Динамика процесса лазерной абляции золота в расплавах неорганических солей

М. И. Жильникова, И. И. Раков, О. В. Уваров, Г. А. Шафеев

  • Институт общей физики им. А.М. Прохорова РАН, г. Москва
  • Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет), Московская облаcть, г. Долгопрудный
  • Национальный исследовательский ядерный университет «МИФИ», г. Москва
Аннотация: Исследована наносекундная лазерная абляция твердой золотой мишени в расплаве соли нитрата натрия. Показано, что вид плазменных треков на поверхности мишени в процессе абляции зависит от скорости сканирования лазерного пучка. Проведен анализ спектров экстинкции композитов нитрата натрия с наночастицами золота в процессе его застывания.
Ключевые слова: лазерная абляция, плазма, расплавы солей, нанофлюиды, нанокомпозиты.
Поступила в редакцию: 10.02.2021
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2021, 51:4, 320–322

Образец цитирования: М. И. Жильникова, И. И. Раков, О. В. Уваров, Г. А. Шафеев, “Динамика процесса лазерной абляции золота в расплавах неорганических солей”, Квантовая электроника, 51:4 (2021), 320–322 [Quantum Electron., 51:4 (2021), 320–322]

Исследование лазерной селективной фотоионизации изомера 177mLu

А. Б. Дьячков, А. А. Горкунов, А. В. Лабозин, К. А. Маковеева, С. М. Миронов, В. А. Фирсов, Г. О. Цветков, В. Я. Панченко

  • Национальный исследовательский центр «Курчатовский институт», г. Москва
Аннотация: Впервые исследована селективность лазерной фотоионизации ядерного изомера 177mLu по отношению к природным изотопам с использованием трехступенчатой схемы фотоионизации лютеция 5d6s2 2D3/2 – 5d6s6p4 Fo5/2 – 5d6s7s4D3/2 – (53375 см-1)o1/2.
Ключевые слова: лазерная селективная фотоионизация, лютеций-177, ядерная медицина
Поступила в редакцию: 09.12.2020
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2021, 51:4, 317–319
Образец цитирования: А. Б. Дьячков, А. А. Горкунов, А. В. Лабозин, К. А. Маковеева, С. М. Миронов, В. А. Фирсов, Г. О. Цветков, В. Я. Панченко, “Исследование лазерной селективной фотоионизации изомера 177mLu”, Квантовая электроника, 51:4 (2021), 317–319 [Quantum Electron., 51:4 (2021), 317–319]

Влияние технологии постростовой обработки и параметров лазерного излучения на длинах волн 2091 и 1064 нм на порог оптического пробоя монокристалла ZnGeP2

Н. Н. Юдин, О. Л. Антипов, А. И. Грибенюков, И. Д. Еранов, С. Н. Подзывалов, М. М. Зиновьев, Л. А. Воронин, Е. В. Журавлева, М. П. Зыкова

