КПН-резонансы при многочастотной накачке

К. Н. Савинов, А. К. Дмитриев, А. В. Кривецкий

  • Новосибирский государственный технический университет
  • Институт лазерной физики СО РАН, г. Новосибирск
Аннотация: Впервые продемонстрирована возможность регистрации КПН-резонансов при комбинированной СВЧ и ВЧ модуляции тока инжекции диодного лазера. Наблюдалась серия резонансов, отстоящих друг от друга на величину, равную половине частоты ВЧ модуляции.
Ключевые слова: КПН-резонанс, диодный лазер, частотная модуляция
Поступила в редакцию: 19.10.2021
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2022, 52:2, 116–118
Образец цитирования: К. Н. Савинов, А. К. Дмитриев, А. В. Кривецкий, “КПН-резонансы при многочастотной накачке”, Квантовая электроника, 52:2 (2022), 116–118 [Quantum Electron., 52:2 (2022), 116–118]

Выходная характеристика четырёхчастотного зеемановского лазерного гироскопа со знакопеременной частотной подставкой

Ю. Ю. Колбас, Я. С. Пятницкий, М. И. Родионов, И. И. Савельев

  • Научно-исследовательский институт “Полюс” им. М. Ф. Стельмаха, г. Москва
Аннотация: Экспериментально исследована выходная характеристика четырёхчастотного зеемановского лазерного гироскопа (ЗЛГ) на продольных модах с ортогональными круговыми поляризациями со знакопеременной частотной подставкой и проведено её сравнение с выходной характеристикой двухчастотного ЗЛГ. Показано, что, представляя четырёхчастотный ЗЛГ как совокупность двухчастотных ЗЛГ с ортогональными поляризациями, выходную характеристику четырёхчастотного ЗЛГ можно получить через среднеарифметическое выходных характеристик этого же гироскопа. Приведена экспериментальная выходная характеристика четырёхчастотного ЗЛГ со знакопеременной подставкой в виде меандра с частотой коммутации 1 кГц, а также комбинации его с низкочастотным меандром с частотой 1 Гц. Показана эффективность применения модуляции медленным меандром для линеаризации выходной характеристики четырёхчастотного ЗЛГ.
Ключевые слова: лазерный гироскоп, эффект Зеемана, четырёхчастотный лазерный гироскоп, знакопеременная частотная подставка, выходная характеристика.
Поступила в редакцию: 10.09.2021
Исправленный вариант: 06.11.2021
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2022, 52:2, 202–206
Образец цитирования: Ю. Ю. Колбас, Я. С. Пятницкий, М. И. Родионов, И. И. Савельев, “Выходная характеристика четырёхчастотного зеемановского лазерного гироскопа со знакопеременной частотной подставкой”, Квантовая электроника, 52:2 (2022), 202–206 [Quantum Electron., 52:2 (2022), 202–206]

Синхротронное излучение кластерной плазмы в циркулярно поляризованном лазерном поле

А. А. Андреев, К. Ю. Платонов

  • Санкт-Петербургский государственный университет
  • Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук, г. Санкт-Петербург
  • Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого
Аннотация: Разработана аналитическая модель генерации синхротронного излучения лазерной кластерной плазмы в фокальной перетяжке сверхмощного короткого лазерного импульса с циркулярной поляризацией. Вращение релятивистских электронов вокруг ионизованного ядра кластера с радиусом вращения, меньшим длины волны лазерного излучения, приводит к интенсивному синхротронному излучению в поперечном по отношению к волновому вектору лазерной волны направлении. Определены параметры кластерной плазмы и лазерного импульса, при которых из-за малого радиуса кривизны траектории электрона оболочки кластера интенсивность синхротронного излучения превышает интенсивность бетатронного излучения потока электронов в продольном (вдоль волнового вектора) направлении.
Ключевые слова: кластерная плазма, циркулярно поляризованное излучение, релятивистская интенсивность.
Поступила в редакцию: 15.10.2021
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2022, 52:2, 195–201
Образец цитирования: А. А. Андреев, К. Ю. Платонов, “Синхротронное излучение кластерной плазмы в циркулярно поляризованном лазерном поле”, Квантовая электроника, 52:2 (2022), 195–201 [Quantum Electron., 52:2 (2022), 195–201]

Широкоапертурная адаптивная оптическая система для коррекции искажений волнового фронта излучения петаваттного Ti : сапфирового лазера

В. В. Самаркин, А. Г. Александров, И. В. Галактионов, А. В. Кудряшов, А. Н. Никитин, А. Л. Рукосуев, В. В. Топоровский, Ю. В. Шелдакова

