Фазовое сложение излучения двухканального взрывного фотодиссоционного иодного лазера с ВРМБ-зеркалом

С. Г. Гаранин, Ю. В. Долгополов, Г. Н. Качалин, А. В. Копалкин, С. М. Куликов, С. Н. Певный, Ф. А. Стариков, С. А. Сухарев

  • Российский федеральный ядерный центр — ВНИИЭФ, Институт лазерно-физических исследований, 607188 Нижегородская обл., Саров, просп. Мира, 37
Аннотация: Проведено исследование двухканального двухпроходного взрывного фотодиссоционного иодного лазера (ВФДЛ) с взрывным задающим генератором (ЗГ) и ВРМБ-зеркалом. Источник излучения, определяемый диафрагмой диаметром 6 мм, через которую излучение ЗГ выходит на турбулентную приземную трассу, расположен на расстоянии 2.5 км от входа в блок усилителей. Для компенсации оптических неоднородностей усилителей и трассы и фазового согласования каналов ВФДЛ используется ВРМБ-зеркало с киноформным растром микролинз. В эксперименте и расчетах исследованы энергетические и пространственные характеристики выходного излучения ВФДЛ. Получено хорошее согласие экспериментальных и расчетных данных по распределению плотности энергии выходного излучения ВФДЛ в плоскости диафрагмы ЗГ, которое представляет собой картину интерференции двух каналов. Максимальная плотность энергии в плоскости диафрагмы увеличивается более чем в 4 раза по сравнению со случаем одноканального ВФДЛ.
Ключевые слова: взрывной фотодиссоционный иодный лазер, вынужденное рассеяние Мандельштама – Брилллюэна, обращение волнового фронта.
Поступила в редакцию: 14.12.2021
Исправленный вариант: 11.01.2022
Принята в печать:11.01.2022
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2022, 52:3, 289–295
Образец цитирования: С. Г. Гаранин, Ю. В. Долгополов, Г. Н. Качалин, А. В. Копалкин, С. М. Куликов, С. Н. Певный, Ф. А. Стариков, С. А. Сухарев, “Фазовое сложение излучения двухканального взрывного фотодиссоционного иодного лазера с ВРМБ-зеркалом”, Квантовая электроника, 52:3 (2022), 289–295 [Quantum Electron., 52:3 (2022), 289–295]

Подавление обратного ВКР пикосекундных импульсов в воде при перемещении каустики пучка накачки из объёма воды через поверхность

С. М. Першин, А. И. Водчиц, И. А. Ходасевич, В. А. Орлович, А. Д. Кудрявцева, Н. В. Чернега

  • Институт общей физики им. А.М. Прохорова Российской академии наук, г. Москва
  • Институт физики им.Б.И.Степанова НАНБ, Беларусь, 220072 Минск, просп. Независимости, 68-2
  • Физический институт им. П. Н. Лебедева Российской академии наук, г. Москва
Аннотация: Впервые, насколько нам известно, обнаружено подавление обратного вынужденного комбинационного рассеяния (ОВКР) пикосекундных импульсов (57 пс, 532 нм) из-за развития оптического пробоя в приповерхностном (0 – 3 мм) слое воды при перемещении перетяжки пучка (фокусное расстояние линзы 83 мм) к границе раздела вода – воздух без изменения энергии импульса накачки (~1.3 – 1.5 мДж). При этом генерация ВКР в попутном направлении наблюдается и при наличии пробоя. При совмещении фокальной плоскости с поверхностью генерация ОВКР восстанавливается без оптического пробоя, несмотря на увеличение интенсивности излучения накачки из-за уменьшения диаметра пучка. Существенно, что порог оптического пробоя в объёме воды не был достигнут даже при повышении энергии импульса накачки более чем на порядок, до 16 мДж. Обсуждается механизм самосогласованного суммирования нелинейно-оптических процессов, таких как электрострикция, самофокусировка пучков, обращение волнового фронта пучка и сжатие импульса ОВКР.
Ключевые слова: обратное и прямое ВКР пикосекундного импульса в воде, поверхность раздела вода – воздух, каустика пучка, откол поверхности.
Поступила в редакцию: 30.11.2021
Исправленный вариант: 21.01.2022
Принята в печать:21.01.2022
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2022, 52:3, 283–288
Образец цитирования: С. М. Першин, А. И. Водчиц, И. А. Ходасевич, В. А. Орлович, А. Д. Кудрявцева, Н. В. Чернега, “Подавление обратного ВКР пикосекундных импульсов в воде при перемещении каустики пучка накачки из объёма воды через поверхность”, Квантовая электроника, 52:3 (2022), 283–288 [Quantum Electron., 52:3 (2022), 283–288]

Эффективное ВКР чирпированных импульсов титан-сапфирового лазера в кристалле BaWO4

