и высокоскоростного фотохронографа. Исследование с помощью спектрохронографа характеристик пикосекундных лазеров с пассивной, активной и пассивноактивной' синхронизацией мод и обратной электрооптической связью. Оптимизация с использованием спектрохронографа юстировки схемы «чирпирования», режимов работы тераватной лазерной установки с многокаскадным усилением. Измерение с помощью спектрохронографа энергетического и спектрального контраста'»лазерного излучения при каскадном преобразования гармоник. Мч I • V ¦! Научная новизна. Разработаны методики исследования временных характеристик высокоскоростной хронографической части спектрохронографа, а именно: нестабильности запуска (джиттера), скорости и нелинейности развертки. Разработана методика исследования спектральных характеристик диспергирующей части (полихроматора) спектрохронографа. Проведен расчет временной переходной характеристики полихроматора. Разработаны методики оптимизации юстировки схемы «чирпирования», режимов работы импульсных твердотельных лазеров (пикосекундных и наносекундных). Разработаны программы для автоматизированной обработки и хранения рабочей информации. Проведены измерения энергетического контраста и спектрального контраста для нескольких длин волн лазерного, излучения. Предложена конструкция и разработан прибор для исследования спектрально-динамических и пространственно-динамических параметров лазерного излучения. Поскольку разрабатываемый прибор доведен до промышленной разработки, получил торговый знак, то в дальнейшем для обозначения прибора - и его составных частей будут использоваться утвержденные названия: спектрохронограф «СХ-1А», фотохронограф «Взгляд 2А-2», полихроматор «Спектр-1 А». Практическая ценность работы. Применение разработанных методов измерений временных и пространственных характеристик импульсного излучения, а также хронографической части «Взгляд 2А-2» спектрохронографа «СХ-1А», позволило получить рабочую информацию о динамике лазерной генерации пикосекундных лазеров, форме, амплитуде и тонкой структуре ультракоротких лазерных импульсов. РФЯЦ-ВНИИТФ, а также во ФГУП ВНИИОФИ на пикосекундной лазерной установке (тимп =- пс, А. Х.2=2 нм), произведены измерения контраста излучения с длительностью импульсов (1-) *‘ с, исследованы режимы оптимизации юстировки схемы «чирпирования», с помощью кадровой регистрации получены сведения о начальной стадии энергетических превращений высокоэнергетических материалов, позволяющих. С помощью разработанного метода ¦ определена нестабильность (джиттер) срабатывания разверток спектрохронографа. С использованием спектрохронографа проведены исследования по изучению предвзрывных; явлений в азидах тяжелых металлов, результаты которых позволили уточнить, феноменологическую модель взрывных процессов.