Кинетика наведенного поглощения многоатомных молекул при двухквантовом возбуждении

С. Н. Летута, А. Т. Ишемгулов, Д. В. Дорофеев, Д. Е. Цюрко

  • Оренбургский государственный университет
Аннотация: Изучена кинетика триплет-триплетного поглощения многоатомных молекул (на примере галогензамещенных флуоресцеина – эозина и эритрозина) при ступенчатом заселении их высоких триплетных уровней с помощью двух лазерных импульсов с регулируемой задержкой между ними. Показано, что по кинетике наведенного поглощения можно оценить эффективность конкурирующих каналов релаксации высоковозбужденных триплетных состояний молекул. В отсутствие переноса энергии на окружение и фотохимических реакций основным каналом релаксации высоких триплетных состояний молекул, содержащих тяжелые атомы галогенов, является обратная триплет-синглетная интеркомбинационная конверсия. При интерпретации результатов исследований необходим учет тепловых эффектов, обусловленных нагревом среды в результате безызлучательной релаксации высоких электронно-возбужденных состояний молекул.
Ключевые слова: триплет-триплетное поглощение, высокие электронно-возбужденные состояния молекул
Поступила в редакцию: 16.06.2022
Исправленный вариант: 03.08.2022
Образец цитирования: С. Н. Летута, А. Т. Ишемгулов, Д. В. Дорофеев, Д. Е. Цюрко, “Кинетика наведенного поглощения многоатомных молекул при двухквантовом возбуждении”, Квантовая электроника, 52:9 (2022), 823–826

Нелинейное ослабление лазерного излучения коллоидными продуктами абляции алюминиевой мишени в диметилсульфоксиде

А. С. Зверев, Д. Р. Нурмухаметов, Д. М. Руссаков, О. С. Ефимова, Д. С. Воробец, А. В. Каленский, А. А. Звеков

  • Кемеровский государственный университет
  • Федеральный исследовательский центр угля и углехимии СО РАН
Аннотация: Проведено исследование механизмов нелинейного ослабления наносекундного лазерного излучения наночастицами металлов. Наноразмерная коллоидная система получена при абляции мишени алюминия в диметилсульфоксиде и исследована методами спектроскопии в УФ и видимой областях, динамического рассеяния света и просвечивающей электронной микроскопии. Установлено, что средний диаметр наночастиц алюминия равен 47 нм, система частично агрегирована, в ней имеются примеси углеродного происхождения, связанные с разложением диметилсульфоксида. С использованием метода z-сканирования показана возможность снижения коэффициента пропускания на длине волны 532 нм в пять раз при росте плотности энергии импульса от 22 мДж/см² до 2.9 Дж/см². Измерены оптоакустические сигналы и обнаружена сублинейная зависимость их амплитуды от энергии импульса. Оценены пиковые давления, составляющие при плотности энергии 3.26 Дж/см² для коллоидных продуктов абляции алюминия 1.6 МПа. На основе сублинейного характера зависимости амплитуды акустического сигнала от энергии импульса и давления сделан вывод о преобладающей роли процессов испарения в наблюдаемых эффектах. Предложена приближенная модель и оценены пиковые температуры наночастиц алюминия, составившие 3670 – 4090 К.
Ключевые слова: абляционный синтез, металлические наночастицы, z-сканирование, оптоакустический эффект, испарение, нелинейное ослабление излучения.
Поступила в редакцию: 09.06.2022
Образец цитирования: А. С. Зверев, Д. Р. Нурмухаметов, Д. М. Руссаков, О. С. Ефимова, Д. С. Воробец, А. В. Каленский, А. А. Звеков, “Нелинейное ослабление лазерного излучения коллоидными продуктами абляции алюминиевой мишени в диметилсульфоксиде”, Квантовая электроника, 52:9 (2022), 815–822

Увеличение выхода рентгеновского и ТГц излучений при воздействии фемтосекундных лазерных импульсов на тонкую фольгу

М. М. Назаров, П. A. Щеглов, А. А. Гарматина, М. В. Чащин, З. Ч. Маргушев, К. А. Бжеумихов, А. В. Митрофанов, Д. А. Сидоров-Бирюков, А. М. Жёлтиков, В. М. Гордиенко, В. Я. Панченко

