Адаптивная система коррекции оптических аберраций излучения мощных лазеров с динамическим определением эталонной формы волнового фронта

А. В. Котов, С. Е. Перевалов, М. В. Стародубцев, Р. С. Земсков, А. Г. Александров, И. В. Галактионов, А. В. Кудряшов, В. В. Самаркин, А. А. Соловьев

  • Федеральный исследовательский центр Институт прикладной физики РАН, г. Нижний Новгород
  • Институт динамики геосфер РАН, г. Москва
  • Московский политехнический университет
Аннотация: Представлены результаты коррекции аберраций волнового фронта лазерного излучения с использованием динамического метода определения эталонного волнового фронта. Метод, основанный на обработке синхронно полученных данных о ближней и дальней зонах излучения, существенно повышает качество фокусировки при активной коррекции волнового фронта, особенно в условиях динамических аберраций. Продемонстрировано увеличение числа Штреля S с 0.7 до 0.86 при фокусировке пучка диаметром 18 см параболическим зеркалом с диафрагменным числом F/2.5.
Ключевые слова: адаптивная оптическая система, биморфное зеркало, оптимизация качества фокусировки, динамические аберрации, учет разностных аберраций, лазерный комплекс PEARL.
Поступила в редакцию: 15.02.2021
Исправленный вариант: 01.06.2021
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2021, 51:7, 593–596
Образец цитирования: А. В. Котов, С. Е. Перевалов, М. В. Стародубцев, Р. С. Земсков, А. Г. Александров, И. В. Галактионов, А. В. Кудряшов, В. В. Самаркин, А. А. Соловьев, “Адаптивная система коррекции оптических аберраций излучения мощных лазеров с динамическим определением эталонной формы волнового фронта”, Квантовая электроника, 51:7 (2021), 593–596 [Quantum Electron., 51:7 (2021), 593–596]

Скачать (.pdf)

Лазерная генерация на кристаллах ZrO2 – Y2O3 – Ho2O3 в режиме модуляции добротности

С. А. Артемов, Е. А. Артемов, Е. Е. Ломонова, П. А. Рябочкина, А. Н. Чабушкин

  • Национальный исследовательский Мордовский государственный университет имени Н. П. Огарева, г. Саранск
  • Институт общей физики им. А.М. Прохорова РАН, г. Москва
  • Международный центр квантовой оптики и квантовых технологий, Московская обл., Одинцовский р-н, д. Сколково
Аннотация: Исследованы энергетические и временные характеристики импульсной двухмикронной лазерной генерации на переходе 5I7 → 5I8 ионов Ho3+ кристаллов ZrO2 – Y2O3 – Ho2O3 в режиме модулированной добротности при резонансной накачке на уровень 5I7 излучением непрерывного лазера на кристалле LiYF4 : Tm. Предложены механизмы возникновения “прогаров” на торцах активных элементов из кристаллов ZrO2 – Y2O3 – Ho2O3, образующихся при повышении плотности мощности лазерной генерации.
Ключевые слова: кристаллы ZrO2 – Y2O3 – Ho2O3, лазерная генерация в двухмикронном спектральном диапазоне, режим модуляции добротности
Поступила в редакцию: 26.05.2021
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2021, 51:7, 586–592
Образец цитирования: С. А. Артемов, Е. А. Артемов, Е. Е. Ломонова, П. А. Рябочкина, А. Н. Чабушкин, “Лазерная генерация на кристаллах ZrO2 – Y2O3 – Ho2O3 в режиме модуляции добротности”, Квантовая электроника, 51:7 (2021), 586–592 [Quantum Electron., 51:7 (2021), 586–592]

Скачать (.pdf)

Синхронизация поперечных мод стоксовой компоненты излучения Nd : KGW-лазера c продольной диодной накачкой, работающего в режиме модуляции добротности