И. О. Киняевский, В. И. Ковалев, А. В. Корибут, Я. В. Грудцын, Л. В. Селезнев, Е. Е. Дунаева, А. А. Ионин

  • Физический институт им. П. Н. Лебедева Российской академии наук, г. Москва
  • Институт общей физики им. А.М. Прохорова Российской академии наук, г. Москва
Аннотация: Экспериментально исследовано ВКР в кристалле BaWO4 чирпированных 40-пикосекундных импульсов титан-сапфирового лазера со спектрально ограниченной длительностью 0.35 пс и центральной длиной волны 925 нм. Максимальная эффективность генерации отстроенной на ~925 см–1 стоксовой компоненты ВКР на колебательной моде υ1 кристалла BaWO4 достигнута в схеме с тремя последовательно расположенными кристаллами с суммарной длиной 3.3 см. Найдено оптимальное положение образцов после фокусирующего зеркала. При этом положении достигнутые эффективности преобразования в импульс стоксова излучения составили ~50% по спектральной яркости и ~20% по энергии импульса.
Ключевые слова: вынужденное комбинационное рассеяние, кристалл BaWO4, титан-сапфировый лазер, фемтосекундный импульс.
Поступила в редакцию: 15.11.2021
Исправленный вариант: 27.12.2021
Принята в печать:27.12.2021
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2022, 52:3, 278–282
Образец цитирования: И. О. Киняевский, В. И. Ковалев, А. В. Корибут, Я. В. Грудцын, Л. В. Селезнев, Е. Е. Дунаева, А. А. Ионин, “Эффективное ВКР чирпированных импульсов титан-сапфирового лазера в кристалле BaWO4”, Квантовая электроника, 52:3 (2022), 278–282 [Quantum Electron., 52:3 (2022), 278–282]

ВКР-преобразование 1.56 мкм → 2.84 мкм чирпированных импульсов мощного эрбиевого волоконного лазера в заполненном метаном полом револьверном световоде

А. А. Крылов, А. В. Гладышев, А. К. Сенаторов, А. Н. Колядин, А. Ф. Косолапов, М. М. Худяков, М. Е. Лихачев, И. А. Буфетов

  • Институт общей физики им. А.М.Прохорова РАН, Научный центр волоконной оптики им. Е.М.Дианова
Аннотация: Впервые продемонстрировано однокаскадное ВКР-преобразование длины волны 1.56 мкм → 2.84 мкм в револьверном световоде с полой сердцевиной, заполненном метаном под давлением 25 атм, при его накачке положительно чирпированными импульсами мощного эрбиевого полностью волоконного лазерного источника. При максимальной энергии импульса накачки 34 мкДж (средняя мощность – 3.74 Вт) длительностью около 260 пс получены ультракороткие импульсы (УКИ) длительностью 110 пс и энергией 1.33 мкДж (средняя мощность – 133 мВт) на центральной длине волны 2.84 мкм. Газовые волоконные рамановские лазеры на основе световодов с полой сердцевиной и накачкой мощными волоконными источниками перспективны для создания полностью волоконной лазерной системы УКИ в среднем ИК диапазоне спектра.
Ключевые слова: чирпированный импульс, вынужденное комбинационное рассеяние, газовый волоконный лазер, средний ИК диапазон, полый световод, эрбиевый волоконный усилитель.
Поступила в редакцию: 10.11.2021
Исправленный вариант: 24.01.2022
Принята в печать:24.01.2022
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2022, 52:3, 274–277
Образец цитирования: А. А. Крылов, А. В. Гладышев, А. К. Сенаторов, А. Н. Колядин, А. Ф. Косолапов, М. М. Худяков, М. Е. Лихачев, И. А. Буфетов, “ВКР-преобразование 1.56 мкм → 2.84 мкм чирпированных импульсов мощного эрбиевого волоконного лазера в заполненном метаном полом револьверном световоде”, Квантовая электроника, 52:3 (2022), 274–277 [Quantum Electron., 52:3 (2022), 274–277]

Исследование генерации второй оптической гармоники в антиферромагнетике NiO, индуцированной терагерцевыми импульсами

О. В. Чефонов, А. В. Овчинников, М. Б. Агранат

  • Объединенный институт высоких температур РАН, г. Москва
Аннотация: Интенсивные терагерцевые импульсы и процесс генерации второй оптической гармоники являются привлекательными методами для возбуждения и исследования сверхбыстрого динамического отклика магнитоупорядоченных систем, сегнетоэлектриков, мультиферроиков на пикосекундном масштабе времени. В настоящей работе сообщается об экспериментальных результатах генерации второй оптической гармоники в центросимметричном антиферромагнетике NiO, индуцированной интенсивными терагерцевыми импульсами с напряженностью электрического поля до 20 МВ/см.
Ключевые слова: генерация второй оптической гармоники, антиферромагнетик, фемтосекундный лазерный импульс, терагерцевый импульс, накачка – зондирование.
Поступила в редакцию: 30.11.2021
Исправленный вариант: 24.01.2022
Принята в печать:24.01.2022
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2022, 52:3, 269–273
Образец цитирования: О. В. Чефонов, А. В. Овчинников, М. Б. Агранат, “Исследование генерации второй оптической гармоники в антиферромагнетике NiO, индуцированной терагерцевыми импульсами”, Квантовая электроника, 52:3 (2022), 269–273 [Quantum Electron., 52:3 (2022), 269–273]