  • Национальный исследовательский центр «Курчатовский институт», г. Москва
  • ФНЦ «Кабардино-Балкарский научный центр РАН», г. Нальчик
  • Институт проблем лазерных и информационных технологий – филиал ФНИЦ «Кристаллогр­афия и фотоника» РАН
  • Российский квантовый центр, Москва, Сколково
  • Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, физический факультет
  • Department of Physics and Astronomy, Texas A&M University
Аннотация: Экспериментально показано, что при воздействии на медную фольгу фемтосекундными лазерными импульсами субрелятивистской интенсивности с уменьшением толщины фольги синхронно возрастают интенсивности характеристического рентгеновского излучения (РИ), терагерцевого излучения (ТГИ), второй оптической гармоники. Эффективность генерации РИ и ТГИ, а также 3/2-гармоники с разной степенью нелинейности зависят от интенсивности излучения и длительности лазерного импульса. Поведение измеряемых сигналов определяется неустойчивостью двухплазмонного распада, ролью горячих электронов и их рециркуляцией в наблюдаемых процессах.
Ключевые слова: характеристическое рентгеновское излучение, терагерцевое излучение, рециркуляция электронов, субрелятивистская интенсивность
Поступила в редакцию: 24.05.2022
Образец цитирования: М. М. Назаров, П. A. Щеглов, А. А. Гарматина, М. В. Чащин, З. Ч. Маргушев, К. А. Бжеумихов, А. В. Митрофанов, Д. А. Сидоров-Бирюков, А. М. Жёлтиков, В. М. Гордиенко, В. Я. Панченко, “Увеличение выхода рентгеновского и ТГц излучений при воздействии фемтосекундных лазерных импульсов на тонкую фольгу”, Квантовая электроника, 52:9 (2022), 811–814

Квазисинхронная генерация второй оптической гармоники при маятниковом эффекте в фотонных кристаллах

Л. В. Дергачева, Б. И. Манцызов

  • Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, физический факультет
Аннотация: Теоретически рассмотрена генерация второй оптической гармоники в одномерных фотонных кристаллах в условиях маятникового эффекта при динамической брэгговской дифракции в геометрии Лауэ. Показано, что в фоторефрактивных фотонных кристаллах, а также в фотонных кристаллах с фотоиндуцированной квадратичной нелинейностью возникает новое направление квазисинхронной генерации второй гармоники за счет включения дополнительного вектора обратной решетки в условие квазисинхронизма. Этот вектор появляется благодаря формированию двумерной пространственной решетки интенсивности на частоте поля накачки при маятниковом эффекте. В таких структурах происходит эффективная квазисинхронная генерация волн второй гармоники, неколлинеарных бормановской или антибормановской модам накачки.
Ключевые слова: фотонные кристаллы, нелинейная динамическая брэгговская дифракция, генерация второй гармоники, квазисинхронизм, маятниковый эффект.
Поступила в редакцию: 07.07.2022
Образец цитирования: Л. В. Дергачева, Б. И. Манцызов, “Квазисинхронная генерация второй оптической гармоники при маятниковом эффекте в фотонных кристаллах”, Квантовая электроника, 52:9 (2022), 804–810

Когерентное взаимодействие мод и кратные гребёнки в спектре сверхизлучающего лазера

Е. Р. Кочаровская, А. С. Гаврилов, А. Ф. Селезнев, А. В. Мишин, В. В. Кочаровский, Вл. В. Кочаровский

  • Федеральный исследовательский центр Институт прикладной физики Российской академии наук, г. Нижний Новгород
  • Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н. И. Лобачевского
  • Texas A&M University
Аннотация: Для лазера с большим неоднородным и малым однородным уширениями спектральной линии активной среды предложен новый метод получения кратных гребёнок в спектре генерации, обусловленных самосинхронизацией большого числа мод на крыльях спектра и излучением периодической последовательности цугов импульсов двумя сверхизлучательными модами в центре спектра. Метод не требует каких-либо дополнительных элементов или внешних воздействий на лазер и основан на предсказанном явлении двойного резонанса, реализующемся в широкой области параметров при использовании низкодобротного резонатора Фабри–Перо с распределённой обратной связью волн и включающем: 1) параметрический резонанс – разность частот двух сверхизлучательных мод вдвое превышает межмодовый интервал на крыльях спектра; 2) временной резонанс – период следования цугов импульсов сверхизлучательных мод кратен времени обхода резонатора солитоноподобным импульсом, образованным синхронизовавшимися модами.
Ключевые слова: частотные гребёнки, синхронизация мод, сверхизлучающий лазер, параметрический резонанс, низкодобротный резонатор
Поступила в редакцию: 27.05.2022
Исправленный вариант: 27.07.2022
Образец цитирования: Е. Р. Кочаровская, А. С. Гаврилов, А. Ф. Селезнев, А. В. Мишин, В. В. Кочаровский, Вл. В. Кочаровский, “Когерентное взаимодействие мод и кратные гребёнки в спектре сверхизлучающего лазера”, Квантовая электроника, 52:9 (2022), 799–803

