Формирование двухцветного излучения с поляризациями компонент, вращающимися в противоположные стороны

В. М. Котов

  • Фрязинский филиал Института радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова РАН, г. Фрязино, Московская обл.
Аннотация: Предложен метод формирования двухцветного излучения с монохроматическими компонентами, вектора поляризаций которых вращаются в противоположные стороны, а скорость вращения управляется частотой звука. Метод основан на акустооптическом (АО) взаимодействии при двойном прохождении двухцветного излучения через АО ячейку, выполненную из гиротропного кристалла; продемонстрирован на примере излучения Ar-лазера, генерирующего на длинах волн 0.488 и 0.514 мкм, и АО ячейки из ТеО2, работающей на частоте звука 60 МГц.
Ключевые слова: двухцветное оптическое излучение, акустооптическая дифракция, брэгговский режим, вращение вектора поляризации.
Поступила в редакцию: 06.08.2020
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2020, 50:12, 1167–1172
Образец цитирования: В. М. Котов, “Формирование двухцветного излучения с поляризациями компонент, вращающимися в противоположные стороны”, Квантовая электроника, 50:12 (2020), 1167–1172 [Quantum Electron., 50:12 (2020), 1167–1172]

Статистические характеристики лазерной помехи и ее влияние на ИК оптико-электронные системы наблюдения

Н. И. Павлов, Ю. А. Резунков

  • АО «Научно-исследовательский институт оптико-электронного приборостроения», г. Сосновый Бор, Ленинградская обл.
Аннотация: Рассмотрены статистические характеристики лазерной помехи, регистрируемой в фокальной области ИК оптико-электронной системы наблюдения при ее полевой и внеполевой засветке лазерным излучением. Обоснована применимость аналитического описания экспериментальных гистограмм распределения сигнала лазерной помехи на выходе матричного фотоприемного устройства с привлечением аппроксимаций плотности вероятности распределения в виде гамма-распределения и функции Гаусса. Показано, что конкретный вид этих функций определяется как средним значением (математическим ожиданием) сигнала помехи, так и характеристическим параметром М, зависящим от статистических свойств лазерной помехи.
Ключевые слова: ИК оптико-электронная система, квазиточечный объект, лазерная помеха, плотность вероятности распределения, гамма-распределение, гауссова функция, вероятность ложной тревоги, вероятность пропуска цели.
Поступила в редакцию: 15.06.2020
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2020, 50:12, 1160–1166
Образец цитирования: Н. И. Павлов, Ю. А. Резунков, “Статистические характеристики лазерной помехи и ее влияние на ИК оптико-электронные системы наблюдения”, Квантовая электроника, 50:12 (2020), 1160–1166 [Quantum Electron., 50:12 (2020), 1160–1166]

Синтезатор радиочастот с собственной нестабильностью 5 × 10-15 при времени усреднения 1 с на основе волоконного фемтосекундного эрбиевого лазера

А. Н. Киреев, А. С. Шелковников, А. В. Таусенев, Д. А. Тюриков, М. А. Губин

  • Физический институт им. П. Н. Лебедева РАН, г. Москва
  • ФГУП «Всероссийский научно-исследовательский институт физико-технических и радиотехнических измерений», п. Менделеево, Московская обл.
Аннотация: На основе волоконного фемтосекундного эрбиевого лазера создан радиооптический синтезатор, предназначенный для работы в составе задающего радиогенератора с оптическим He – Ne/CH4-стандартом частоты (λ = 3.39 мкм). Синтезатор генерирует эквидистантные гармоники в диапазоне частот 1 – 10 ГГц со стабильностью, определяемой оптическим стандартом частоты. Формирование устойчивого спектра суперконтинуума в области 1.06 мкм обеспечило стабильную суточную работу синтезатора, что важно для его практических применений во внелабораторных условиях. Прямое сравнение выходных частот двух синтезаторов показало, что модернизация волоконного лазера и системы регистрации фемтосекундных импульсов позволила снизить собственную нестабильность синтезатора до 5 × 10-15 при времени усреднения 1 с. Эта нестабильность на порядок меньше полученной нами ранее.
Ключевые слова: фемтосекундный синтезатор, волоконный лазер, He – Ne/CH4-стандарт частоты, генератор со сверхнизким фазовым шумом.
Поступила в редакцию: 14.09.2020
Исправленный вариант: 12.10.2020
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2020, 50:12, 1155–1159
Образец цитирования: А. Н. Киреев, А. С. Шелковников, А. В. Таусенев, Д. А. Тюриков, М. А. Губин, “Синтезатор радиочастот с собственной нестабильностью 5 × 10-15 при времени усреднения 1 с на основе волоконного фемтосекундного эрбиевого лазера”, Квантовая электроника, 50:12 (2020), 1155–1159 [Quantum Electron., 50:12 (2020), 1155–1159]