Нелинейное преобразование частоты излучения Но : YAG-лазера

К. В. Воронцов, С. Г. Гаранин, Н. А. Егоров, Н. Г. Захаров, Р. А. Зорин, В. Б. Коломеец, В. И. Лазаренко, А. С. Надежин, Г. Н. Номаконов, К. А. Туляков, Ю. Н. Фролов

  • Российский федеральный ядерный центр — Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики, г. Саров Нижегородской обл.
  • Нижегородский государственный университет им. Н. И. Лобачевского
  • Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова
Аннотация: Приведены результаты экспериментов по преобразованию частоты излучения Ho : YAG-лазера (длина волны λ ~ 2.1 мкм) в ближний, средний и дальний ИК диапазоны с целью расширения спектрального состава компактных многоспектральных источников когерентного излучения. Экспериментально полученная эффективность преобразования излучения лазера во вторую гармонику достигла 32% в непрерывном режиме и 54% – в импульсно-периодическом. Эффективность параметрического преобразования в средний ИК диапазон (λ = 3.5 – 5.0 мкм) достигла 55%, а в дальний ИК диапазон (λ = 8 – 8.2 мкм) – 10.5%.
Ключевые слова: Ho : YAG-лазер, нелинейное преобразование, генератор второй гармоники, параметрический генератор света.
Поступила в редакцию: 15.12.2021
Принята в печать:15.12.2021
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2022, 52:3, 262–268
Образец цитирования: К. В. Воронцов, С. Г. Гаранин, Н. А. Егоров, Н. Г. Захаров, Р. А. Зорин, В. Б. Коломеец, В. И. Лазаренко, А. С. Надежин, Г. Н. Номаконов, К. А. Туляков, Ю. Н. Фролов, “Нелинейное преобразование частоты излучения Но : YAG-лазера”, Квантовая электроника, 52:3 (2022), 262–268 [Quantum Electron., 52:3 (2022), 262–268]

 

Параметрическая генерация света среднего ИК диапазона и удвоение частоты излучения импульсно-периодического Tm3+ : YAP-лазера с волоконно-лазерной накачкой в периодически поляризованном кристалле MgO : LiNbO3 с веерной доменной структурой

О. Л. Антипов, Д. Б. Колкер, А. А. Добрынин, Ю. А. Гетмановский, В. В. Шарков, М. А. Чувакова, А. Р. Ахматханов, В. Я. Шур, И. А. Шестакова, С. В. Ларин

  • Институт прикладной физики Российской академии наук, г. Нижний Новгород
  • Нижегородский государственный университет им. Н. И. Лобачевского
  • Новосибирский государственный университет
  • Нижегородский государственный технический университет им. Р. Е. Алексеева
  • Уральский федеральный университет, Екатеринбург
  • НИИ “Полюс” им. М. Ф. Стельмаха, г. Москва
  • НТО “ИРЭ — Полюс”, г. Фрязино, Московской обл.
Аннотация: Приведены результаты экспериментальных исследований нелинейно-оптического преобразования частоты излучения импульсно-периодического Tm3+ : YAP- лазера на длине волны 1941 нм с накачкой излучением непрерывного волоконного лазера на 1670 нм. В периодически поляризованном MgO : LiNbO3-кристалле с веерной доменной структурой путем подбора периода и температуры реализованы как параметрическая генерация света среднего ИК диапазона, так и удвоение частоты лазерного излучения. Эффективность по энергии импульсной параметрической генерации в режиме, близком к вырожденному, на длинах волн 3820 – 3970 нм превышала 43%, а эффективность генерации второй гармоники на длине волны 970.5 нм достигала 34%.
Ключевые слова: твердотельные лазеры, двухмикронный диапазон длин волн, волоконные лазеры, нелинейно-оптическое преобразование частоты, периодически поляризованные кристаллы MgO : LiNbO3, параметрический генератор света, средний ИК диапазон, удвоение частоты.
Поступила в редакцию: 05.01.2022
Исправленный вариант: 21.01.2022
Принята в печать:21.01.2022
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2022, 52:3, 254–261
Образец цитирования: О. Л. Антипов, Д. Б. Колкер, А. А. Добрынин, Ю. А. Гетмановский, В. В. Шарков, М. А. Чувакова, А. Р. Ахматханов, В. Я. Шур, И. А. Шестакова, С. В. Ларин, “Параметрическая генерация света среднего ИК диапазона и удвоение частоты излучения импульсно-периодического Tm3+ : YAP-лазера с волоконно-лазерной накачкой в периодически поляризованном кристалле MgO : LiNbO3 с веерной доменной структурой”, Квантовая электроника, 52:3 (2022), 254–261 [Quantum Electron., 52:3 (2022), 254–261]

