Эффективная генерация излучения в смесях гелия и фтора в диффузных разрядах, формируемых убегающими электронами

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

  • Институт сильноточной электроники СО РАН, г. Томск
Аннотация: Исследованы параметры вынужденного излучения, генерируемого в диффузных разрядах, которые формируются в смесях гелия и фтора в резко неоднородном электрическом поле. Получена генерация в видимой и ВУФ областях спектра на переходах атомов и молекул фтора. Показано, что в смесях Не – F2 генерация на длине волны 157 нм продолжается в течение нескольких полупериодов тока разряда. За счет однородности диффузного разряда получен максимальный КПД генерации F2-лазера 0.15%, что соответствует КПД лазеров данного типа с накачкой поперечными объемными разрядами с предыонизацией.
Ключевые слова: эффективная ВУФ генерация, диффузный разряд, неоднородное электрическое поле, убегающие электроны
Поступила в редакцию: 15.06.2020
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2020, 50:10, 900–903
Образец цитирования: В. Ф. Тарасенко, А. Н. Панченко, В. В. Кожевников, “Эффективная генерация излучения в смесях гелия и фтора в диффузных разрядах, формируемых убегающими электронами”, Квантовая электроника, 50:10 (2020), 900–903 [Quantum Electron., 50:10 (2020), 900–903]

Наносекундный полупроводниковый дисковый лазер с длиной волны излучения 496.5 нм

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

  • Физический институт им. П. Н. Лебедева, г. Москва
  • Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ», г. Москва
Аннотация: Исследован полупроводниковый дисковый лазер c оптической накачкой на основе гетероструктуры, содержащей десять сдвоенных квантовых ям CdS/ZnSe с разрывами зон второго типа. Структура выращена методом газофазной эпитаксии из металлоорганических соединений (ГФЭМОС) на подложке GaAs. При комнатной температуре и продольной накачке излучением импульсно-периодического N2-лазера достигнута пиковая мощность излучения полупроводникового дискового лазера 0.75 Вт на длине волны 496.5 нм при длительности импульса 3 нс и частоте следования 100 Гц. Дифференциальная эффективность дискового лазера составила 2.7%. При длине резонатора лазера 1.1 мм полный угол расходимости излучения изменялся от 5 мрад вблизи порога генерации до 15 мрад при максимальной мощности накачки.
Ключевые слова: ГФЭМОС, полупроводниковый дисковый лазер, CdS/ZnSe-гетероструктура, квантовые ямы, оптическая накачка.
Поступила в редакцию: 22.06.2020
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2020, 50:10, 895–899
Образец цитирования: М. Р. Бутаев, В. И. Козловский, Я. К. Скасырский, “Наносекундный полупроводниковый дисковый лазер с длиной волны излучения 496.5 нм”, Квантовая электроника, 50:10 (2020), 895–899 [Quantum Electron., 50:10 (2020), 895–899]

Распад лазерного пучка при ВТР света в толуоле в результате двухфотонного поглощения излучения накачки и нестационарного взаимодействия лазерного импульса со средой

А. А. Гордеев, В. Ф. Ефимков, И. Г. Зубарев, С. И. Михайлов

  • Физический институт им. П. Н. Лебедева РАН, г. Москва
Аннотация: Рассмотрен распад пространственной структуры пучка излучения накачки при вынужденном температурном рассеянии импульсного лазерного излучения в толуоле в результате двухфотонного поглощения излучения накачки и нестационарного взаимодействия лазерного импульса со средой.
Ключевые слова: вынужденное температурное рассеяние, двухфотонное поглощение света в толуоле, распад пространственной структуры пучка излучения накачки.
Поступила в редакцию: 07.07.2020
Исправленный вариант: 03.09.2020
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2020, 50:11, 1078–1082
Образец цитирования: А. А. Гордеев, В. Ф. Ефимков, И. Г. Зубарев, С. И. Михайлов, “Распад лазерного пучка при ВТР света в толуоле в результате двухфотонного поглощения излучения накачки и нестационарного взаимодействия лазерного импульса со средой”, Квантовая электроника, 50:11 (2020), 1078–1082 [Quantum Electron., 50:11 (2020), 1078–1082]