  • Федеральный исследовательский центр Институт прикладной физики РАН, г. Нижний Новгород
  • Национальный исследовательский Томский государственный университет
  • Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева СО РАН, г. Томск
  • ООО »Лаборатория оптических кристаллов», г. Томск
  • Национальный исследовательский Нижегородский государственный университет им. Н. И. Лобачевского
  • Институт мониторинга климатических и экологических систем СО РАН, г. Томск
  • Институт ядерной физики СО РАН, г. Новосибирск
  • Российский химико-технологический университет им. Д. И. Менделеева
Аннотация: Исследовано влияние постростовой обработки монокристаллов ZnGeP2 (низкотемпературный отжиг, облучение быстрыми электронами, полировка рабочих поверхностей) и условий воздействия импульсно-периодическим лазерным излучением (длина волны (2091 или 1064 нм), частота следования импульсов, диаметр пучка, время экспозиции, температура образца) на порог лазерного разрушения (ПЛР) поверхностей этих кристаллов. Установлено, что термический отжиг монокристаллов ZnGeP2 и их облучение потоком быстрых электронов, увеличивающие ПЛР на длине волны λ = 1064 нм, не приводят к изменению этого порога на λ = 2091 нм. Показано, что больший ПЛР на λ = 2091 нм имеют элементы ZnGeP2 с меньшими оптическими потерями в спектральном диапазоне 0.7–2.5 мкм как сразу после изготовления, так и после постростовой обработки. Выявлено увеличение пороговой плотности энергии лазерного излучения в 1.5–3 раза на λ = 2091 нм при уменьшении температуры кристалла от нуля до –60 °С. Методом цифровой голографии установлен факт обратимого фотопотемнения канала распространения лазерного излучения в ZnGeP2 в предпробойной области параметров.
Ключевые слова: монокристалл ZnGeP2, оптический пробой, постростовые обработки, полировка поверхности, излучение Ho3+:YAG- и Nd3+:YAG-лазеров
Поступила в редакцию: 25.06.2020
Исправленный вариант: 27.01.2021
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2021, 51:4, 306–316
Образец цитирования: Н. Н. Юдин, О. Л. Антипов, А. И. Грибенюков, И. Д. Еранов, С. Н. Подзывалов, М. М. Зиновьев, Л. А. Воронин, Е. В. Журавлева, М. П. Зыкова, “Влияние технологии постростовой обработки и параметров лазерного излучения на длинах волн 2091 и 1064 нм на порог оптического пробоя монокристалла ZnGeP2”, Квантовая электроника, 51:4 (2021), 306–316 [Quantum Electron., 51:4 (2021), 306–316]

Моделирование динамики генерации висмутового волоконного лазера с модуляцией добротности. Сравнение с экспериментом

Д. Е. Артемов, О. Е. Наний, А. П. Смирнов, А. И. Федосеев

  • Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, физический факультет
  • Московский государственный университет имени М. В. Ломоносова, факультет вычислительной математики и кибернетики
Аннотация: На основе усовершенствованной модели бегущих волн численно исследована динамика генерации висмутового лазера с модуляцией добротности. Сравнение результатов моделирования с данными ранее проведенных экспериментов показало хорошее совпадение мультипичковой структуры генерации и формы наиболее мощных импульсов для разных уровней накачки. Установлено влияние основных параметров лазера на выходные характеристики. Количественно оценено влияние ненасыщаемых потерь в активном волокне и усиленного спонтанного излучения на насыщение выходной мощности. На основе анализа нестационарных распределений интенсивности излучения и усиления в активной среде в различные моменты времени выработаны рекомендации по улучшению выходных характеристик лазера.
Ключевые слова: динамика лазерной генерации, модуляция добротности, волоконный лазер, висмут.
Поступила в редакцию: 07.12.2020
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2021, 51:4, 299–305
Образец цитирования: Д. Е. Артемов, О. Е. Наний, А. П. Смирнов, А. И. Федосеев, “Моделирование динамики генерации висмутового волоконного лазера с модуляцией добротности. Сравнение с экспериментом”, Квантовая электроника, 51:4 (2021), 299–305 [Quantum Electron., 51:4 (2021), 299–305]

Модуляция и усиление волновых пакетов в усилителях с бегущей волной показателя преломления

И. О. Золотовский, А. С. Кадочкин, В. А. Лапин, Д. Г. Санников, М. С. Явтушенко

  • Ульяновский государственный университет
Аннотация: Исследованы условия частотной модуляции, спектрального уширения и усиления гауссова импульса – волнового пакета (ВП) типа моды шепчущей галереи (МШГ), распространяющегося по спиральной траектории на поверхности активного светодвода в форме цилиндра, в котором создается бегущая волна показателя преломления (БВПП). Получены аналитические выражения для зависимостей длительности, чирпа и спектральной ширины импульса от проходимого им по волноводу расстояния, параметров световода и вводимого в него излучения. Показано, что взаимодействие волнового пакета с БВПП приводит к сильной частотной модуляции усиливаемого импульса при сохраняющейся линейности чирпа. Указано, что данное обстоятельство может быть использовано для генерации пико- и субпикосекундных импульсов с пиковыми мощностями свыше 100 кВт.
Ключевые слова: световоды, бегущая волна показателя преломления, усиление импульсов, частотная модуляция импульсов.
Поступила в редакцию: 16.06.2020
Исправленный вариант: 10.08.2020
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2021, 51:4, 293–298
Образец цитирования: И. О. Золотовский, А. С. Кадочкин, В. А. Лапин, Д. Г. Санников, М. С. Явтушенко, “Модуляция и усиление волновых пакетов в усилителях с бегущей волной показателя преломления”, Квантовая электроника, 51:4 (2021), 293–298 [Quantum Electron., 51:4 (2021), 293–298]

