Полупроводниковый лазер с оптической накачкой на основе наноразмерной гетероструктуры CdS/ZnSe с разрывами зон второго типа

М. Р. Бутаев, В. И. Козловский, Я. К. Скасырский

  • Физический институт им. П. Н. Лебедева РАН, г. Москва
  • Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ», г. Москва
Аннотация: Исследован полупроводниковый лазер c оптической накачкой на основе наноразмерной гетероструктуры CdS/ZnSe, содержащей 10 квантовых ям с разрывами зон второго типа. Структура выращена методом газофазной эпитаксии из металлоорганических соединений на подложке GaAs. Время жизни электронно-дырочных пар при низком уровне накачки, измеренное по спаду люминесценции, оценивается в ~10 нс. При комнатной температуре и продольной накачке излучением импульсно-периодического N2-лазера достигнута пиковая мощность излучения полупроводникового лазера c микрорезонатором 7.2 Вт на длине волны 514 нм. Относительно низкий (0.35%) КПД лазера объясняется наличием усиленного спонтанного излучения, распространяющегося вдоль структуры. При поперечной накачке пиковая мощность и КПД лазера увеличиваются до 70 Вт и 3.5% .
Ключевые слова: ГФЭМОС, полупроводниковый лазер, CdS/ZnSe-гетероструктура, квантовые ямы, оптическая накачка
Поступила в редакцию: 16.01.2020
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2020, 50:7, 683–687
Образец цитирования: М. Р. Бутаев, В. И. Козловский, Я. К. Скасырский, “Полупроводниковый лазер с оптической накачкой на основе наноразмерной гетероструктуры CdS/ZnSe с разрывами зон второго типа”, Квантовая электроника, 50:7 (2020), 683–687 [Quantum Electron., 50:7 (2020), 683–687]

Об особенностях корреляционных измерений параметров импульсных гиперспектральных оптических полей с использованием асимметричного интерферометра

М. С. Куля, В. Я. Катковник, K. Егизарян, Н. В. Петров

  • Университет ИТМО, г. С.-Петербург
  • Tampere University, Faculty of Information Technology and Communication, Tampere, Finland
Аннотация: Рассмотрены различия в корреляционных измерениях параметров импульсных гиперспектральных оптических полей с использованием симметричного и асимметричного интерферометров. Аналитически показано, что результирующая кросс-корреляционная функция чувствительна к фазовым возмущениям в исходном волновом поле. На примере рассматриваемой в работе установки, содержащей в одном плече телескопическую рефлекторную 4f-систему из параболических зеркал, показано, что в случае асимметричного интерферометра наличие аберраций приводит к деградации восстанавливаемого изображения, тогда как в случае симметричных интерферометров они не оказывают влияния на результат.
Ключевые слова: гиперспектральные поля, корреляционные измерения, симметричный и асимметричный интерферометры
Поступила в редакцию: 18.02.2020
Исправленный вариант: 15.04.2020
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2020, 50:7, 679–682
Образец цитирования: М. С. Куля, В. Я. Катковник, K. Егизарян, Н. В. Петров, “Об особенностях корреляционных измерений параметров импульсных гиперспектральных оптических полей с использованием асимметричного интерферометра”, Квантовая электроника, 50:7 (2020), 679–682 [Quantum Electron., 50:7 (2020), 679–682]

Ограничение числа уровней квантования гармонической линзы как метод повышения качества формируемого изображения

Р. В. Скиданов, С. В. Ганчевская, В. С. Васильев, Н. Л. Казанский

  • ИСОИ РАН — филиал ФНИЦ «Кристаллография и фотоника» РАН, г. Самара
  • Самарский национальный исследовательский университет имени академика С. П. Королева
Аннотация: Экспериментально исследованы характеристики (функции передачи модуляции) гармонических линз, изготовленных методом прямой лазерной записи по резисту. Промоделировано влияние технологических погрешностей при изготовлении линз на формирование функции рассеяния точки для гармонических линз с 32 и 256 уровнями квантования. Методом прямой лазерной записи изготовлены линзы с таким числом уровней. Экспериментально показано, что у гармонической линзы с 32 уровнями квантования функция передачи модуляции на высоких пространственных частотах (50 мм-1) существенно больше.
Ключевые слова: дифракционная линза, гармоническая линза, квантованный микрорельеф, частотно-контрастная характеристика
Поступила в редакцию: 18.02.2020
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2020, 50:7, 675–678
Образец цитирования: Р. В. Скиданов, С. В. Ганчевская, В. С. Васильев, Н. Л. Казанский, “Ограничение числа уровней квантования гармонической линзы как метод повышения качества формируемого изображения”, Квантовая электроника, 50:7 (2020), 675–678 [Quantum Electron., 50:7 (2020), 675–678]