Исследование поведения орбитального углового момента светового поля при астигматической модовой конверсии

В. Г. Волостников

  • Самарский филиал Физического института им. П. Н. Лебедева РАН
Аннотация: Рассмотрено поведение орбитального углового момента светового поля как суперпозиции пучков Эрмита – Гаусса при астигматической модовой конверсии. Получено аналитическое выражение для орбитального углового момента таких полей. Найдены выражения для различных линейных комбинаций пучков Эрмита – Гаусса. Показано, что астигматическая модовая конверсия эквивалентных с точки зрения орбитального углового момента исходных световых полей приводит к существенно различным конечным результатам.
Ключевые слова: когерентная оптика, спиральные пучки света, орбитальный угловой момент
Поступила в редакцию: 28.02.2020
Исправленный вариант: 26.05.2020
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2020, 50:11, 1074–1077
Образец цитирования: В. Г. Волостников, “Исследование поведения орбитального углового момента светового поля при астигматической модовой конверсии”, Квантовая электроника, 50:11 (2020), 1074–1077 [Quantum Electron., 50:11 (2020), 1074–1077]

Исследование влияния шумовых параметров 3D лидара на погрешность оценки рельефометрических сигнатур удаленных объектов по 2D распределениям интенсивности поля отраженного излучения

В. И. Иванов, Н. И. Иванов

  • Институт ядерных проблем Белорусского государственного университета, г. Минск
Аннотация: Рассмотрено влияние шумовых параметров 3D лидара и внешнего фонового излучения на погрешность оценки рельефометрических сигнатур удаленных объектов по 2D распределениям интенсивности поля отраженного излучения. Разработана физико-математическая модель для анализа влияния шумов. Исследована зависимость погрешности оценки рельефометрических сигнатур при различных отношениях энергий сигнала и шума с учетом параметров реальных многоэлементных фотодетекторов (МФД). Полученные результаты свидетельствуют о возможности оценки рельефометрических сигнатур удаленных объектов с высокой точностью на базе стандартных МФД одновременно для большого числа точек поверхности объекта при отношении сигнал/шум свыше 4.
Ключевые слова: 3D лидар, 3D изображения, 3D камеры.
Поступила в редакцию: 18.03.2020
Исправленный вариант: 30.03.2020
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2020, 50:11, 1068–1073
Образец цитирования: В. И. Иванов, Н. И. Иванов, “Исследование влияния шумовых параметров 3D лидара на погрешность оценки рельефометрических сигнатур удаленных объектов по 2D распределениям интенсивности поля отраженного излучения”, Квантовая электроника, 50:11 (2020), 1068–1073 [Quantum Electron., 50:11 (2020), 1068–1073]

Оптико-акустический газоанализатор метана на основе параметрического генератора света с длиной волны 3.3 мкм

И. В. Шерстов, Д. Б. Колкер

  • Институт лазерной физики СО РАН, г. Новосибирск
  • Новосибирский государственный университет
Аннотация: Проведены исследования стендового макета оптико-акустического (ОА) газоанализатора метана, построенного на базе параметрического генератора света (ПГС) на основе fan-out структуры MgO : PPLN и резонансного дифференциального ОА детектора. ПГС излучал в импульсно-периодическом режиме (~1750 Гц) на холостой длине волны ~3.3 мкм при средней мощности ~40 – 50 мВт. С помощью исследованного макета лазерного ОА газоанализатора экспериментально показана возможность измерения фоновой концентрации метана в воздухе (~2 – 3 ppm CH4). Пороговая чувствительность данного ОА газоанализатора (1σ) составила ~49 ppb CH4.
Ключевые слова: метан, оптико-акустический газоанализатор, параметрический генератор света, резонансный дифференциальный оптико-акустический детектор.
Поступила в редакцию: 04.03.2020
Исправленный вариант: 14.05.2020
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2020, 50:11, 1063–1067
Образец цитирования: И. В. Шерстов, Д. Б. Колкер, “Оптико-акустический газоанализатор метана на основе параметрического генератора света с длиной волны 3.3 мкм”, Квантовая электроника, 50:11 (2020), 1063–1067 [Quantum Electron., 50:11 (2020), 1063–1067]