Исследование динамики разогрева в квазинепрерывном режиме активной области мощных полупроводниковых лазеров (1060 нм) со сверхширокой излучающей апертурой (800 мкм)

И. С. Шашкин, А. Д. Рыбкин, В. А. Крючков, А. Е. Казакова, Д. Н. Романович, Н. А. Рудова, С. О. Слипченко, Н. А. Пихтин

  • Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук, г. Санкт-Петербург
Аннотация: Развит подход, направленный на исследование временной зависимости перегрева активной области мощных полупроводниковых лазеров (1060 нм) со сверхширокой апертурой (800 мкм), работающих в квазинепрерывном режиме накачки (21 А/ 1 мс/ 10 Гц), основанный на измерении динамики лазерной генерации со спектральной селекцией. Анализ спектра лазерной генерации показал, что для области фронта включения, где происходит увеличение амплитуды импульса тока, характерна максимальная скорость смещения длинноволнового края 30 нм/мс, обусловленная, как тепловыми, так и нетепловыми эффектами. Область импульса, соответствующая постоянной амплитуде тока накачки, характеризуется только тепловым смещением длинноволнового края спектра лазерной генерации со скоростью ∼1нм/мс. Полученный экспериментальный перегрев для области постоянной амплитуды составил 2.78°С, что согласуется с расчетным перегревом 3.08°С для исследуемых условий накачки.
Ключевые слова: мощные полупроводниковые лазеры, импульсный режим, спектральная динамика, перегрев, гетероструктура
Образец цитирования: И. С. Шашкин, А. Д. Рыбкин, В. А. Крючков, А. Е. Казакова, Д. Н. Романович, Н. А. Рудова, С. О. Слипченко, Н. А. Пихтин, “Исследование динамики разогрева в квазинепрерывном режиме активной области мощных полупроводниковых лазеров (1060 нм) со сверхширокой излучающей апертурой (800 мкм)”, Квантовая электроника, 52:9 (2022), 794–798

Мощный источник спектрально-узкополосного излучения на основе интегрированных лазерных диодов с внешним резонатором

В. А. Панарин, Г. Т. Микаелян, И. В. Галушка, Н. Н. Беглецова, И. А. Зимин, А. Е. Дракин, Н. В. Дьячков, Т. И. Гущик, А. П. Богатов

Аннотация: Продемонстрирована интеграция 24-х лазерных диодов с внешним резонатором в один спектрально-узкополосный излучатель с длиной волны вблизи 779 нм, суммарной мощностью свыше 35 Вт и шириной спектра не более 0.1 нм. Использование в излучателе объемной фазовой решетки в качестве спектрально-селективного элемента позволяет сузить ширину спектра до 0.02 нм и менее.
Ключевые слова: диодная накачка, узкий спектр, внешний резонатор, фазовая решетка.
Поступила в редакцию: 04.07.2022
Образец цитирования: В. А. Панарин, Г. Т. Микаелян, И. В. Галушка, Н. Н. Беглецова, И. А. Зимин, А. Е. Дракин, Н. В. Дьячков, Т. И. Гущик, А. П. Богатов, “Мощный источник спектрально-узкополосного излучения на основе интегрированных лазерных диодов с внешним резонатором”, Квантовая электроника, 52:9 (2022), 789–793

ВУФ генерация в водороде и фторе в диффузных разрядах, формируемых убегающими электронами