  • Институт динамики геосфер РАН, г. Москва
  • Московский политехнический университет
  • AKA Optics SAS, 2 rue Marc Donadille, 13013 Marseille, France
Аннотация: Разработана широкоапертурная адаптивная оптическая система с биморфным деформируемым зеркалом и датчиком волнового фронта Шака–Гартмана для коррекции аберраций и улучшения фокусировки излучения в современных петаваттных Ti : сапфировых лазерах. Рассмотрены методы организации обратной связи с датчиком волнового фронта и получения целевого волнового фронта, обеспечивающего оптимальную фокусировку излучения на мишени. Использование адаптивной системы с управляемым 127-канальным зеркалом с апертурой 320 мм в Ti : сапфировом лазере с выходной мощностью 4.2 ПВт позволило получить рекордное значение интенсивности лазерного излучения 1.1 × 1023 Вт/см2.
Ключевые слова: адаптивная оптика, корректор волнового фронта, деформируемое зеркало, датчик волнового фронта, целевой волновой фронт, Ti : сапфировый лазер, фокусировка излучения.
Поступила в редакцию: 08.09.2021
Исправленный вариант: 26.10.2021
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2022, 52:2, 187–194
Образец цитирования: В. В. Самаркин, А. Г. Александров, И. В. Галактионов, А. В. Кудряшов, А. Н. Никитин, А. Л. Рукосуев, В. В. Топоровский, Ю. В. Шелдакова, “Широкоапертурная адаптивная оптическая система для коррекции искажений волнового фронта излучения петаваттного Ti : сапфирового лазера”, Квантовая электроника, 52:2 (2022), 187–194 [Quantum Electron., 52:2 (2022), 187–194]

Твердотельный органический лазер с диапазоном перестройки длины волны излучения 78 нм

Е. Н. Тельминов, А. Х. Якуб, Т. А. Солодова, Е. Н. Никонова, Т. Н. Копылова

  • Томский государственный университет
Аннотация: Приведены результаты исследований генерационных характеристик органического твердотельного перестраиваемого лазера с матрицей из полиметилметакрилата, допированой красителями Хромен 3, Пиррометен 567 и Пиррометен 597. Отмечены особенности генерации при использовании селективного и неселективного резонаторов. Получена перестройка длины волны генерации со спектральной шириной линии 0.018 нм в интервале 550–628 нм на трех полимерных лазерно-активных средах, излучающих в желтой и красной областях спектра.
Ключевые слова: лазеры на красителях, органический твердотельный лазер, твердотельные лазерно-активные среды, перестройка длины волны излучения.
Поступила в редакцию: 01.10.2021
Исправленный вариант: 20.10.2021
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2022, 52:2, 182–186
Образец цитирования: Е. Н. Тельминов, А. Х. Якуб, Т. А. Солодова, Е. Н. Никонова, Т. Н. Копылова, “Твердотельный органический лазер с диапазоном перестройки длины волны излучения 78 нм”, Квантовая электроника, 52:2 (2022), 182–186 [Quantum Electron., 52:2 (2022), 182–186]

Улучшение параметров вольт-амперной характеристики полупроводниковых лазеров InGaAs/AlGaAs/GaAs (λ = 940–980 нм) с расширенным асимметричным волноводом

Н. А. Волков, К. Ю. Телегин, Н. В. Гультиков, Д. Р. Сабитов, А. Ю. Андреев, И. В. Яроцкая, А. А. Падалица, М. А. Ладугин, А. А. Мармалюк, Л. И. Шестак, А. А. Козырев, В. А. Панарин

  • ООО “Сигм Плюс”, г. Москва
  • Национальный исследовательский ядерный университет “МИФИ”, г. Москва
  • ФГУП Научно-производственное предприятие “Инжект”, г. Саратов
Аннотация: Целью работы было улучшение параметров вольт-амперной характеристики (ВАХ) полупроводниковых лазеров на основе двойных гетероструктур раздельного ограничения InGaAs/AlGaAs/GaAs с расширенным асимметричным волноводом. Проанализировано влияние состава волноводных слоев AlGaAs на выходные характеристики лазеров. Показано, что снижение последовательного сопротивления лазеров и напряжения отсечки ВАХ при уменьшении доли AlAs в волноводных слоях отодвигает начало падения дифференциальной квантовой эффективности с увеличением тока накачки, несмотря на уменьшение энергетической глубины квантовых ям активной области.
Ключевые слова: полупроводниковый лазер, асимметричный волновод, вольт-амперная характеристика, квантовая яма, выходная мощность
Поступила в редакцию: 15.11.2021
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2022, 52:2, 179–181
Образец цитирования: Н. А. Волков, К. Ю. Телегин, Н. В. Гультиков, Д. Р. Сабитов, А. Ю. Андреев, И. В. Яроцкая, А. А. Падалица, М. А. Ладугин, А. А. Мармалюк, Л. И. Шестак, А. А. Козырев, В. А. Панарин, “Улучшение параметров вольт-амперной характеристики полупроводниковых лазеров InGaAs/AlGaAs/GaAs (λ = 940–980 нм) с расширенным асимметричным волноводом”, Квантовая электроника, 52:2 (2022), 179–181 [Quantum Electron., 52:2 (2022), 179–181]