А. Л. Коромыслов, И. М. Тупицын, Е. А. Чешев, Р. В. Чулков

  • Физический институт им. П. Н. Лебедева РАН, г. Москва
  • Институт физики им. Б. И. Степанова НАН Беларуси, г. Минск
Аннотация: В твердотельном лазере Nd:KGW/Cr4+:YAG с неоднородной продольной диодной накачкой в условиях частотного вырождения мод резонатора получена генерация на длинах волн 1067 и 1181 нм (стоксов сдвиг 901см−1). При этом пространственная структура излучения приобретала характерную кольцевую структуру, что свидетельствовало о синхронизации поперечных мод основной и стоксовой компонент. Продемонстрирована возможность управления эффективностью ВКР-преобразования при изменении положения дополнительно внесенного в резонатор нелегированного кристалла KGW. Показано, что синхронизация поперечных мод сопровождается полной синхронизацией продольных мод лазера на λ = 1067 и 1181 нм.
Ключевые слова: твердотельные лазеры, продольная диодная накачка, синхронизация поперечных мод, вынужденное комбинационное рассеяние, ВКР-самопреобразование.
Поступила в редакцию: 22.03.2021
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2021, 51:7, 582–585
Образец цитирования: А. Л. Коромыслов, И. М. Тупицын, Е. А. Чешев, Р. В. Чулков, “Синхронизация поперечных мод стоксовой компоненты излучения Nd : KGW-лазера c продольной диодной накачкой, работающего в режиме модуляции добротности”, Квантовая электроника, 51:7 (2021), 582–585 [Quantum Electron., 51:7 (2021), 582–585]

Скачать (.pdf)

Влияние анизотропии упругости на термонаведённые искажения лазерного пучка в монокристаллах кубической сингонии с радиальным теплоотводом. Ч. 3

А. Г. Вяткин

  • Федеральный исследовательский центр Институт прикладной физики РАН, г. Нижний Новгород
Аннотация: Исследована термонаведённая деполяризация лазерного пучка в монокристаллах кубической сингонии групп симметрии 432, 4¯3m, m3m с анизотропным тензором упругой жёсткости. Для активных элементов в виде длинного стержня и тонкого диска с радиальным теплоотводом при условии однородной по объёму накачки исследовано влияние анизотропии упругих свойств на зависимость степени деполяризации в кристалле от ориентации кристаллографических осей, а также на положение критической ориентации в кристаллографической системе координат.
Ключевые слова: лазеры с высокой средней мощностью, фотоупругий эффект, термонаведённая деполяризация, анизотропия кубических кристаллов.
Поступила в редакцию: 01.10.2020
Исправленный вариант: 30.04.2021
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2021, 51:7, 565–573
Образец цитирования: А. Г. Вяткин, “Влияние анизотропии упругости на термонаведённые искажения лазерного пучка в монокристаллах кубической сингонии с радиальным теплоотводом. Ч. 2”, Квантовая электроника, 51:7 (2021), 565–573 [Quantum Electron., 51:7 (2021), 565–573]

Скачать (.pdf)

Влияние анизотропии упругости на термонаведённые искажения лазерного пучка в монокристаллах кубической сингонии с радиальным теплоотводом. Ч. 2

А. Г. Вяткин

  • Федеральный исследовательский центр Институт прикладной физики РАН, г. Нижний Новгород
Аннотация: Исследована термонаведённая деполяризация лазерного пучка в монокристаллах кубической сингонии групп симметрии 23 и m3 с анизотропным тензором упругой жёсткости. Для активных элементов в виде длинного стержня и тонкого диска с радиальным теплоотводом при однородной по объёму накачке исследовано влияние анизотропии упругих свойств на зависимость степени деполяризации в кристалле от ориентации кристаллографических осей, а также на положение критической ориентации в кристаллографической системе координат.
Ключевые слова: лазеры с высокой средней мощностью, фотоупругий эффект, термонаведённая деполяризация, анизотропия кубических кристаллов.
Поступила в редакцию: 01.10.2020
Исправленный вариант: 30.04.2021
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2021, 51:7, 574–581
Образец цитирования: А. Г. Вяткин, “Влияние анизотропии упругости на термонаведённые искажения лазерного пучка в монокристаллах кубической сингонии с радиальным теплоотводом. Ч. 3”, Квантовая электроника, 51:7 (2021), 574–581 [Quantum Electron., 51:7 (2021), 574–581]

Скачать (.pdf)

Кто является ведущим игроком в экспериментальном изучении квантовой запутанности? Библиометрический анализ