А. Н. Панченко, В. Ф. Тарасенко, В. В. Кожевников

  • Институт сильноточной электроники СО РАН, г. Томск
Аннотация: Проведено исследование параметров вынужденного ВУФ излучения, генерируемого при диффузных разрядах, формируемых в резко неоднородном электрическом поле в смесях инертных газов с добавками водорода и фтора при давлении до 10 атм. Получена эффективная ВУФ генерация на молекулярных переходах водорода (148 – 161 нм) и фтора (157 нм). Показано, что добавки буферных газов гелия и неона увеличивают длительность импульсов и энергию генерации Н2-лазера. Получены лазерные импульсы длительностью более 10 нс при энергии излучения 0.1 мДж. Установлено, что в смесях Не с F2 диффузный разряд формируется за счет волн ионизации. Показано, что импульс генерации на длине волны 157 нм имеет три максимума, которые соответствуют первым трем полупериодам тока диффузного разряда. Установлено, что в зависимости от состава и давления смеси наибольшую интенсивность имеет первый или второй пик генерации. При давлении смеси 10 атм электрический КПД генерации F2-лазера составил 0.18 %, что превышает эффективность известных лазеров данного типа, накачиваемых объемным разрядам с предыонизацией от дополнительного источника.
Ключевые слова: эффективная ВУФ генерация, диффузный разряд, неоднородное электрическое поле, убегающие электроны
Поступила в редакцию: 07.07.2022
Образец цитирования: А. Н. Панченко, В. Ф. Тарасенко, В. В. Кожевников, “ВУФ генерация в водороде и фторе в диффузных разрядах, формируемых убегающими электронами”, Квантовая электроника, 52:9 (2022), 783–788

Формирование излучения квантово-каскадного лазера среднего ИК диапазона

А. Е. Шепелев, А. Г. Путилов, А. А. Антипов, А. А. Ангелуц

  • Институт проблем лазерных и информационных технологий – филиал ФНИЦ «Кристаллогр­афия и фотоника» РАН
  • Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе Российской академии наук, г. Санкт-Петербург
  • Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, физический факультет
Аннотация: Выполнены исследования квантово-каскадного лазера (ККЛ) и представлены результаты регистрации диаграммы направленности его излучения в дальней зоне. Проведен расчет оптической системы на основе однолинзового объектива, позволяющей повысить эффективность коллимации излучения исследуемого ККЛ. Осуществлено моделирование формирования излучения ККЛ предложенным объективом.
Ключевые слова: квантово-каскадный лазер, диаграмма направленности излучения
Поступила в редакцию: 16.06.2022
Исправленный вариант: 11.08.2022
Образец цитирования: А. Е. Шепелев, А. Г. Путилов, А. А. Антипов, А. А. Ангелуц, “Формирование излучения квантово-каскадного лазера среднего ИК диапазона”, Квантовая электроника, 52:9 (2022), 779–782

Перестраиваемый одночастотный полупроводниковый лазерный модуль с длиной волны излучения 1064 нм

В. П. Дураев, М. А. Ладугин, И. С. Молодцов, С. А. Воронченко, С. В. Медведев, Н. В. Гультиков

Аннотация: Представлены результаты работы по созданию перестраиваемого одночастотного полупроводникового лазерного модуля на длину волны 1064 нм с внешним резонатором на основе волоконной брэгговской решетки, сформированной в одномодовом волоконном световоде с сохранением поляризации. Рассмотрены способы дискретной и плавной перестройки длины волны излучения. Представленный лазерный модуль способен генерировать динамически стабильное одночастотное излучение с подавлением боковой моды более 40 дБ, шириной линии генерации 100 – 500 кГц и выходной оптической мощностью свыше 60 мВт. Перестройка длины волны излучения лазерного модуля составила 1.2 нм.
Ключевые слова: полупроводниковый лазерный модуль, перестройка длины волны, одночастотная генерация, внешний резонатор, волоконная брэгговская решетка, 1064 нм.
Поступила в редакцию: 26.07.2022
Образец цитирования: В. П. Дураев, М. А. Ладугин, И. С. Молодцов, С. А. Воронченко, С. В. Медведев, Н. В. Гультиков, “Перестраиваемый одночастотный полупроводниковый лазерный модуль с длиной волны излучения 1064 нм”, Квантовая электроника, 52:9 (2022), 775–778

Скачать (pdf)