Электромагнитные волны в оптической фотонной решетке

О. В. Коровай

  • Приднестровский государственный университет им. Т. Г. Шевченко, г. Тирасполь
Аннотация: С использованием метода связанных мод теоретически изучено распространение лазерного излучения в фотонной решетке, состоящей из двух параллельных массивов волноводов, с учетом взаимодействия каждого волновода с ближайшими соседями и между волноводами массивов. Получены аналитические выражения, позволяющие точно предсказать наличие локализации света в зависимости от констант связи. Найдены частные решения системы связанных волн, которые описывают сильно локализованное излучение, распространяющееся без поперечной дифракции вдоль всей решетки при определенных значениях констант связи. Предсказано возникновение ограниченной в пространстве поперечной дифракции света.
Ключевые слова: фотонная решетка, массив волноводов, локализованное излучение, метод связанных мод.
Поступила в редакцию: 30.04.2020
Исправленный вариант: 20.08.2020
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2020, 50:12, 1146–1154
Образец цитирования: О. В. Коровай, “Электромагнитные волны в оптической фотонной решетке”, Квантовая электроника, 50:12 (2020), 1146–1154 [Quantum Electron., 50:12 (2020), 1146–1154]

Влияние плотности мощности излучения СО2-лазера на коэффициент поглощения поликристаллических CVD-алмазов

М. С. Андреева, Н. В. Артюшкин, М. И. Крымский, А. И. Лаптев, Н. И. Полушин, В. Е. Рогалин, М. В. Рогожин

  • Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова
  • Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС», г. Москва
  • Институт электрофизики и электроэнергетики РАН, г. С.-Петербург
Аннотация: Исследовано воздействие сфокусированного излучения непрерывного СО2-лазера на неохлаждаемую пластину поликристаллического CVD-алмаза в диапазоне плотностей мощности лазерного излучения 300–800 кВт/cм2 при времени облучения 1 с. Обнаружено, что при плотности мощности 800 кВт/cм2 коэффициент поглощения на 0.035см-1 больше, чем при 300 кВт/cм2. что связано с температурной зависимостью его фононно-индуцированного поглощения при изменении температуры пластины от 44 до 100 °С. Показано, что поликристаллический алмаз, в отличие от других оптических материалов, не подвержен нелинейному (лавинообразному) росту поглощения при плотностях мощности излучения СО2-лазера как минимум до 800 кВт/см2.
Ключевые слова: поликристаллический CVD-алмаз, СО2-лазер, излучение, плотность мощности, коэффициент поглощения, выходное окно, пирометр, математическое моделирование.
Поступила в редакцию: 18.08.2020
Исправленный вариант: 05.10.2020
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2020, 50:12, 1140–1145
Образец цитирования: М. С. Андреева, Н. В. Артюшкин, М. И. Крымский, А. И. Лаптев, Н. И. Полушин, В. Е. Рогалин, М. В. Рогожин, “Влияние плотности мощности излучения СО2-лазера на коэффициент поглощения поликристаллических CVD-алмазов”, Квантовая электроника, 50:12 (2020), 1140–1145 [Quantum Electron., 50:12 (2020), 1140–1145]

Разрушение поглощающих металлических плёнок при лазерной печати гелевыми микрокаплями