Перестраиваемый низкокогерентный источник света высокой спектральной яркости

В. Р. Шидловский, М. В. Шраменко, С. Д. Якубович

  • ООО «Оптон», г. Москва
Аннотация: Экспериментально исследована работа перестраиваемого низкокогерентного источника света высокой спектральной яркости тандемного типа, использующего серийные оптические элементы – суперлюминесцентный диод, полупроводниковый оптический усилитель и объемную дифракционную решетку. Экспериментально получена замечательная комбинация выходных характеристик источника: спектральная плотность мощности – 36 мВт/нм, диапазон перестройки длины волны излучения – 35 нм (834 – 869 нм), превышение центрального максимума спектра излучения относительно суперлюминесцентного пьедестала – более 20 дБ. Показано, что оптический спектр выходного излучения шириной 1.4 нм обладает гладкой колоколообразной формой с вторичными боковыми максимумами, находящимися ниже уровня суперлюминесцентного пьедестала. Обоснован практический интерес к подобному источнику света для различных прикладных применений.
Ключевые слова: перестраиваемый источник света, квантоворазмерная гетероструктура, суперлюминесцентный диод, полупроводниковый оптический усилитель, дифракционная решетка.
Поступила в редакцию: 01.02.2021
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2021, 51:4, 287–292
Образец цитирования: В. Р. Шидловский, М. В. Шраменко, С. Д. Якубович, “Перестраиваемый низкокогерентный источник света высокой спектральной яркости”, Квантовая электроника, 51:4 (2021), 287–292 [Quantum Electron., 51:4 (2021), 287–292]

Сравнение полупроводниковых лазеров AlGaInAs/InP (λ = 1450–1500 нм) со сверхузким и сильно асимметричным типом волноводов

Н. А. Волков, В. Н. Светогоров, Ю. Л. Рябоштан, А. Ю. Андреев, И. В. Яроцкая, М. А. Ладугин, А. А. Падалица, 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: Проведено сравнительное изучение полупроводниковых лазеров на основе гетероструктур AlGaInAs/InP со сверхузким и сильно асимметричным волноводами. Показано, что применение таких волноводов при одновременном увеличении энергетической глубины квантовой ямы обеспечивает возможность достижения повышенной мощности. Подобные лазеры на основе как сильно асимметричного, так и сверхузкого волноводов с полосковыми контактами шириной 100 мкм продемонстрировали выходную оптическую мощность 5 Вт (при токах накачки 11.5 и 14 А соответственно) в непрерывном режиме работы при комнатной температуре на длине волны генерации 1450–1500 нм.
Ключевые слова: полупроводниковый лазер, гетероструктура, AlGaInAs/InP, сверхузкий волновод, асимметричный волновод
Поступила в редакцию: 16.02.2021
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2021, 51:4, 283–286
Образец цитирования: Н. А. Волков, В. Н. Светогоров, Ю. Л. Рябоштан, А. Ю. Андреев, И. В. Яроцкая, М. А. Ладугин, А. А. Падалица, А. А. Мармалюк, С. О. Слипченко, А. В. Лютецкий, Д. А. Веселов, Н. А. Пихтин, “Сравнение полупроводниковых лазеров AlGaInAs/InP (λ = 1450–1500 нм) со сверхузким и сильно асимметричным типом волноводов”, Квантовая электроника, 51:4 (2021), 283–286 [Quantum Electron., 51:4 (2021), 283–286]

Применение комплексных полносвязных нейронных сетей для компенсации нелинейных эффектов в волоконно-оптических линиях связи

С. А. Богданов, О. С. Сидельников

  • Новосибирский государственный университет

Аннотация: Предложена схема обработки оптических сигналов в приёмнике системы связи, основанная на комплексных полносвязных нейронных сетях. Проведено исследование влияния основных характеристик нейронной сети на эффективность компенсации нелинейных искажений. Продемонстрировано значительное преимущество предложенной схемы над нейронными сетями с действительнозначной арифметикой.
Ключевые слова: оптическое волокно, нелинейные эффекты, полносвязные нейронные сети, математическое моделирование.

