Управление режимами импульсной генерации в эрбиевом волоконном лазере с пассивной синхронизацией мод, основанной на нелинейном вращении плоскости поляризации

И. А. Волков, В. А. Камынин, П. А. Итрин, С. Н. Ушаков, К. Н. Нищев, В. Б. Цветков

  • Национальный исследовательский Мордовский государственный университет, г. Саранск
  • Институт общей физики им. А.М. Прохорова РАН, г. Москва
  • Ульяновский государственный университет
  • Национальный исследовательский ядерный университет “МИФИ”, г. Москва
Аннотация: Экспериментально исследована возможность управления режимом импульсной генерации эрбиевого волоконного кольцевого лазера, работающего в области аномальной дисперсии, с пассивной синхронизацией мод на основе нелинейного вращения плоскости поляризации. Показано, что при индивидуальной настройке мощности накачки и внутрирезонаторных контроллеров поляризации происходит перестройка режима импульсной генерации без изменения резонатора. Для полученных режимов импульсной генерации были исследованы основные спектрально-временные и энергетические характеристики.
Ключевые слова: эрбиевый волоконный лазер, консервативный солитон, шумоподобные импульсы, двухволновые импульсы.
Поступила в редакцию: 29.10.2019
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2020, 50:2, 153–156
Образец цитирования: И. А. Волков, В. А. Камынин, П. А. Итрин, С. Н. Ушаков, К. Н. Нищев, В. Б. Цветков, “Управление режимами импульсной генерации в эрбиевом волоконном лазере с пассивной синхронизацией мод, основанной на нелинейном вращении плоскости поляризации”, Квантовая электроника, 50:2 (2020), 153–156 [Quantum Electron., 50:2 (2020), 153–156]

Выгорание продольного пространственного провала (LSHB) в мощных полупроводниковых лазерах: численный анализ

В. С. Головин, И. С. Шашкин, С. О. Слипченко, Н. А. Пихтин, П. С. Копьёв

  • Физико-технический институт им. А. Ф. Иоффе РАН, г. С.-Петербург
Аннотация: При помощи численного решения одномерных (1D) скоростных уравнений проанализирован эффект выгорания продольного пространственного провала (LSHB) в мощных полупроводниковых лазерах. Расчёты проводились для лазеров на основе GaAs, работающих на длине волны 1.06 мкм. Показано, что уменьшение выходной мощности в результате LSHB вызвано двумя процессами – увеличением спонтанной рекомбинации и падением дифференциальной эффективности, что эквивалентно росту внутренних оптических потерь. Проанализировано влияние различных параметров лазерного чипа на величину провала. В частности, показано, что для уменьшения LSHB предпочтительно увеличивать коэффициент оптического ограничения Γ. Оценена взаимосвязь LSHB с другими механизмами уменьшения выходной мощности.
Ключевые слова: полупроводниковый лазер, выгорание продольного пространственного провала, скоростные уравнения, внутренние оптические потери, численный анализ
Поступила в редакцию: 01.10.2019
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2020, 50:2, 147–152
Образец цитирования: В. С. Головин, И. С. Шашкин, С. О. Слипченко, Н. А. Пихтин, П. С. Копьёв, “Выгорание продольного пространственного провала (LSHB) в мощных полупроводниковых лазерах: численный анализ”, Квантовая электроника, 50:2 (2020), 147–152 [Quantum Electron., 50:2 (2020), 147–152]

Экспериментальные исследования мощных полупроводниковых одночастотных лазеров спектрального диапазона 1.5–1.6 мкм

О. О. Багаева, Р. Р. Галиев, А. И. Данилов, А. В. Иванов, В. Д. Курносов, К. В. Курносов, Ю. В. Курнявко, М. А. Ладугин, А. А. Мармалюк, В. И. Романцевич, В. А. Симаков, Р. В. Чернов, В. В. Шишков