Высокоскоростная оперативная реализация голографических и дифракционных элементов с применением микрозеркальных пространственно-временных модуляторов света

Н. Н. Евтихиев, Е. Ю. Злоказов, В. В. Краснов, В. Г. Родин, Р. С. Стариков, П. А. Черёмхин

  • Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ», г. Москва
Аннотация: Представлены результаты моделирования и экспериментов по формированию световых распределений голограммами и дифракционными элементами, реализованными с помощью микрозеркальных пространственно-временных модуляторов света, а также продемонстрированы примеры успешных экспериментов по реализации вариантов оптико-цифровых систем на их основе.
Ключевые слова: микрозеркальный модулятор света, голограмма, дифракционный оптический элемент, коррелятор, инвариантный корреляционный фильтр, оптическое кодирование, пространственно-некогерентное освещение.
Поступила в редакцию: 18.02.2020
Исправленный вариант: 12.03.2020
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2020, 50:7, 667–674
Образец цитирования: Н. Н. Евтихиев, Е. Ю. Злоказов, В. В. Краснов, В. Г. Родин, Р. С. Стариков, П. А. Черёмхин, “Высокоскоростная оперативная реализация голографических и дифракционных элементов с применением микрозеркальных пространственно-временных модуляторов света”, Квантовая электроника, 50:7 (2020), 667–674 [Quantum Electron., 50:7 (2020), 667–674]

Трехцветная цифровая голографическая микроскопия на основе интерферометра Маха–Цендера и твердотельного RGB-лазера

А. И. Ляшенко, О. В. Польщикова, А. С. Мачихин, А. Г. Власова, В. Э. Пожар, А. Б. Козлов

  • Научно-технологический центр уникального приборостроения РАН, г. Москва
  • Национальный исследовательский университет «МЭИ»
  • Московский государственный технический университет имени Н. Э. Баумана (национальный исследовательский университет)
  • АО «НИИ «Полюс» им. М. Ф. Стельмаха», г. Москва
Аннотация: Разработана установка для регистрации цветных цифровых голограмм на основе интерферометра Маха–Цендера с импульсным твердотельным RGB-лазером, излучающим одновременно на трех длинах волн: 451, 532 и 634 нм, которые получаются при преобразовании излучения импульсного YAG : Nd3+-лазера (1064 нм), работающего в режиме внутрирезонаторной параметрической генерации излучения на длине волны 1570 нм, и при дальнейшем преобразовании его частот в красный, зеленый и синий спектральные диапазоны в нелинейных элементах из кристалла KTP. Сочетание такого трехволнового импульсного источника света с интерферометром Маха–Цендера позволяет обеспечить одновременную регистрацию трех спектральных цифровых голограмм одним матричным RGB-приемником излучения. Трехцветная цифровая голография в импульсном режиме перспективна для анализа быстропротекающих процессов и быстроменяющихся цветных фазовых объектов.
Ключевые слова: трехцветная цифровая голография, параметрический генератор, трехцветный RGB-лазер.
Поступила в редакцию: 18.02.2020
Исправленный вариант: 19.03.2020
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2020, 50:7, 662–666
Образец цитирования: А. И. Ляшенко, О. В. Польщикова, А. С. Мачихин, А. Г. Власова, В. Э. Пожар, А. Б. Козлов, “Трехцветная цифровая голографическая микроскопия на основе интерферометра Маха–Цендера и твердотельного RGB-лазера”, Квантовая электроника, 50:7 (2020), 662–666 [Quantum Electron., 50:7 (2020), 662–666]

Голографические отражательные решётки Брэгга коэффициента усиления и их роль в работе мощных импульсных лазеров

А. П. Погода, А. А. Сергеев, И. С. Хахалин, Е. Э. Попов, Н. Л. Истомина, А. С. Борейшо, В. М. Петров