Поступила в редакцию: 28.12.2020
Исправленный вариант: 27.02.2021
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2021, 51:5, 459–462

Образец цитирования: С. А. Богданов, О. С. Сидельников, “Применение комплексных полносвязных нейронных сетей для компенсации нелинейных эффектов в волоконно-оптических линиях связи”, Квантовая электроника, 51:5 (2021), 459–462 [Quantum Electron., 51:5 (2021), 459–462]

Спектроскопический метод сравнения для определения температуры электронов высокотемпературной плазмы тяжелых элементов

А. П. Шевелько

  • Физический институт им. П. Н. Лебедева РАН, г. Москва
Аннотация: Для дальнейшего развития метода сравнения исследованы рентгеновские спектры лазерной плазмы легких (Si, S, Cl, K, Ca, Ti) и тяжелых (Mo, W) элементов. Плазма создавалась при фокусировке наносекундного лазерного излучения (λ = 0.53 мкм, EL = 5 Дж, τ =2 нс) на массивные твердотельные мишени. Спектры регистрировались с помощью двух фокусирующих кристаллических спектрометров в диапазоне длин волн λ = 2–11 Å. Проведен детальный анализ спектров Н- и Не-подобных ионов для определения зависимости температуры электронов (Те = 500–800 эВ) от энергии лазерного импульса (EL = 0.5–5 Дж). Приводятся рекомендации по измерению Те по спектрам легких элементов с максимальной точностью. С использованием метода сравнения выполнена оценка температуры электронов плазмы тяжелых элементов (Mo, W), рентгеновские спектры которых имеют сложную структуру.
Ключевые слова: диагностика высокотемпературной плазмы, рентгеновская спектроскопия, многозарядные ионы, лазерная плазма, рентгеновские спектрометры.
Поступила в редакцию: 12.03.2021
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2021, 51:5, 453–458
Образец цитирования: А. П. Шевелько, “Спектроскопический метод сравнения для определения температуры электронов высокотемпературной плазмы тяжелых элементов”, Квантовая электроника, 51:5 (2021), 453–458 [Quantum Electron., 51:5 (2021), 453–458]

Генерация сверхсильных квазистационарных магнитных полей в лазерной кластерной плазме

А. А. Андреев, К. Ю. Платонов

  • Санкт-Петербургский государственный университет
  • Физико-технический институт им. А.Ф. Иоффе РАН, г. Санкт-Петербург
  • Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого
Аннотация: Разработана аналитическая модель генерации сверхсильного квазистационарного магнитного поля (напряженностью до нескольких ГГс) в фокальной перетяжке сверхмощного короткого циркулярно-поляризованного лазерного импульса, взаимодействующего c газокластерной мишенью. Показано, что вращение релятивистских электронов вокруг ионизованного ядра кластера создает магнитный момент и квазистационарное магнитное поле. При большом числе нанокластеров магнитное поле занимает весь фокальный объем с характерным пространственным масштабом в десятки микрометров и существует в течение времени разлета кластеров (т. е. нескольких пикосекунд).
Ключевые слова: сверхсильное квазистационарное магнитное поле, нанокластеры, сверхинтенсивное лазерное воздействие.
Поступила в редакцию: 21.11.2020
Исправленный вариант: 07.03.2021
Англоязычная версия:
Quantum Electronics, 2021, 51:5, 446–452
Образец цитирования: А. А. Андреев, К. Ю. Платонов, “Генерация сверхсильных квазистационарных магнитных полей в лазерной кластерной плазме”, Квантовая электроника, 51:5 (2021), 446–452 [Quantum Electron., 51:5 (2021), 446–452]