Ю. Д. Се, Ц. Ву, Х. С. Ли, Ю. Гао, П. Чжан, С. Дж. Ву, Ю. Ю. Лю, Н. Чжан

  • School of Management, University of Science and Technology of China, Hefei, China
Аннотация: Квантовая запутанность – главный исследовательский ресурс в квантовой информатике, которому в последние годы уделяется все больше внимания и посвящается все больше экспериментальных работ. На основе 7089 научных статей по экспериментам в области квантовой запутанности, полученных из базы данных Web of Science Core Collection, в настоящей работе рассмотрены 400 наиболее цитируемых статей с 498 первыми авторами или авторами-корреспондентами из 188 учреждений 32 стран/территорий. Здесь используются не только традиционные методы полного счета первых авторов и авторов-корреспондентов для представления критически значимых имен, учреждений и стран в качестве разработчиков или исполнителей, но и различающий метод как полного, так и дробного счета первых авторов/авторов-корреспондентов, чтобы выявить доминирующих игроков в области экспериментальных исследований квантовой запутанности. Что касается авторов, то ведущими исследователями в этой области являются A.Zeilinger и J.W.Pan. Наилучшие показатели в этой области среди организаций имеет Венский университет, однако и другие учреждения, такие как Университет науки и технологий Китая, показывают хорошие результаты. Подтверждена репутация США, Германии, Австрии, Великобритании и материкового Китая как доминирующих игроков в данной области.
Ключевые слова: наиболее цитируемые статьи, первый автор/автор-корреспондент, квантовая запутанность, экспериментальное исследование, библиометрический анализ.
Поступила в редакцию: 20.06.2021
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2021, 51:8, 744–750
Образец цитирования: Ю. Д. Се, Ц. Ву, Х. С. Ли, Ю. Гао, П. Чжан, С. Дж. Ву, Ю. Ю. Лю, Н. Чжан, “Кто является ведущим игроком в экспериментальном изучении квантовой запутанности? Библиометрический анализ”, Квантовая электроника, 51:8 (2021), 744–750 [Quantum Electron., 51:8 (2021), 744–750]

Скачать (.pdf)

Теоретическое исследование группового показателя преломления ng в четырехуровневой инвертированной системе Y-типа при взаимодействии атома 87Rb с лазерным излучением

Р. Хазра, М. М. Хоссейн

  • Department of Physics, Aliah University, Kolkata, India
Аннотация: Теоретически исследована дисперсия, связанная с электромагнитно-индуцированной прозрачностью (ЭИП), и соответствующие профили группового показателя преломления (ГПП) ng четырехуровневой инвертированной системы Y-типа при взаимодействии трех оптических полей (пробного, накачки и управляющего) с атомами 87Rb. Уравнения для матрицы плотности выводятся из полуклассического уравнения Лиувилля и для изучения когерентных нелинейно-оптических свойств среды решаются как численно, так и аналитически. Вначале представлены профили ЭИП, дисперсии и соответствующего ГПП ng при включении/выключении, а также при резонансном/нерезонансном воздействии лазеров накачки и управления. При включении как лазера накачки, так и управляющего лазера, в центре линии перестройки частоты пробного излучения происходят увеличение окна ЭИП, резкий всплеск ЭИП и связанный с этим более крутой наклон дисперсии. Изучены профили ГПП в зависимости от напряженности отдельных приложенных оптических полей. Подробно исследовано влияние скорости декогеренции основного состояния на профиль ГПП. Обнаружено, что управление значениями ng и изменение соответствующей групповой скорости υg пробной волны от субсветовых до сверхсветовых значений легко достигается изменением напряженности приложенных полей и скорости декогеренции основного состояния. Кроме того, изучение изменения ГПП в зависимости от частот Раби накачки и управляющего излучения дало возможность объяснить явление “оптического переключения” в среде на основе ЭИП.
Ключевые слова: электромагнитно-индуцированная прозрачность, дисперсия, групповой показатель преломления ng, матрица плотности, атомы Rb, медленный и быстрый свет
Поступила в редакцию: 25.01.2021
Исправленный вариант: 07.07.2021
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2021, 51:8, 730–743
Образец цитирования: Р. Хазра, М. М. Хоссейн, “Теоретическое исследование группового показателя преломления ng в четырехуровневой инвертированной системе Y-типа при взаимодействии атома 87Rb с лазерным излучением”, Квантовая электроника, 51:8 (2021), 730–743 [Quantum Electron., 51:8 (2021), 730–743]

Скачать (.pdf)

Концепция миниатюрного фотонного пространственного переключателя на основе внеосевой зонной пластины

