Спектрально-селективная модуляция параметров пучков терагерцевого излучения

А. А. Ушаков, M. Матоба, Н. Немото, Н. Канда, К. Кониши, Н. А. Панов, Д. Е. Шипило, П. А. Чижов, В. В. Букин, М. Кувата-Гоноками, Дж. Юмото, О. Г. Косарева, С. В. Гарнов, А. Б. Савельев

  • Институт общей физики им. А.М. Прохорова РАН, г. Москва
  • Department of Physics, University of Tokyo, Japan
  • RIKEN Center for Advanced Photonics, Japan
  • Photon Science Centre, The University of Tokyo, Japan
  • Institute for Photon Science and Technology, The University of Tokyo, Japan
  • Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, физический факультет
  • Международный учебно-научный лазерный центр МГУ им. М. В. Ломоносова
  • Физический институт им. П. Н. Лебедева РАН, г. Москва
  • Всероссийский институт научной и технической информации РАН, г. Москва
Аннотация: Представлены результаты экспериментального исследования фокусировки широкополосного терагерцевого (ТГц) излучения с помощью линз и зонных пластинок Френеля. Проведено сравнение полученных данных с результатами численного моделирования. Показано, что использование линз для фокусировки ТГц излучения может приводить к возникновению кольцевой структуры в пространственных распределениях его интенсивности. Использование зонных пластинок Френеля позволяет изменять пространственное распределение интенсивности ТГц излучения на выделенных частотах спектра.
Ключевые слова: терагерцевое излучение, дифракция, электрооптическое детектирование, зонная пластинка Френеля.
Поступила в редакцию: 16.09.2020
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2020, 50:11, 1029–1033
Образец цитирования: А. А. Ушаков, M. Матоба, Н. Немото, Н. Канда, К. Кониши, Н. А. Панов, Д. Е. Шипило, П. А. Чижов, В. В. Букин, М. Кувата-Гоноками, Дж. Юмото, О. Г. Косарева, С. В. Гарнов, А. Б. Савельев, “Спектрально-селективная модуляция параметров пучков терагерцевого излучения”, Квантовая электроника, 50:11 (2020), 1029–1033 [Quantum Electron., 50:11 (2020), 1029–1033]

Влияние столкновений на форму резонанса когерентного пленения населенностей, детектируемого методом Рэмси

Г. В. Волошин, К. А. Баранцев, А. Н. Литвинов

  • Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого
Аннотация: Построена теоретическая модель эффекта когерентного пленения населенностей в щелочных атомах, находящихся в оптически тонкой газовой ячейке с буферным газом при ненулевой температуре в импульсном лазерном поле. Проанализирована форма рэмсеевского резонанса для двух различных диапазонов температур – для “холодного” атомного ансамбля и для ансамбля “горячих” атомов в ячейке с буферным газом. Исследовано влияние сверхтонкой структуры возбужденного уровня на сдвиг центрального рэмсеевского резонанса.
Ключевые слова: когерентное пленение населенностей, импульсная накачка, газовая ячейка, щелочные атомы, движущиеся атомы.
Поступила в редакцию: 13.01.2020
Исправленный вариант: 18.05.2020
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2020, 50:11, 1023–1028
Образец цитирования: Г. В. Волошин, К. А. Баранцев, А. Н. Литвинов, “Влияние столкновений на форму резонанса когерентного пленения населенностей, детектируемого методом Рэмси”, Квантовая электроника, 50:11 (2020), 1023–1028 [Quantum Electron., 50:11 (2020), 1023–1028]

Двухчастотная субдоплеровская спектроскопия D1-линии атомов цезия в различных конфигурациях встречных лазерных пучков

Д. В. Бражников, С. М. Игнатович, И. С. Месензова, А. М. Михайлов, Р. Боудо, М. Н. Скворцов