Преобразование сингулярностей поляризации при нелинейном смешении световых пучков с преобразованием частоты в среде с кубической нелинейностью

К. С. Григорьев, В. А. Макаров

  • Физический факультет, Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова
Аннотация: Проанализированы поперечные распределения электрических полей световых пучков на утроенной частоте и на частоте 2ω1 – ω2, которые возникают в толще изотропной среды с кубической нелинейностью при распространении в среде неоднородно поляризованных световых пучков основного излучения с многомодовой поперечной структурой, описываемой суперпозицией мод Лагерра – Гаусса. Установлена связь между суммарными топологическими индексами точек сингулярности круговой поляризации в сечениях генерируемых сигнальных пучков с аналогичными суммарными индексами в пучках основного излучения.
Ключевые слова: кубическая нелинейность, сингулярность поляризации, топологический индекс.
Поступила в редакцию: 06.12.2021
Исправленный вариант: 08.01.2022
Принята в печать:08.01.2022
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2022, 52:3, 247–253
Образец цитирования: К. С. Григорьев, В. А. Макаров, “Преобразование сингулярностей поляризации при нелинейном смешении световых пучков с преобразованием частоты в среде с кубической нелинейностью”, Квантовая электроника, 52:3 (2022), 247–253 [Quantum Electron., 52:3 (2022), 247–253]

Световые пули в прозрачных диэлектриках

В. П. Кандидов, Е. Д. Залозная, А. Е. Дормидонов, В. О. Компанец, С. В. Чекалин

  • Физический факультет, Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова
  • Институт спектроскопии РАН, Москва, г. Троицк
Аннотация: Дан ретроспективный анализ развития представлений в нелинейной оптике от самофокусировки пучков и филаментации импульсов к световым пулям – волновым пакетам, экстремально сжатым в пространстве и времени при распространении лазерного излучения в объеме прозрачной среды. Приведено описание современного состояния исследований световых пуль среднего ИК диапазона в конденсированных средах и воздухе.
Ключевые слова: самофокусировка, филаментация, световые пули, суперконтинуум, антистоксово крыло, волновой пакет.
Поступила в редакцию: 11.12.2021
Исправленный вариант: 08.02.2022
Принята в печать:08.02.2022
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2022, 52:3, 233–246
Образец цитирования: В. П. Кандидов, Е. Д. Залозная, А. Е. Дормидонов, В. О. Компанец, С. В. Чекалин, “Световые пули в прозрачных диэлектриках”, Квантовая электроника, 52:3 (2022), 233–246 [Quantum Electron., 52:3 (2022), 233–246]

Широкополосная двумерная спектрохронография с использованием сверхкоротких импульсов среднего инфракрасного диапазона

Е. А. Степанов, А. Н. Жданов, И. В. Савицкий, П. Б. Глек, А. А. Ланин, А. Б. Федотов, А. М. Желтиков

  • Физический факультет, Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова
Аннотация: Представлена универсальная лазерная платформа для широкополосной двумерной (2D) спектрохронографии на основе использования сверхкоротких импульсов среднего ИК диапазона. Лазерная система, разработанная для целей 2D спектрохронографии, позволяет получить импульсы излучения длительностью менее 70 фс с длиной волны, перестраиваемой от 2.6 до 10 мкм. Широкополосное возбуждение и зондирование, осуществляемое импульсами с такими параметрами, в сочетании с техникой гетеродинного детектирования, реализованной в среднем ИК диапазоне, открывает возможности исследования сверхбыстрой динамики молекулярной когерентности, а также сверхбыстрых процессов кинетики населенностей и обмена энергии между различными степенями свободы для широкого класса сложных молекулярных систем.
Ключевые слова: спектрохронография, сверхкороткие импульсы, средний ИК диапазон.
Поступила в редакцию: 17.01.2022
Исправленный вариант: 25.01.2022
Принята в печать:25.01.2022
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2022, 52:3, 227–232
Образец цитирования: Е. А. Степанов, А. Н. Жданов, И. В. Савицкий, П. Б. Глек, А. А. Ланин, А. Б. Федотов, А. М. Желтиков, “Широкополосная двумерная спектрохронография с использованием сверхкоротких импульсов среднего инфракрасного диапазона”, Квантовая электроника, 52:3 (2022), 227–232 [Quantum Electron., 52:3 (2022), 227–232]