Мощные импульсные полупроводниковые лазеры (910 нм) мезаполосковой конструкции со сверхширокой излучающей апертурой на основе туннельно-связанных гетероструктур InGaAs/AlGaAs/GaAs

С. О. Слипченко, Д. Н. Романович, П. С. Гаврина, Д. А. Веселов, Т. А. Багаев, М. А. Ладугин, А. А. Мармалюк, Н. А. Пихти

  • Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук, г. Санкт-Петербург
  • Научно-исследовательский институт “Полюс” им. М. Ф. Стельмаха, г. Москва
Аннотация: Исследованы характеристики мощных полупроводниковых лазеров с шириной излучающей апертуры 800 мкм, изготовленных на основе туннельно-связанных гетероструктур InGaAs/AlGaAs/GaAs с тремя оптически не связанными лазерными частями. При накачке импульсами тока с амплитудой 47 А и длительностью 1 мкс продемонстрирована максимальная мощность 110 Вт, причем наибольший нагрев активной области не превысил 4.7 °С. При длительности лазерных импульсов 860 мкс максимальная оптическая мощность составила 22.6 Вт, при этом падение оптической мощности в конце импульса достигало 6.7%. Уменьшение длительности лазерного импульса до 85 мкс позволило довести пиковую лазерную мощность до 41.4 Вт при амплитуде тока накачки 20 А.
Ключевые слова: полупроводниковый лазер, туннельно-связанные гетероструктуры
Поступила в редакцию: 08.11.2021
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2022, 52:2, 174–178
Образец цитирования: С. О. Слипченко, Д. Н. Романович, П. С. Гаврина, Д. А. Веселов, Т. А. Багаев, М. А. Ладугин, А. А. Мармалюк, Н. А. Пихтин, “Мощные импульсные полупроводниковые лазеры (910 нм) мезаполосковой конструкции со сверхширокой излучающей апертурой на основе туннельно-связанных гетероструктур InGaAs/AlGaAs/GaAs”, Квантовая электроника, 52:2 (2022), 174–178 [Quantum Electron., 52:2 (2022), 174–178]

Вертикальные стеки мощных импульсных (100 нc) полупроводниковых лазеров киловаттного уровня пиковой мощности на основе мезаполосковых волноводов со сверхширокой (800 мкм) апертурой на длине волны 1060 нм

С. О. Слипченко, А. А. Подоскин, Д. А. Веселов, Л. С. Ефремов, В. В. Золотарев, А. Е. Казакова, П. С. Копьев, Н. А. Пихтин

  • Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук, г. Санкт-Петербург
Аннотация: Разработан генерирующий в спектральной области 1060 нм импульсный источник излучения с пиковой выходной оптической мощностью киловаттного уровня на основе вертикального стека микролинеек полупроводниковых лазеров полосковой конструкции со сверхширокой (800 мкм) апертурой. Конструкция стека содержит три микролинейки с тремя излучателями в каждой, что обеспечивает размер области излучения 2.6 × 0.4 мм. Наибольшая излучательная эффективность созданного стека составляет 2.48 Вт/А. Продемонстрированная максимальная пиковая мощность достигла 1400 Вт при накачке стека импульсами тока с амплитудой 650 А и длительностью 100 нс и была ограничена возможностями источника тока.
Ключевые слова: лазерный стек, импульсный полупроводниковый лазер.
Поступила в редакцию: 26.10.2021
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2022, 52:2, 171–173
Образец цитирования: С. О. Слипченко, А. А. Подоскин, Д. А. Веселов, Л. С. Ефремов, В. В. Золотарев, А. Е. Казакова, П. С. Копьев, Н. А. Пихтин, “Вертикальные стеки мощных импульсных (100 нc) полупроводниковых лазеров киловаттного уровня пиковой мощности на основе мезаполосковых волноводов со сверхширокой (800 мкм) апертурой на длине волны 1060 нм”, Квантовая электроника, 52:2 (2022), 171–173 [Quantum Electron., 52:2 (2022), 171–173]

Лазерная фрагментация кремниевых микрочастиц в жидкостях для решения задач биофотоники

В. Ю. Нестеров, О. И. Соколовская, Л. А. Головань, Д. В. Шулейко, А. В. Колчин, Д. Е. Преснов, П. К. Кашкаров, А. В. Хилов, Д. А. Куракина, М. Ю. Кириллин, Е. А. Сергеева, С. В. Заботнов