В. С. Жигарьков, Н. В. Минаев, В. И. Юсупов

  • Институт фотонных технологий ФНИЦ «Кристаллография и фотоника» РАН, г. Москва, г. Троицк
Аннотация: Проведена оценка степени разрушения и испарения металлических плёнок (Au и Ti, толщина ~50 нм) с гелевым слоем при лазерном переносе малых объёмов гелевого субстрата в зависимости от величины лазерного флюенса. С помощью пробного пучка He – Ne-лазера исследована динамика этих процессов для сухих плёнок и плёнок с гелевым слоем при флюенсах, близких к пороговым значениям. Показано, что наличие геля приводит к повышению порога абляции, однако время, в течение которого завершается процесс структурных изменений материала плёнки, существенно не меняется. Полученные результаты могут быть использованы для совершенствования технологии лазерной биопечати.
Ключевые слова: лазерная печать, гелевые микрокапли, металлические плёнки Au и Ti, абляция
Поступила в редакцию: 27.08.2020
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2020, 50:12, 1134–1139
Образец цитирования: В. С. Жигарьков, Н. В. Минаев, В. И. Юсупов, “Разрушение поглощающих металлических плёнок при лазерной печати гелевыми микрокаплями”, Квантовая электроника, 50:12 (2020), 1134–1139 [Quantum Electron., 50:12 (2020), 1134–1139]

Генерация мощных фемтосекундных ИК импульсов с малым числом колебаний поля при параметрическом усилении с двойным чирпированием

С. А. Фролов, В. И. Трунов

  • Институт лазерной физики СО РАН, г. Новосибирск
  • Новосибирский государственный университет
  • Новосибирский государственный технический университет
Аннотация: Представлена масштабируемая по энергии схема генерации мощных фемтосекундных ИК импульсов с малым числом колебаний поля (малопериодные импульсы), основанная на последовательном параметрическом усилении чирпированных импульсов излучений на холостой (0.86 мкм) и сигнальной (1.39 мкм) длинах волн от мультитераваттной фемтосекундной лазерной системы, созданной в ИЛФ СО РАН. В рассматриваемой схеме последовательно генерируются импульсы излучения с центральными длинами волн 2.24, 3.56 и 7.25 мкм. Определены условия генерации малопериодных импульсов с тераваттной пиковой мощностью в области 3.56 мкм (15.8 фс, 1.5 периода) и в области 7.25 мкм (17.2 фс, менее одного периода). Впервые исследован процесс передачи фазы между сигнальными и холостыми волнами при параметрическом усилении с двойным чирпированием.
Ключевые слова: фемтосекундные импульсы, ИК диапазон, оптическое параметрическое усиление, импульсы с малым числом колебаний поля, усиление при двойном чирпировании.
Поступила в редакцию: 27.07.2020
Исправленный вариант: 16.09.2020
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2020, 50:12, 1126–1133
Образец цитирования: С. А. Фролов, В. И. Трунов, “Генерация мощных фемтосекундных ИК импульсов с малым числом колебаний поля при параметрическом усилении с двойным чирпированием”, Квантовая электроника, 50:12 (2020), 1126–1133 [Quantum Electron., 50:12 (2020), 1126–1133]

 

Полупроводниковые лазеры на основе гетероструктур AlGaInAs/InP со сверхузким волноводом и повышенным электронным барьером

В. Н. Светогоров, Ю. Л. Рябоштан, М. А. Ладугин, А. А. Падалица, Н. А. Волков, А. А. Мармалюк, С. О. Слипченко, А. В. Лютецкий, Д. А. Веселов, Н. А. Пихтин

  • ООО «Сигм Плюс», г. Москва
  • Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ», г. Москва
  • Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, г. С.-Петербург
Аннотация: Созданы полупроводниковые лазеры на основе гетероструктур AlGaInAs/InP со сверхузким волноводом и повышенным электронным барьером. Показано, что применение такого волновода совместно с профильным легированием обеспечивает баланс между внутренними оптическими потерями и тепловым сопротивлением. Дополнительное использование напряженных слоев с увеличенной шириной запрещенной зоны в качестве блокирующих барьеров, ограничивающих утечку электронов из активной области, позволяет увеличить выходную мощность при том же токе накачки. Созданные лазеры с полосковым контактом шириной 100 мкм продемонстрировали выходную оптическую мощность в непрерывном режиме работы 4.0 – 4.4 Вт (ток накачки 14 А) и в импульсном (100 нс, 1 кГц) режиме 15 – 17 Вт (ток накачки 100 А) при комнатной температуре на длине волны генерации 1450 – 1500 нм.
Ключевые слова: полупроводниковый лазер, гетероструктура, AlGaInAs/InP, узкий волновод, электронный барьер.
Поступила в редакцию: 23.09.2020
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2020, 50:12, 1123–1125
Образец цитирования: В. Н. Светогоров, Ю. Л. Рябоштан, М. А. Ладугин, А. А. Падалица, Н. А. Волков, А. А. Мармалюк, С. О. Слипченко, А. В. Лютецкий, Д. А. Веселов, Н. А. Пихтин, “Полупроводниковые лазеры на основе гетероструктур AlGaInAs/InP со сверхузким волноводом и повышенным электронным барьером”, Квантовая электроника, 50:12 (2020), 1123–1125 [Quantum Electron., 50:12 (2020), 1123–1125]

