Исследование вращателей Фарадея с криогенным охлаждением для лазеров высокой средней мощности

• Автор: Железнов, Дмитрий Сергеевич
• Шифр специальности: 01.04.21
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2012
• Место защиты: Нижний Новгород
• Количество страниц: 121 с. : ил.

Содержание
Содержание
Введение
Глава 1. Измерение температурных зависимостей термооптических характеристик магнитооптических сред
1.1. Магнитооптическая добротность и другие термооптические
характеристики
1.2. Термооптические характеристики кристалла TGG
1.3. Термооптические характеристики кристалла GGG
1.4. Термооптические характеристики кристалла YAG
1.5. Сравнение гранатов: TGG, GGG и YAG
1.6. Заключение
Глава 2. Исследование возможности укорочения МОЭ за счет увеличения магнитного поля
2.1. Свойства ферромагнитных сплавов при криогенном охлаждении
2.2. Использование сверхпроводящих соленоидов
2.3. Заключение
Глава 3. Криогенные изоляторы Фарадея
3.1. Стержневая геометрия МОЭ
3.1.1 Охлаждение через боковую поверхность
3.1.2 Стержневая геометрия МОЭ. Степень изоляции
3.2. Дисковая геометрия МОЭ
3.2.1 Охлаждение через оптическую поверхность. Аспектное
соотношение
3.2.2. Дисковая геометрия МОЭ. Степень изоляции
3.3. Заключение
Заключение
Список сокращений и определения основных понятий
Приложение. Оптическая АКС
Список литературы

Введение
Предмет исследования и актуальность темы
Поляризационные вентили или изоляторы Фарадея (ИФ) -оптические устройства, впервые описанные в научной литературе в начале 60-х годов прошлого века вскоре после изобретения лазера [1-3], и в настоящее время являются одними из ключевых элементов лазерных схем. При этом интерес к созданию более совершенных изоляторов Фарадея, возникший сразу после их появления [1-15], сохранился и по сей день [16-27]. За это время создан широчайший спектр оптических изоляторов, и сейчас подавляющее большинство лазерных схем, оперирующих со сколько-нибудь высокой мощностью, имеют в своем составе изоляторы Фарадея. Поскольку постоянная Верде магнитооптических элементов (МОЭ) зависит от длины волны [28], для разных диапазонов длин волн путем выбора подходящей магнитоактивной среды изготавливаются различные ИФ. Так, например, для длин волн видимого диапазона были созданы изоляторы на базе кристаллов NaCl, ZnSe, TAG [10, 12, 14] и магнитооптического стекла МОС-Ю5 [6]; для ближнего и среднего ИК-диапазона, в котором работает большинство твердотельных лазеров, — изоляторы преимущественно на различных типах магнитооптического стекла и кристаллах тербий-галлиевого граната (TGG) [6, 9, 17, 19, 21]; для дальнего ИК-диапазона, приложений С02-лазеров, сконструированы изоляторы на базе антимонида индия (InSb) и германия [4, 15]. Существуют изоляторы Фарадея для поляризованного [5, 22] и для неполяризованного излучения [19, 26], имеющие в качестве магнитной системы импульсные соленоиды [3, 10], соленоиды непрерывного
действия [21, 24] или постоянные магниты [17, 19].

в л/8 раз. Величина утах при охлаждении уменьшается более чем в 24 раза, как видно из рисунка 2.
Учитывая то обстоятельство, что ряд экспериментальных точек для графиков утах и утіп получены при одной и той же температуре, можно по экспериментальным результатам, приведенным на рисунка 2, согласно (19) построить зависимость параметра оптической анизотропии £, от температуры. Как видно из рисунка 3, параметр оптической анизотропии £,
уменьшается в ~л/3 раз, с 2.25 [32] до 1.28 в исследуемом интервале температур.
Здесь необходимо оговориться, что кристаллы ТОО выращиваются двумя способами — из флюса либо из расплава. Все используемые нами в экспериментах кристаллы ТОО были выращены из расплава. Теплопроводность таких кристаллов в диапазоне температур 300-80 К практически постоянна [68], поэтому измеренное уменьшение деполяризации у связано с уменьшением аО.