  • Научно-технологический центр уникального приборостроения РАН, г. Москва
  • Национальный исследовательский университет «МЭИ»
  • Московский государственный технический университет имени Н. Э. Баумана (национальный исследовательский университет)
  • АО «НИИ «Полюс» им. М. Ф. Стельмаха», г. Москва
Аннотация: Исследуется влияние отражательных решёток Брэгга, возникающих в активной среде за счёт пространственной периодической модуляции коэффициента усиления, на спектральные свойства генерируемого излучения на примере импульсного Nd :YAG-лазера. Показано, что при определённом выборе режима формирования отражательных решёток коэффициента усиления ширина полосы генерации может быть уменьшена в 3 – 5 раз при соответствующем увеличении энергии в импульсе и заметном улучшении пространственного качества пучка.
Ключевые слова: решётки Брэгга, мощные импульсные лазеры.
Поступила в редакцию: 18.02.2020
Исправленный вариант: 06.04.2020
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2020, 50:7, 658–661
Образец цитирования: А. П. Погода, А. А. Сергеев, И. С. Хахалин, Е. Э. Попов, Н. Л. Истомина, А. С. Борейшо, В. М. Петров, “Голографические отражательные решётки Брэгга коэффициента усиления и их роль в работе мощных импульсных лазеров”, Квантовая электроника, 50:7 (2020), 658–661 [Quantum Electron., 50:7 (2020), 658–661]

Запись брэгговских дифракционных решеток в фоточувствительных материалах методом оптического копирования

С. Б. Одиноков, А. Ю. Жердев, М. В. Шишова, А. Б. Соломашенко, Д. С. Лушников, В. В. Маркин

  • Московский государственный технический университет имени Н. Э. Баумана (национальный исследовательский университет)
Аннотация: Рассмотрена возможность получения мультиплексных брэгговских дифракционных решеток, используемых в качестве дифракционных оптических элементов (ДОЭ), методом когерентного оптического копирования рельефно-фазовой дифракционной решетки в толстослойные фоточувствительные материалы. Применение таких ДОЭ в составе световодных пластин (СП) для оптических систем формирования изображений позволяет энергетически эффективно осуществлять ввод и вывод оптического излучения в СП, а также минимизировать их массогабаритные параметры. Приведены результаты моделирования процесса формирования интерференционной структуры и записи серии мультиплексных дифракционных решеток внутри фоточувствительных материалов.
Ключевые слова: оптическое копирование, интерференционное копирование, голограммные и дифракционные оптические элементы, брэгговские дифракционные решетки
Поступила в редакцию: 18.02.2020
Исправленный вариант: 19.03.2020
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2020, 50:7, 653–657
Образец цитирования: С. Б. Одиноков, А. Ю. Жердев, М. В. Шишова, А. Б. Соломашенко, Д. С. Лушников, В. В. Маркин, “Запись брэгговских дифракционных решеток в фоточувствительных материалах методом оптического копирования”, Квантовая электроника, 50:7 (2020), 653–657 [Quantum Electron., 50:7 (2020), 653–657]

Методы и алгоритмы компьютерного синтеза голограммных элементов для получения комплексного импульсного отклика оптических систем обработки информации на основе современных пространственных модуляторов света

Е. Ю. Злоказов

  • Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ», г. Москва
Аннотация: Исследованы возможности построения оптических устройств обработки данных и формирования изображений, принцип действия которых основан на манипуляции когерентными световыми пучками с помощью пространственно-временных модуляторов света (ПВМС). Представлен обзор коммерчески доступных ПВМС и проведен анализ ограничений их комплексных модуляционных характеристик. Основной проблемой применения современных ПВМС является отсутствие возможности непосредственной модуляции всех состояний внутри единичного комплексного круга. В связи с этим приведено описание особенностей актуальных методов синтеза голограммных элементов, реализующих заданный комплексный импульсный отклик оптической системы и оптимальных для реализации с использованием ПВМС при чисто амплитудной, чисто фазовой и гибридной амплитудно-фазовой модуляции.
Ключевые слова: компьютерный голографический синтез, оптическая обработка инфрмации, пространственные модуляторы света.
Поступила в редакцию: 18.02.2020
Исправленный вариант: 13.03.2020
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2020, 50:7, 643–652
Образец цитирования: Е. Ю. Злоказов, “Методы и алгоритмы компьютерного синтеза голограммных элементов для получения комплексного импульсного отклика оптических систем обработки информации на основе современных пространственных модуляторов света”, Квантовая электроника, 50:7 (2020), 643–652 [Quantum Electron., 50:7 (2020), 643–652]