Адаптивная система коррекции волнового фронта лазерного комплекса PEARL

А. А. Соловьев, А. В. Котов, С. Е. Перевалов, М. В. Есюнин, М. В. Стародубцев, А. Г. Александров, И. В. Галактионов, В. В. Самаркин, А. В. Кудряшов, В. Н. Гинзбург, А. П. Коробейникова, А. А. Кочетков, А. А. Кузьмин, А. А. Шайкин, И. В. Яковлев, Е. А. Хазанов

  • ФИЦ «Институт прикладной физики РАН», г. Нижний Новгород
  • Институт динамики геосфер РАН, г. Москва
  • Московский политехнический университет
Аннотация: Представлены результаты работы системы коррекции волнового фронта на основе деформируемого биморфного зеркала субпетаваттного лазерного комплекса PEARL. Продемонстрировано улучшение качества фокусировки лазерного излучения, приведшее к увеличению числа Штреля с 0.3 до 0.6. Исследованы особенности компенсации фазовых искажений волнового фронта в случае низкой частоты следования импульсов, а также корректного учета шумов CCD-камеры при вычислении числа Штреля.
Ключевые слова: адаптивная система коррекции волнового фронта, биморфное деформируемое зеркало, оптимизация качества фокусировки субпетаваттных лазерных импульсов, лазерный комплекс PEARL.
Поступила в редакцию: 21.09.2020
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2020, 50:12, 1115–1122
Образец цитирования: А. А. Соловьев, А. В. Котов, С. Е. Перевалов, М. В. Есюнин, М. В. Стародубцев, А. Г. Александров, И. В. Галактионов, В. В. Самаркин, А. В. Кудряшов, В. Н. Гинзбург, А. П. Коробейникова, А. А. Кочетков, А. А. Кузьмин, А. А. Шайкин, И. В. Яковлев, Е. А. Хазанов, “Адаптивная система коррекции волнового фронта лазерного комплекса PEARL”, Квантовая электроника, 50:12 (2020), 1115–1122 [Quantum Electron., 50:12 (2020), 1115–1122]

Нелинейные волны в тонкой пленке диэлектрика на поверхности топологического изолятора

А. И. Маймистов, Е. И. Ляшко, С. О. Елютин

  • Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ», г. Москва
Аннотация: Исходя из дисперсионного соотношения для волны, локализованной в тонкой пленке нелинейного диэлектрика, который расположен на поверхности топологического изолятора, выведена система уравнений, описывающая распространение поверхностной волны. Показано, что продольная и поперечная касательные компоненты вектора электрического поля связаны из-за нелинейности пленки и периодически изменяются в процессе распространения. Обнаружено, что период вращения этого вектора определяется аксионным зарядом топологического диэлектрика и нелинейной восприимчивостью тонкой пленки.
Ключевые слова: тонкая пленка, топологический изолятор, дисперсионное соотношение, локализация волн, бегущие волны, нелинейные волны
Поступила в редакцию: 09.10.2020
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2020, 50:12, 1110–1114
Образец цитирования: А. И. Маймистов, Е. И. Ляшко, С. О. Елютин, “Нелинейные волны в тонкой пленке диэлектрика на поверхности топологического изолятора”, Квантовая электроника, 50:12 (2020), 1110–1114 [Quantum Electron., 50:12 (2020), 1110–1114]