  • Институт лазерной физики СО РАН, г. Новосибирск
  • Новосибирский национальный исследовательский государственный университет
  • FEMTO-ST, CNRS, France
  • CNRS, Université de Bourgogne Franche-Comt, France
Аннотация: Исследуются субдоплеровские резонансы в парах цезия в лазерном поле, образованном встречными двухчастотными световыми пучками со взаимно перпендикулярными линейными поляризациями. Пучки находятся в резонансе с оптическими переходами в D1-линии, при этом разность частот спектральных компонент поля равна сверхтонкому расщеплению основного состоянии в атоме Cs (~9.2 ГГц). Ранее было показано, что в такой конфигурации поля возможно наблюдение эффекта гиперконтраста субдоплеровских резонансов, что делает эту конфигурацию перспективной для использования в миниатюрных оптических стандартах частоты нового поколения. В настоящей работе проведено сравнение двух различных вариантов построения двухчастотной конфигурации между собой, а также с одночастотной конфигурацией, широко используемой на практике для наблюдения резонанса насыщенного поглощения. Параметры нелинейных резонансов измерены при различных значениях температуры паров цезия и оптической мощности поля. Результаты проведенных исследований позволяют определить оптимальный вариант двухчастотной схемы возбуждения нелинейных резонансов и её потенциал для применений в квантовой метрологии.
Ключевые слова: оптические стандарты частоты, спектроскопия сверхвысокого разрешения, когерентное пленение населённостей, цезий, диодные лазеры, модуляция лазерного излучения.
Поступила в редакцию: 04.09.2020
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2020, 50:11, 1015–1022
Образец цитирования: Д. В. Бражников, С. М. Игнатович, И. С. Месензова, А. М. Михайлов, Р. Боудо, М. Н. Скворцов, “Двухчастотная субдоплеровская спектроскопия D1-линии атомов цезия в различных конфигурациях встречных лазерных пучков”, Квантовая электроника, 50:11 (2020), 1015–1022 [Quantum Electron., 50:11 (2020), 1015–1022]

Особенности переноса флуоресценции в многократно рассеивающих случайно-неоднородных слоях при интенсивной лазерной накачке

Д. А. Зимняков, С. С. Волчков, Л. А. Кочкуров, А. Ф. Дорогов

  • Саратовский государственный технический университет им. Гагарина Ю.А.
  • Институт проблем точной механики и управления РАН, г. Саратов
Аннотация: На основе анализа экспериментальных данных о влиянии интенсивности импульсной лазерной накачки на спектральные свойства и размер зоны флуоресцентного отклика для флуоресцирующих случайно-неоднородных слоев установлено, что усиление спонтанного и вынужденного излучений существенно влияет на статистические свойства длин распространения парциальных составляющих флуоресцентного поля в слоях. Эксперименты проводились с насыщенными родамином 6Ж слоями наночастиц SiO2 и TiO2, накачиваемыми лазерным излучением на длине волны 532 нм в интервале интенсивностей, соответствующем переходу от режима возбуждения спонтанной флуоресценции в слое к режиму стохастической лазерной генерации. Экспериментальные данные сопоставлены с результатами статистического моделирования переноса флуоресценции. Показано, что даже при интенсивности накачки ниже пороговой для стохастической лазерной генерации усиление спонтанного излучения в слое приводит к существенному увеличению вкладов во флуоресцентный отклик парциальных составляющих с длинами распространения, намного бóльшими толщины слоев. Это может быть интерпретировано как проявление квазиволноводного эффекта, при котором вероятность распространения диффузных составляющих флуоресценции вдоль слоя на расстояния, многократно превышающие его толщину и размер области накачки, значительно возрастает при уменьшении характерной длины усиления излучения в слое.
Ключевые слова: случайно-неоднородная среда, флуоресценция, лазерная накачка, стохастическая лазерная генерация, спонтанное излучение, длина распространения.
Поступила в редакцию: 22.05.2020
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2020, 50:11, 1007–1014
Образец цитирования: Д. А. Зимняков, С. С. Волчков, Л. А. Кочкуров, А. Ф. Дорогов, “Особенности переноса флуоресценции в многократно рассеивающих случайно-неоднородных слоях при интенсивной лазерной накачке”, Квантовая электроника, 50:11 (2020), 1007–1014 [Quantum Electron., 50:11 (2020), 1007–1014]

Люминесценция Xe2Cl* при лазерном возбуждении смесей Cl2 с Xe в широком диапазоне давлений

A. П. Широких, С. Б. Мамаев

  • Физический институт им. П. Н. Лебедева РАН, г. Москва
Аннотация: Исследована люминесценция эксимера Xe2Cl* при оптическом возбуждении импульсами излучения XeCl-лазера (λ = 308 нм) c различной энергией смесей Cl2 c Xe при высоких давлениях. Показано, что коэффициент усиления малого сигнала в Xe2Сl-усилителе может достигать ~1.3 × 10-1 см-1 в смеси Cl2 c Xe при парциальных давлениях 4 мм рт. ст. и 9 атм соответственно и при плотности потока возбуждения 1026 фотон·см-2·с-1.
Ключевые слова: активные лазерные среды, видимый спектральный диапазон, коэффициент усиления, фемтосекундные системы, субэкзаваттная мощность, импульсно-периодический режим.
Поступила в редакцию: 21.07.2020
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2020, 50:11, 1004–1006
Образец цитирования: A. П. Широких, С. Б. Мамаев, “Люминесценция Xe2Cl* при лазерном возбуждении смесей Cl2 с Xe в широком диапазоне давлений”, Квантовая электроника, 50:11 (2020), 1004–1006 [Quantum Electron., 50:11 (2020), 1004–1006]