Концепция инфракрасного дистанционного газоанализатора лидарного типа для мониторинга антропогенных загрязнений

В. В. Мещеринов, М. В. Спиридонов, В. А. Казаков, А. В. Родин

  • Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет), Московская облаcть, г. Долгопрудный
  • ФНЦ «Институт общей физики им. А.М. Прохорова РАН», г. Москва
  • Институт космических исследований РАН, г. Москва
Аннотация: Предложено использование модуляционной лазерной абсорбционной спектроскопии в комбинации с квадратурным детектированием рассеянного излучения для дистанционного мониторинга промышленных загрязнений атмосферы при помощи компактного газоанализатора лидарного типа, который может быть установлен на беспилотном летательном аппарате. Этот прибор может применяться для поиска утечек из продуктопроводов и мониторинга токсичных газов вблизи мусорных полигонов, мусоросжигательных заводов и других опасных техногенных объектов, для анализа состава внутренней атмосферы промышленных зданий и сооружений и контроля технологических процессов, обеспечивая уровень чувствительности измерений концентрации газа в десятки ppm·м при характерных дистанциях в десятки метров.
Ключевые слова: лидар, диодный лазер, модуляционная спектроскопия, квадратурное детектирование, промышленное загрязнение, мониторинг
Поступила в редакцию: 07.08.2020
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2020, 50:11, 1055–1062
Образец цитирования: В. В. Мещеринов, М. В. Спиридонов, В. А. Казаков, А. В. Родин, “Концепция инфракрасного дистанционного газоанализатора лидарного типа для мониторинга антропогенных загрязнений”, Квантовая электроника, 50:11 (2020), 1055–1062 [Quantum Electron., 50:11 (2020), 1055–1062]

Оценка температурных изменений в лунке культурального планшета с поглощающими стенками при облучении в оптическом диапазоне на 3D модели опухолевых сфероидов

Н. В. Сапогова, Д. В. Южакова, А. А. Смирнов, М. В. Ширманова, М. М. Лукина, А. И. Гаврина, А. В. Изосимова, Е. В. Загайнова, В. А. Каменский

  • Федеральный исследовательский центр Институт прикладной физики РАН, г. Нижний Новгород
  • Приволжский исследовательский медицинский университет, г. Н.Новгород
  • Нижегородский государственный университет им. Н. И. Лобачевского
Аннотация: Изучены температурные условия для фотодинамической терапии культуры опухолевых клеток, организованных в 3D сфероиды. Сфероиды находятся в питательной жидкости в лунке специального культурального планшета с поглощающими стенками. Представлена математическая модель, описывающая распределение температуры в лунке с питательной жидкостью при нагреве оптическим излучением. Показано, что температура в объеме лунки распределена неоднородно, причем температура на поверхности лунки может существенно отличаться от температуры в ее объеме.
Ключевые слова: фотодинамическая терапия, 3D опухолевые сфероиды, теплопроводность, воздействие лазерного излучения на опухоль.
Поступила в редакцию: 20.03.2020
Исправленный вариант: 16.06.2020
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2020, 50:11, 1050–1054
Образец цитирования: Н. В. Сапогова, Д. В. Южакова, А. А. Смирнов, М. В. Ширманова, М. М. Лукина, А. И. Гаврина, А. В. Изосимова, Е. В. Загайнова, В. А. Каменский, “Оценка температурных изменений в лунке культурального планшета с поглощающими стенками при облучении в оптическом диапазоне на 3D модели опухолевых сфероидов”, Квантовая электроника, 50:11 (2020), 1050–1054 [Quantum Electron., 50:11 (2020), 1050–1054]

Получение частотных гребенок в генераторах на WGM в микросферах для телекоммуникационных приложений

Я. Браунфельдс, Р. Мурниекс, Т. Салгалс, И. Брис, Т. Шарашидзе, И. Ляшук, А. Островскис, С. Сполитис, Я. Алнис, Ю. Поринс, В. Бобровс