  • АО «НИИ “Полюс” им. М. Ф. Стельмаха», г. Москва
  • Институт сверхвысокочастотной полупроводниковой электроники им. В. Г. Мокерова РАН, г. Москва
Аннотация: Разработаны и экспериментально исследованы вольт-амперные, ватт-амперные и спектральные характеристики мощных полупроводниковых лазеров на основе одночастотных РОС-лазеров с боковой брэгговской дифракционной решеткой с длиной волны излучения 1.5–1.6 мкм. Проведено сравнение характеристик обычных лазеров с резонатором Фабри–Перо и РОС-лазеров, изготовленных из одной и той же гетероструктуры. При токе накачки не более 700 мА обычный лазер с длиной резонатора 1.6 мм и шириной мезаполоски 3 мкм излучал не менее 200 мВт мощности излучения против 150 мВт у РОС-лазера; оба лазера были установлены в корпус диаметром 11 мм. РОС-лазер, установленный в корпусе “баттерфляй”, при токе накачки не более 500 мА излучал на выходе одномодового кабеля не менее 100 мВт, что при 60%-ной эффективности ввода излучения составляет не менее 165 мВт, при этом коэффициент подавления боковых мод был не менее 53 дБ. Показано, что девиация длины волны при изменении тока накачки и температуры у РОС-лазера почти на порядок меньше, чем у обычного лазера. Ключевые слова: одночастотные РОС-лазеры, вольт-амперная, ватт-амперная
Ключевые слова: одночастотные РОС-лазеры, вольт-амперная, ватт-амперная, спектральная характеристики, длина волны 1.5–1.6 мкм, брэгговская решетка.
Поступила в редакцию: 11.11.2019
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2020, 50:2, 143–146
Образец цитирования: О. О. Багаева, Р. Р. Галиев, А. И. Данилов, А. В. Иванов, В. Д. Курносов, К. В. Курносов, Ю. В. Курнявко, М. А. Ладугин, А. А. Мармалюк, В. И. Романцевич, В. А. Симаков, Р. В. Чернов, В. В. Шишков, “Экспериментальные исследования мощных полупроводниковых одночастотных лазеров спектрального диапазона 1.5–1.6 мкм”, Квантовая электроника, 50:2 (2020), 143–146 [Quantum Electron., 50:2 (2020), 143–146]

 

Мощные (более 1 Вт) квантовые каскадные лазеры для длинноволнового ИК диапазона при комнатной температуре

В. В. Дюделев, Д. А. Михайлов, А. В. Бабичев, А. Д. Андреев, С. Н. Лосев, Е. А. Когновицкая, Ю. К. Бобрецова, С. О. Слипченко, Н. А. Пихтин, А. Г. Гладышев, Д. В. Денисов, И. И. Новиков, Л. Я. Карачинский, В. И. Кучинский, А. Ю. Егоров, Г. С. Соколовский

  • Физико-технический институт им. А. Ф. Иоффе РАН, г. Санкт-Петербург
  • Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ»
  • Университет ИТМО, г. С.-Петербург
  • ООО “Коннектор Оптикс”, г. С.-Петербург
Аннотация: Изготовлены и исследованы полосковые квантовые каскадные лазеры, генерирующие излучение с длиной волны вблизи 8 мкм. Продемонстрирована лазерная генерация при комнатной температуре с максимальной выходной пиковой мощностью с одного зеркала свыше 1 Вт.
Ключевые слова: квантовый каскадный лазер, гетероструктура, высокая мощность
Поступила в редакцию: 18.10.2019
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2020, 50:2, 141–142
Образец цитирования: В. В. Дюделев, Д. А. Михайлов, А. В. Бабичев, А. Д. Андреев, С. Н. Лосев, Е. А. Когновицкая, Ю. К. Бобрецова, С. О. Слипченко, Н. А. Пихтин, А. Г. Гладышев, Д. В. Денисов, И. И. Новиков, Л. Я. Карачинский, В. И. Кучинский, А. Ю. Егоров, Г. С. Соколовский, “Мощные (более 1 Вт) квантовые каскадные лазеры для длинноволнового ИК диапазона при комнатной температуре”, Квантовая электроника, 50:2 (2020), 141–142 [Quantum Electron., 50:2 (2020), 141–142]

Перестраиваемый полупроводниковый лазер с двумя управляемыми акустооптическими фильтрами во внешнем резонаторе

Л. Н. Магдич, А. Ю. Чаморовский, В. Р. Шидловский, М. В. Шраменко, С. Д. Якубович

  • АО «НИИ “Полюс” им. М. Ф. Стельмаха», г. Москва
  • Superlum Diodes Ltd, Ireland
  • ООО “Оптон”, г. Москва
  • Московский технологический университет (МИРЭА)
Аннотация: Исследован лазер с линейным внешним резонатором, содержащим в качестве активного элемента инжекционный полупроводниковый оптический усилитель ближнего ИК диапазона и два акустооптических перестраиваемых фильтра (АОПФ) с квазиколлинеарным взаимодействием световой и акустической волн. При равных частотах управляющих фильтрами ВЧ сигналов, которые обеспечивают компенсацию доплеровского сдвига оптической частоты, возникающего при прохождении света через АОПФ, удалось сузить спектр стационарной генерации лазера до примерно 25 МГц, что почти на три порядка меньше ширины спектра (~20 ГГц), наблюдаемой при использовании одного фильтра. Положение линии генерации, которая остается узкой, медленно флуктуирует в пределах спектральной полосы шириной около 3 ГГц, что, по-видимому, связано с большой длиной внешнего резонатора и недостаточной термостабилизацией его составляющих. Это не препятствует получению излучения с большой длиной когерентности. В режиме свипирования длины волны генерации мгновенная ширина спектра растет с увеличением скорости перестройки, достигая 0.022 нм (8.8 ГГц) при максимальной скорости перестройки 104 нм/с. В режиме автоматического контроля выходной оптической мощности на уровне 3 мВт диапазон перестройки составил 815–875 нм. Подобные приборы представляют практический интерес для оптической когерентной томографии, спектроскопии, оптической метрологии и других прикладных областей.
Ключевые слова: перестраиваемый лазер, полупроводниковый оптический усилитель, акустооптический фильтр, оптическая когерентная томография.
Поступила в редакцию: 05.11.2019
Исправленный вариант: 20.12.2019
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2020, 50:2, 136–140
Образец цитирования: Л. Н. Магдич, А. Ю. Чаморовский, В. Р. Шидловский, М. В. Шраменко, С. Д. Якубович, “Перестраиваемый полупроводниковый лазер с двумя управляемыми акустооптическими фильтрами во внешнем резонаторе”, Квантовая электроника, 50:2 (2020), 136–140 [Quantum Electron., 50:2 (2020), 136–140]