Сдвиговая спекл-интерферометрия с использованием метода фазовых шагов

Г. Н. Вишняков, А. Д. Иванов, Г. Г. Левин, В. Л. Минаев

  • Всероссийский научно-исследовательский институт оптико-физических измерений, г. Москва
  • Московский государственный технический университет имени Н. Э. Баумана
Аннотация: Проведено численное моделирование процесса измерения напряженно-деформированных состояний методом сдвиговой спекл-интерферометрии с использованием метода фазовых шагов. Разработана компьютерная модель с возможностью задания ее деформации и шероховатости, в которую входит модель диффузно отражающего тест-объекта, соответствующая по характеристикам реальной мембране, а также модель спекл-интерферометра, позволяющая получать спекл-интерферограммы при различных размерах спеклов и углов между интерферирующими пучками. Реализован процесс восстановления топограммы поверхности объекта по модельным спекл-интерферограммам методом фазовых шагов. С помощью разработанных моделей получена двумерная шерограмма, представляющая собой производную от поля деформации круглой мембраны. Сопоставление результатов численного моделирования с экспериментальными данными показало, что различия (среднеквадратичные отклонения) не превышают 0.02 мкм. Также показано, что погрешность реконструкции интерферограмм методом фазовых шагов значительно возрастает при деформациях тест-объекта более 12 мкм
Ключевые слова: спекл-интерферометрия, шерография, метод фазовых шагов, напряженно-деформированные состояния, моделирование.
Поступила в редакцию: 18.02.2020
Исправленный вариант: 29.03.2020
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2020, 50:7, 636–642
Образец цитирования: Г. Н. Вишняков, А. Д. Иванов, Г. Г. Левин, В. Л. Минаев, “Сдвиговая спекл-интерферометрия с использованием метода фазовых шагов”, Квантовая электроника, 50:7 (2020), 636–642 [Quantum Electron., 50:7 (2020), 636–642]

Дифракционные оптические элементы для мультиплексирования структурированных лазерных пучков

Н. Л. Казанский, С. Н. Хонина, С. В. Карпеев, А. П. Порфирьев

  • Институт систем обработки изображений РАН — филиал ФНИЦ «Кристаллография и фотоника» РАН, г. Самара
  • Самарский национальный исследовательский университет имени академика С. П. Королева
Аннотация: Рассмотрены методы получения множества структурированных лазерных пучков (мультиплексирования) из одного освещающего пучка (как структурированного, так и неструктурированного) на основе применения дифракционных оптических элементов (ДОЭ). Для описания и разработки методов предложен подход «интеллектуального мультиплексирования». Рассчитан ДОЭ, формирующий набор из пяти дифракционных порядков, расположенных в линию. Приведён пример фокусировки набора кольцевых азимутально-поляризованных лазерных пучков с помощью дифракционного светоделителя. Для эффективного мультиплексирования вихревых пучков первого порядка в двумерной области использована двумерная дифракционная решётка. Предложен и реализован подход, при котором функции пропускания двумерного дифракционного светоделителя и элементов, формирующих структурированные лазерные пучки с заданными параметрами, объединяются в функцию пропускания одного элемента. Такие ДОЭ могут найти применение в системах оптических коммуникаций при кодировании и декодировании данных. Продемонстрирована возможность использования бинарных искривлённых вилкообразных решёток для формирования кольцевых трёхмерных вихревых пучков, детектирование которых происходит вне фокальной плоскости. Такой подход даёт дополнительные преимущества для безопасной передачи данных, может быть использован при лазерной обработке материалов и в приложениях лазерного манипулирования.
Ключевые слова: дифракционные оптические элементы, структурированные лазерные пучки, мультиплексирование, функция пропускания, дифракционные порядки.
Поступила в редакцию: 11.02.2020
Исправленный вариант: 11.03.2020
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2020, 50:7, 629–635
Образец цитирования: Н. Л. Казанский, С. Н. Хонина, С. В. Карпеев, А. П. Порфирьев, “Дифракционные оптические элементы для мультиплексирования структурированных лазерных пучков”, Квантовая электроника, 50:7 (2020), 629–635 [Quantum Electron., 50:7 (2020), 629–635]