  • Физический факультет, Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова
  • Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова, Научно-исследовательский институт ядерной физики им. Д. В. Скобельцына
  • Центр квантовых технологий МГУ им. М. В. Ломоносова
  • Институт прикладной физики РАН, г. Нижний Новгород
  • Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н. И. Лобачевского
Аннотация: Проанализирована возможность изготовления кремниевых наночастиц методом пикосекундной лазерной фрагментации микрочастиц кремния в воде. Показано, что при фрагментации в течение 40 мин зависимость средних размеров наночастиц от исходной массовой концентрации микропорошка, изменяемой в диапазоне 0.5–12 мг/мл, является немонотонной: максимальный средний размер 165 нм достигается при концентрации 5 мг/мл. Для объяснения полученного результата проведено моделирование распространения фокусируемого лазерного пучка в рассеивающей среде из микрочастиц кремния в воде при варьировании их массовых концентраций. Показано, что при концентрациях не более 5 мг/мл фрагментация происходит в приосевой области пучка при его распространении в глубь кюветы со взвесью, а при более высоких концентрациях – преимущественно в приповерхностном слое из-за сильной экстинкции. Результаты расчетов позволяют объяснить экспериментальные особенности формирования кремниевых наночастиц. Данные спектрофотометрии взвеси наночастиц, полученных при исходной концентрации микрочастиц 12 мг/мл, сопоставлены с выполненными в рамках теории Ми теоретическими оценками коэффициентов поглощения и рассеяния. Измеренные оптические свойства указывают на возможность использования фрагментированных наночастиц в качестве рассеивающих и/или поглощающих контрастирующих агентов для решения задач оптической визуализации биологических объектов.
Ключевые слова: кремниевые микро- и наночастицы, лазерная фрагментация в жидкостях, рассеяние света, метод Монте-Карло, спектрофотометрия
Поступила в редакцию: 24.11.2021
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2022, 52:2, 160–170

Образец цитирования: В. Ю. Нестеров, О. И. Соколовская, Л. А. Головань, Д. В. Шулейко, А. В. Колчин, Д. Е. Преснов, П. К. Кашкаров, А. В. Хилов, Д. А. Куракина, М. Ю. Кириллин, Е. А. Сергеева, С. В. Заботнов, “Лазерная фрагментация кремниевых микрочастиц в жидкостях для решения задач биофотоники”, Квантовая электроника, 52:2 (2022), 160–170 [Quantum Electron., 52:2 (2022), 160–170]

Создание сферических облаков лазерной плазмы для моделирования трехмерных эффектов динамики искусственных плазменных выбросов в околоземном космическом пространстве

Ю. П. Захаров, В. А. Терехин, И. Ф. Шайхисламов, В. Г. Посух, П. А. Трушин, А. А. Чибранов, А. Г. Березуцкий, М. С. Руменских, М. А. Ефимов

  • Институт лазерной физики СО РАН, г. Новосибирск
  • Российский федеральный ядерный центр — Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики, г. Саров Нижегородской обл.
Аннотация: Впервые для решения задач лабораторного моделирования космофизических явлений взрывного характера (активные эксперименты типа AMPTE, с выбросами бария в магнитосфере) были созданы и применены сферические облака лазерной плазмы (ОЛП) (в экспериментах на стенде КИ-1 ИЛФ СО РАН). Использована классическая четырехлучевая схема облучения (правильный тетраэдр) шарика-мишени (⌀ 1 см из полиэтилена) излучением CO2-лазера с энергией до 500 Дж. Достигнута высокая степень симметрии разлета близкого к сфере ОЛП с умеренной скоростью ~100 км/с и энергией до 30 Дж. Впервые промоделированы режимы торможения и формирования диамагнитной каверны ОЛП, а также развитие желобковой неустойчивости при разлете бариевых облаков поперек геомагнитного поля и динамика этих облаков вдоль поля.
Ключевые слова: CO2-лазер, четырехлучевая схема, мишень-шарик, сферическое облако лазерной плазмы, магнитное поле, лабораторное моделирование, активные эксперименты в космосе, инжекция облаков бариевой плазмы, магнитосфера, желобковая и другие неустойчивости плазмы, эффекты Холла
Поступила в редакцию: 19.10.2021
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2022, 52:2, 155–159
Образец цитирования: Ю. П. Захаров, В. А. Терехин, И. Ф. Шайхисламов, В. Г. Посух, П. А. Трушин, А. А. Чибранов, А. Г. Березуцкий, М. С. Руменских, М. А. Ефимов, “Создание сферических облаков лазерной плазмы для моделирования трехмерных эффектов динамики искусственных плазменных выбросов в околоземном космическом пространстве”, Квантовая электроника, 52:2 (2022), 155–159 [Quantum Electron., 52:2 (2022), 155–159]