Влияние анизотропии упругости на термонаведённые искажения лазерного пучка в монокристаллах кубической сингонии с радиальным теплоотводом. Ч. 1

А. Г. Вяткин, Е. А. Хазанов

  • Федеральный исследовательский центр Институт прикладной физики РАН, г. Нижний Новгород
Аннотация: Исследованы термонаведённые искажения пучка в монокристаллах кубической сингонии всех групп симметрии с анизотропным тензором упругой жёсткости. Для длинного стержня и тонкого диска с радиальным теплоотводом при однородной по объёму накачке активного элемента рассчитаны среднее арифметическое и разность термонаведённых набегов фаз собственных поляризаций и угол наклона этих поляризаций. Изучено положение выделенных ориентаций кристалла, не связанных с его элементами симметрии. Найдены эффективные значения термооптической постоянной Q в двух выделенных ориентациях, а также термооптической постоянной P в произвольной ориентации.
Ключевые слова: лазеры с высокой средней мощностью, фотоупругий эффект, термонаведённая деполяризация, термооптические постоянные, анизотропия кубических кристаллов.
Поступила в редакцию: 18.10.2019
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2020, 50:2, 114–135
Образец цитирования: А. Г. Вяткин, Е. А. Хазанов, “Влияние анизотропии упругости на термонаведённые искажения лазерного пучка в монокристаллах кубической сингонии с радиальным теплоотводом. Ч. 1”, Квантовая электроника, 50:2 (2020), 114–135 [Quantum Electron., 50:2 (2020), 114–135]

Влияние методики гидротермального синтеза на интенсивность ап-конверсионной люминесценции субмикронных частиц β-NaYF4 : Er3+, Yb3+

Е. А. Сагайдачная, Ю. Г. Конюхова, Н. И. Казадаева, А. А. Доронкина, И. Ю. Янина, А. А. Скапцов, А. Б. Правдин, В. И. Кочубей

  • Саратовский национальный исследовательский государственный университет им. Н. Г. Чернышевского
  • Национальный исследовательский Томский государственный университет
Аннотация: Исследованы различия интенсивностей люминесценции ап-конверсионных частиц β-NaYF4 : Er3+, Yb3+, синтезированных гидротермальным способом при различных условиях синтеза. Результаты исследований позволили сделать вывод о том, что для достижения максимальной интенсивности люминесценции таких частиц необходимо использовать фторид аммония и среду с рН = 3. При этом увеличивается длина частиц, вплоть до образования частиц стержнеобразной формы. Исходя из данных о размерах области когерентного рассеяния и о микронапряжениях, можно предположить, что частицы представляют собой поликристаллы. В то же время ограничение размеров области когерентного рассеяния возможно вследствие дефектности структуры. При синтезе в среде с рН = 3 происходит образование на поверхности кристаллитов гидролизованных областей, содержащих группы ОН. Наличие этих групп не влияет на интенсивность ап-конверсионной люминесценции частиц субмикронного размера.
Ключевые слова: ап-конверсионные частицы, спектры люминесценции, комбинационное рассеяние
Поступила в редакцию: 27.11.2019
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2020, 50:2, 109–113
Образец цитирования: Е. А. Сагайдачная, Ю. Г. Конюхова, Н. И. Казадаева, А. А. Доронкина, И. Ю. Янина, А. А. Скапцов, А. Б. Правдин, В. И. Кочубей, “Влияние методики гидротермального синтеза на интенсивность ап-конверсионной люминесценции субмикронных частиц β-NaYF4 : Er3+, Yb3+”, Квантовая электроника, 50:2 (2020), 109–113 [Quantum Electron., 50:2 (2020), 109–113]

Разогрев водных суспензий наночастиц кремния при воздействии излучения лазерного диода с длиной волны 808 нм для применений в методе локальной фотогипертермии