Тройной интегрированный лазер-тиристор

Т. А. Багаев, М. А. Ладугин, А. А. Падалица, А. А. Мармалюк, Ю. В. Курнявко, А. В. Лобинцов, А. И. Данилов, С. М. Сапожников, В. В. Кричевский, В. П. Коняев, В. А. Симаков, С. О. Слипченко, А. А. Подоскин, Н. А. Пихтин

  • АО «НИИ “Полюс” им. М. Ф. Стельмаха», г. Москва
  • Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, г. С.-Петербург
Аннотация: Представлены результаты экспериментальных исследований тройного лазера-тиристора – полупроводникового лазера с тремя излучающими секциями, монолитно интегрированного с электронным ключом (тиристором). Для сравнения представлены выходные характеристики одиночного и двойного лазеров-тиристоров. Показано, что функциональная интеграция лазера и тиристора в рамках одной гетероструктуры обеспечивает эффективное функционирование излучателя в импульсном режиме работы (мощность излучения ~50 Вт), использование вертикальной интеграции двух лазерных секций повышает мощность до ~90 Вт, а переход к интеграции трех лазерных секций позволяет довести выходную оптическую мощность до ~120 Вт при прочих равных условиях.
Ключевые слова: интегрированный лазер-тиристор, выходная мощность, гетероструктура, квантовая яма.
Поступила в редакцию: 14.07.2020
Исправленный вариант: 24.08.2020
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2020, 50:11, 1001–1003
Образец цитирования: Т. А. Багаев, М. А. Ладугин, А. А. Падалица, А. А. Мармалюк, Ю. В. Курнявко, А. В. Лобинцов, А. И. Данилов, С. М. Сапожников, В. В. Кричевский, В. П. Коняев, В. А. Симаков, С. О. Слипченко, А. А. Подоскин, Н. А. Пихтин, “Тройной интегрированный лазер-тиристор”, Квантовая электроника, 50:11 (2020), 1001–1003 [Quantum Electron., 50:11 (2020), 1001–1003]

Сравнительный анализ характеристик сверхзвукового непрерывного химического НF-лазера, работающего с использованием молекулярного фтора и трифторида азота

И. А. Фёдоров

  • ФГУП «Российский научный центр “Прикладная химия”», г. Санкт-Петербург
Аннотация: Экспериментально исследованы характеристики сверхзвукового непрерывного химического НF-лазера с плоским сопловым блоком, отвечающим схеме смешения реагентов сопло – сопло, работающего с использованием в генераторе атомарного фтора топливных композиций F2 – D2 – He и NF3 – D2 – He. Рассмотрены картина поля течения потока активной среды, её газодинамические характеристики и спектр лазерного излучения. В ходе сопоставления указанных характеристик установлено сильное влияние на поле течения (протяжённость зоны генерации лазерного излучения) химического состава продуктов сгорания, поступающих из генератора атомарного фтора. Газодинамические параметры активной среды, формируемой при использовании топлива NF3 – D2 – He, оказались менее подходящими с точки зрения восстановления давления газового потока, чем при использовании топлива F2 – D2 – He, а спектр излучения более предпочтительным с точки зрения прохождения через атмосферу.
Ключевые слова: сверхзвуковой непрерывный химический НF-лазер, фтор, трифторид азота, газодинамические характеристики, картина течения потока активной среды, спектр лазерного излучения.
Поступила в редакцию: 10.02.2020
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2020, 50:11, 995–1000
Образец цитирования: И. А. Фёдоров, “Сравнительный анализ характеристик сверхзвукового непрерывного химического НF-лазера, работающего с использованием молекулярного фтора и трифторида азота”, Квантовая электроника, 50:11 (2020), 995–1000 [Quantum Electron., 50:11 (2020), 995–1000]

 

Разработка и исследование мощных квантово-каскадных лазеров для спектрального диапазона 4.5–4.6 мкм