  • Institute of Telecommunications, Riga Technical University, Riga, Latvia
  • AFFOC Solutions Ltd., Riga, Latvia
  • Institute of Atomic Physics and Spectroscopy, University of Latvia, Latvia
Аннотация: Рассмотрены процесс генерации оптической частотной гребенки (ОЧГ), основные параметры микрорезонаторов, такие как межмодовое расстояние (FSR) и добротность (Q-фактор), параметры известных генераторов ОЧГ и генерируемых ими гребенок, а также применение ОЧГ для оптической передачи данных. Получена ОЧГ с помощью устройства на основе конического волокна (тейпера) и микросферы из SiO2. Генерируемая гребенка имеет частотный интервал 257 ГГц, что соответствует 2 нм по длине волны. В процессе изготовления конического волокна из волокна SMF28 использовался сигнал пропускания для контроля процесса вытяжки тейпера. Пропускание готового конического волокна составило ~96%. Микросферический резонатор на модах шепчущей галереи (WGMR) c добротностью не менее 2 × 107 был изготовлен из волокна с сердцевиной большей толщины, чем у стандартного одномодового волокна. Для будущих экспериментов разработан генератор частотной гребенки, состоящий из расположенных в свободном пространстве линз, призмы и микросферы, и исследована зависимость его добротности от расстояния между призмой и микросферой.
Ключевые слова: оптическая частотная гребенка (ОЧГ), межмодовый интервал, добротность, коническое волокно, микросферический SiO2-резонатор, мода шепчущей галереи.
Поступила в редакцию: 23.07.2020
Исправленный вариант: 10.08.2020
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2020, 50:11, 1043–1049
Образец цитирования: Я. Браунфельдс, Р. Мурниекс, Т. Салгалс, И. Брис, Т. Шарашидзе, И. Ляшук, А. Островскис, С. Сполитис, Я. Алнис, Ю. Поринс, В. Бобровс, “Получение частотных гребенок в генераторах на WGM в микросферах для телекоммуникационных приложений”, Квантовая электроника, 50:11 (2020), 1043–1049 [Quantum Electron., 50:11 (2020), 1043–1049]

Взаимное сильное увеличение эффективности изотопно-селективной лазерной ИК диссоциации молекул в неравновесных термодинамических условиях скачка уплотнения при облучении в бимолекулярной смеси

Г. Н. Макаров, А. Н. Петин

  • Институт спектроскопии РАН, г. Москва, г. Троицк
Аннотация: Обнаружено взаимное сильное (в 2-5 раз) увеличение выхода ИК диссоциации молекул (на примере CF2HCl и CF3Br) и значительное (в 1.5-3 раза) уменьшение порогов диссоциации в неравновесных термодинамических условиях скачка уплотнения при их облучении резонансным лазерным ИК излучением в бимолекулярной смеси по сравнению со случаем облучения в отдельности. В результате открывается возможность проводить эффективную изотопно-селективную ИК диссоциацию молекул при более низких плотностях энергии возбуждения (Ф ≤ 1.5-2.0 Дж/см2) и тем самым увеличить селективность диссоциации. Это показано на примере селективной по изотопам хлора и брома диссоциации указанных молекул, которые характеризуются весьма малыми (менее 0.25 см-1) изотопными сдвигами в спектрах ИК поглощения возбуждаемых лазером колебаний. Получены коэффициенты обогащения Kenr(35Cl/37Cl) = 0.90±0.05 в остаточном газе CF2HCl и Kenr(79Br/81Br) = 1.20±0.09 в формировавшемся продукте Br2 при облучении соответственно смеси молекул CF2HCl/CF3Br =1/1 и молекул CF3Br CO2-лазером на линии 9R(30) (на частоте 1084.635 см-1) при плотности энергии Ф ≈ 1.3 Дж/см2.
Ключевые слова: кластеры, молекулярные и кластерные пучки, лазерная спектроскопия, индуцированные лазером селективные процессы, лазерное разделение изотопов.
Поступила в редакцию: 15.07.2020
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2020, 50:11, 1036–1042
Образец цитирования: Г. Н. Макаров, А. Н. Петин, “Взаимное сильное увеличение эффективности изотопно-селективной лазерной ИК диссоциации молекул в неравновесных термодинамических условиях скачка уплотнения при облучении в бимолекулярной смеси”, Квантовая электроника, 50:11 (2020), 1036–1042 [Quantum Electron., 50:11 (2020), 1036–1042]