В. А. Олещенко, В. В. Безотосный, В. Ю. Тимошенко

  • Физический институт им. П. Н. Лебедева РАН, г. Москва
  • Национальный исследовательский ядерный университет “МИФИ”, г. Москва
  • Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, физический факультет
Аннотация: Проведено 3D моделирование распределения тепловых полей в водных суспензиях кремниевых наночастиц при облучении мощным лазерным диодом с длиной волны 808 нм в непрерывном и квазинепрерывном импульсно-периодическом режимах. Показано, что в импульсно-периодическом режиме при пиковой мощности лазерного излучения 10 Вт и длительности импульса 300 мс возможно создание температурной зоны с максимальной температурой свыше 42 °С, что перспективно для использования при локальном разогреве биоткани на заданной глубине в случае фотогипертермии рака.
Ключевые слова: мощный диодный лазер, кремниевые наночастицы, гипертермия
Поступила в редакцию: 09.01.2020
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2020, 50:2, 104–108
Образец цитирования: В. А. Олещенко, В. В. Безотосный, В. Ю. Тимошенко, “Разогрев водных суспензий наночастиц кремния при воздействии излучения лазерного диода с длиной волны 808 нм для применений в методе локальной фотогипертермии”, Квантовая электроника, 50:2 (2020), 104–108 [Quantum Electron., 50:2 (2020), 104–108]

Экспериментальное и теоретическое описание процесса контактной лазерной хирургии с титансодержащим оптотермическим волоконным конвертером

А. В. Беликов, А. В. Скрипник

  • Университет ИТМО, С.-Петербург
  • Первый Санкт-Петербургский государственный медицинский университет им. академика И. П. Павлова
Аннотация: В эксперименте in vitro, имитирующем последовательность действий хирурга в процессе контактной лазерной хирургии мягкой биоткани, получены зависимости температуры титансодержащего оптотермического волоконного конвертера (ТОТВК) и глубин коагуляции и абляции биоткани от средней мощности излучения диодного лазера с длиной волны 980 нм и от скорости перемещения конвертера вдоль биоткани. Обсуждается структурная, оптическая и теплофизическая модели ТОТВК, а также теплофизическая модель взаимодействия нагретого лазерным излучением конвертера с биотканью, которая учитывает температурные зависимости основных теплофизических параметров конвертера и биоткани, а также вклад толщины слоя водяного пара hint между конвертером и биотканью. Показано, что предложенная модель позволяет адекватно эксперименту описать результат контактной лазерной хирургии мягкой биоткани с ТОТВК.
Ключевые слова: лазер, конвертер, нагрев, биоткань, хирургия, водяной пар, лазерная рана
Поступила в редакцию: 31.10.2019
Исправленный вариант: 09.01.2020
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2020, 50:2, 95–103
Образец цитирования: А. В. Беликов, А. В. Скрипник, “Экспериментальное и теоретическое описание процесса контактной лазерной хирургии с титансодержащим оптотермическим волоконным конвертером”, Квантовая электроника, 50:2 (2020), 95–103 [Quantum Electron., 50:2 (2020), 95–103]

Лазерный адаптивный голографический гидроакустический интенсиметр

Р. В. Ромашко, Ю. Н. Кульчин, В. П. Дзюба, Д. В. Стороженко, М. Н. Безрук

  • Институт автоматики и процессов управления ДВО РАН, г. Владивосток
Аннотация: Исследован новый тип векторного гидроакустического приемника – лазерный адаптивный гидроакустический интенсиметр. В качестве первичного приемника акустического сигнала использованы два разнесенных в пространстве идентичных волоконно-оптических сенсора катушечного типа. Фазовая демодуляция сигналов, полученная на выходе сенсоров, реализуется в двухканальном адаптивном голографическом интерферометре, построенном на основе двух динамических голограмм, мультиплексированных в фоторефрактивном кристалле CdTe. С помощью лазерного интенсиметра исследовано акустическое поле, сформированное в ограниченном объеме. Экспериментально определены рабочие характеристики интенсиметра, пороговая чувствительность которого по интенсивности акустического поля составила 0.1 × 10-13 Вт/м2.
Ключевые слова: векторно-фазовый гидроакустический приемник, волоконно-оптический сенсор, адаптивный интерферометр, динамическая голограмма, фоторефрактивный кристалл.
Поступила в редакцию: 13.12.2019
Исправленный вариант: 30.01.2020
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2020, 50:5, 514–518
Образец цитирования: Р. В. Ромашко, Ю. Н. Кульчин, В. П. Дзюба, Д. В. Стороженко, М. Н. Безрук, “Лазерный адаптивный голографический гидроакустический интенсиметр”, Квантовая электроника, 50:5 (2020), 514–518 [Quantum Electron., 50:5 (2020), 514–518]