В. В. Дюделев, Д. А. Михайлов, А. В. Бабичев, Г. М. Савченко, С. Н. Лосев, Е. А. Когновицкая, А. В. Лютецкий, 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, г. С.-Петербург
  • Университе ИТМО, г. С.-Петербург
  • ООО “Коннектор Оптикс”, г. С.-Петербург
  • Санкт-Петербургский государственный электротехнический университет «ЛЭТИ»
Аннотация: Разработаны и исследованы квантово-каскадные лазеры для спектрального диапазона 4.5–4.6 мкм с различным числом квантовых каскадов, генерирующие при комнатной температуре. Показано, что потери на металлизированных боковых стенках гребневого волновода существенно увеличивают пороговую плотность тока. Продемонстрировано, что в лазерах с 30-ю квантовыми каскадами плотность тока накачки, необходимая для преодоления внутренних потерь, а также потерь на выход излучения, на порядок ниже, а выходная мощность на порядок выше соответствующих значений в лазерах с 15-ю квантовыми каскадами.
Ключевые слова: квантово-каскадный лазер, гетероструктура, высокая мощность излучения
Поступила в редакцию: 04.07.2020
Исправленный вариант: 07.09.2020
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2020, 50:11, 989–994
Образец цитирования: В. В. Дюделев, Д. А. Михайлов, А. В. Бабичев, Г. М. Савченко, С. Н. Лосев, Е. А. Когновицкая, А. В. Лютецкий, 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, “Разработка и исследование мощных квантово-каскадных лазеров для спектрального диапазона 4.5–4.6 мкм”, Квантовая электроника, 50:11 (2020), 989–994 [Quantum Electron., 50:11 (2020), 989–994]

Синтез фторуглеродных нанопленок на титане с помощью излучения мощного KrF-лазера

П. Б. Сергеев, А. Н. Кириченко, К. С. Кравчук, Н. В. Морозов, Р. А. Хмельницкий

  • Физический институт им. П. Н. Лебедева РАН, г. Москва
  • Технологический институт сверхтвердых и новых углеродных материалов, г. Троицк, Москва
Аннотация: Осуществлен синтез фторуглеродных (C : F) нанопленок толщиной до 60 нм на поверхности титановых образцов. Пленки были получены при отжиге на воздухе тонких слоев фторуглеродного масла (ФМ) на площади 0.6 см2 излучением KrF-лазера при плотностях энергии более 4 Дж/см2 в импульсах длительностью 80 нс. Прочность C : F-нанопокрытий оказалась сравнимой с прочностью титана и в сотни раз превышала показатели фторопласта Ф-4. Высокая прозрачность ФМ указывает на возможности его использования в качестве покровной жидкости при модификации поверхности титана излучением многих технологических лазеров.
Ключевые слова: синтез нанопленок, C : F-нанопленки, титан, фторуглеродное масло, KrF-лазер, лазерное излучение.
Поступила в редакцию: 18.08.2020
Исправленный вариант: 27.09.2020
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2020, 50:12, 1173–1178
Образец цитирования: П. Б. Сергеев, А. Н. Кириченко, К. С. Кравчук, Н. В. Морозов, Р. А. Хмельницкий, “Синтез фторуглеродных нанопленок на титане с помощью излучения мощного KrF-лазера”, Квантовая электроника, 50:12 (2020), 1173–1178 [Quantum Electron., 50:12 (2020), 1173–1178]

Формирование двухцветного излучения с поляризациями компонент, вращающимися в противоположные стороны

В. М. Котов

  • Фрязинский филиал Института радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАН, г. Фрязино, Московская обл.
Аннотация: Предложен метод формирования двухцветного излучения с монохроматическими компонентами, вектора поляризаций которых вращаются в противоположные стороны, а скорость вращения управляется частотой звука. Метод основан на акустооптическом (АО) взаимодействии при двойном прохождении двухцветного излучения через АО ячейку, выполненную из гиротропного кристалла; продемонстрирован на примере излучения Ar-лазера, генерирующего на длинах волн 0.488 и 0.514 мкм, и АО ячейки из ТеО2, работающей на частоте звука 60 МГц.
Ключевые слова: двухцветное оптическое излучение, акустооптическая дифракция, брэгговский режим, вращение вектора поляризации.
Поступила в редакцию: 06.08.2020
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2020, 50:12, 1167–1172
Образец цитирования: В. М. Котов, “Формирование двухцветного излучения с поляризациями компонент, вращающимися в противоположные стороны”, Квантовая электроника, 50:12 (2020), 1167–1172 [Quantum Electron., 50:12 (2020), 1167–1172]