Ю. Э. Гейнц, О. В. Минин, И. В. Минин

  • Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН, г. Томск
  • Сибирский государственный университет геосистем и технологий, г. Новосибирск
  • Национальный исследовательский Томский политехнический университет
Аннотация: Предложена новая концепция полностью оптического, селективного по длине волны двухканального коммутатора на основе эффекта фотонного крючка без применения микромеханических устройств или нелинейных материалов. Рассмотрен прототип такого устройства на базе внеосевой зонной пластины Френеля и обсуждаются его основные параметры. Благодаря уникальному свойству фотонного крючка изменять свою кривизну в зависимости от длины волны облучения λ, данный переключатель является перспективным кандидатом для реализации оптической коммутации в современной оптоэлектронике и миниатюрных устройствах “на чипе”. С помощью численного моделирования показано, что оптическая изоляция коммутируемых каналов для переключателя с линейными размерами около (6λ)3 на базе внеосевой зонной пластины может достигать 18–20 дБ при работе в диапазоне длин волн 1.5–1.9 мкм.
Ключевые слова: оптический коммутатор, фотонный крючок, внеосевая зонная пластина Френеля
Поступила в редакцию: 07.06.2021
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2021, 51:8, 727–729
Образец цитирования: Ю. Э. Гейнц, О. В. Минин, И. В. Минин, “Концепция миниатюрного фотонного пространственного переключателя на основе внеосевой зонной пластины”, Квантовая электроника, 51:8 (2021), 727–729 [Quantum Electron., 51:8 (2021), 727–729]

Скачать (.pdf)

Принцип измерения электронной населенности квантовой точки с помощью однофотонного транзистора на основе массива квантовых точек

А. В. Цуканов

  • Физико-технологический институт им. К.А. Валиева РАН, г. Москва
Аннотация: Рассмотрена схема однофотонного транзистора, образованного массивом полупроводниковых одноэлектронных квантовых точек в оптическом резонаторе. Спектральный отклик такого транзистора зависит от кулоновского взаимодействия электронов массива с электроном в измеряемой квантовой точке. Получено приближенное аналитическое выражение для функции отклика транзистора с произвольным числом квантовых точек. На примере одномерного массива (цепочки) анализируются зависимости отклика транзистора от периода цепочки, от расстояния до измеряемой квантовой точки и от степени компенсации кулоновских эффектов. Показано, что существенное влияние на электрон-фотонную динамику транзистора оказывает эффект Ферстера, подавление которого путем чередования квантовых точек с разной симметрией возбужденного состояния значительно увеличивает точность измерения.
Ключевые слова: квантовое измерение, электроны, фотоны, микрорезонаторы, квантовые точки, кулоновское взаимодействие.
Поступила в редакцию: 24.04.2021
Исправленный вариант: 01.06.2021
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2021, 51:8, 718–726
Образец цитирования: А. В. Цуканов, “Принцип измерения электронной населенности квантовой точки с помощью однофотонного транзистора на основе массива квантовых точек”, Квантовая электроника, 51:8 (2021), 718–726 [Quantum Electron., 51:8 (2021), 718–726]

Нелинейное поглощение лазерного излучения частицами алюминия в матрице бромида калия

А. С. Зверев, А. В. Каленский, Г. Е. Овчинников, А. А. Звеков, Е. В. Галкина

  • Кемеровский государственный университет
Аннотация: Экспериментально исследованы оптические свойства модельного спрессованного композита бромид калия – алюминий марки ALEX. Показано, что спектральные зависимости коэффициентов полного пропускания и диффузного отражения могут быть описаны с учетом содержания в образце как отдельных наночастиц алюминия, так и их агрегатов с характерным радиусом 133 нм. Установлено, что в процессе воздействия непрерывного лазерного излучения с длиной волны 1070 нм начинается нелинейное поглощение излучения частицами алюминия, фиксируемое по изменению оптической плотности образцов. Предложена модель эффекта, основанная на нагреве образца и температурной зависимости оптических характеристик частиц алюминия. Результаты расчетов качественно соответствуют наблюдаемым изменениям оптической плотности, что обосновывает применимость к данной модельной системе термического механизма нелинейного поглощения электромагнитного излучения частицами металлов.
Ключевые слова: нелинейное поглощение излучения, лазерное излучение, алюминий, термический механизм.
Поступила в редакцию: 15.06.2021
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2021, 51:8, 712–717
Образец цитирования: А. С. Зверев, А. В. Каленский, Г. Е. Овчинников, А. А. Звеков, Е. В. Галкина, “Нелинейное поглощение лазерного излучения частицами алюминия в матрице бромида калия”, Квантовая электроника, 51:8 (2021), 712–717 [Quantum Electron., 51:8 (2021), 712–717]