Взаимосвязь порога ВРМБ и ВРМБ-усиления

М. О. Жулидова, О. Е. Наний, И. И. Шихалиев, В. Н. Трещиков

  • М.О.Жулидова. Московский физико-технический институт (государственный университет), Россия, Московская обл., 141700 Долгопрудный, Институтский пер., 9; ООО «Т8 НТЦ», Россия, 107076 Москва, ул. Краснобогатырская, 44/1; e-mail: zhulidova@t8.ru
    О.Е.Наний. Московский государственный университет им. М.В.Ломоносова, физический факультет, Россия, 119991 Москва, Ленинские горы, 1, стр. 2; ООО «Т8 НТЦ», Россия, 107076 Москва, ул. Краснобогатырская, 44/1
    И.И.Шихалиев, В.Н.Трещиков. ООО «Т8 НТЦ», Россия, 107076 Москва, ул. Краснобогатырская, 44/1
Аннотация: Проанализирована применимость широко используемой формулы для пороговой мощности вынужденного рассеяния Мандельштама – Бриллюэна (ВРМБ) из работы [1]. На основе проведенных экспериментальных исследований, численного моделирования и анализа литературы показано, что при использовании определения порога ВРМБ по критерию 1 % отраженной мощности необходимо использовать числовой коэффициент 17, а не 21. Также показано, что округленному значению 20 в наибольшей степени удовлетворяет определение порога ВРМБ, в котором доля мощности, отраженной в процессе вынужденного рассеяния Мандельштама – Бриллюэна, равна 7 %.
    Ключевые слова: порог ВРМБ, волоконно-оптическая связь.
      Поступила в редакцию: 28.10.2022
      Принята в печать: 15.02.2023
        Образец цитирования: Жулидова М.О., Наний О.Е., Шихалиев И.И., Трещиков В.Н. “Взаимосвязь порога ВРМБ и ВРМБ-усиления”, Квантовая электроника, 53 (5), 436–440 (2023).

        Скачать (.pdf)

        Зажигание микрочастиц бурого угля импульсами второй гармоники неодимового лазера наносекундной длительности

        Б. П. Адуев, Д. Р. Нурмухаметов, И. Ю. Лисков, З. Р. Исмагилов

        • Федеральный исследовательский центр угля и углехимии СО РАН, Россия, 650000 Кемерово, Советский просп., 18; e-mail: ndr999@gmail.com
        Аннотация: При воздействии импульсов второй гармоники неодимового лазера (532 нм, 10 нс) на микрочастицы бурого угля, прессованного в таблетки плотностью 1 г/см3 (размер частиц менее 63 мкм), выделено две стадии, которые различаются кинетическими характеристиками и пороговыми плотностями энергии. На первой стадии при достижении плотности энергии 0.4 Дж/см2 происходит оптический пробой и образование плазменного факела сразу после лазерного импульса с временем жизни ~1 мкс. При достижении плотностью энергии значения 4 Дж/см2, кроме процессов первой стадии, происходят инициирование термохимических реакций в объеме микрочастиц угля, выход и зажигание летучих веществ и нелетучего остатка во временном интервале 30 – 500 мкс.
          Ключевые слова: лазерное зажигание, оптический пробой, бурый уголь, спектры свечения, кинетика свечения, угольная плазма.
            Поступила в редакцию: 23.11.2022
            Принята в печать: 10.02.2023
              Образец цитирования: Адуев Б.П., Нурмухаметов Д.Р., Лисков И.Ю., Исмагилов З.Р. “ Зажигание микрочастиц бурого угля импульсами второй гармоники неодимового лазера наносекундной длительности”, Квантовая электроника, 53 (5), 430–435 (2023).

              Скачать (.pdf)

              Исследование эмиссионных спектров Cl-, Br-, I-содержащих мишеней в спектральном диапазоне 3 – 6.5 нм при возбуждении импульсным лазерным излучением

              В. Е. Гусева, С. А. Гарахин, А. Н. Нечай, А. А. Перекалов, Н. Н. Цыбин, Н. И. Чхало

              • Институт физики микроструктур РАН, Россия, 603087 Нижегородская область, Кстовский район, дер. Афонино, Академическая ул., 7; e-mail: perekalov@ipmras.ru
              Аннотация: Описаны результаты исследования эмиссионных спектров Cl-, Br- и I-содержащих жидкоструйных мишеней в диапазоне длин волн 3 – 6.5 нм при возбуждении импульсным лазерным излучением. Зарегистрирован ряд эмиссионных линий ионов Cl, Br, I, в том числе в диапазоне «окна прозрачности воды» 2.3 – 4.4 нм. Для формирования жидкоструйной мишени использовалась специально разработанная система на основе промышленного импульсного клапана. Для возбуждения мишеней использовался Nd :YAG-лазер (λ = 1064 нм, τ = 5.2 нс, Еpulse = 0.8 Дж). С помощью брэгговского спектрометра на основе многослойного рентгеновского Cr/Sc-зеркала и абсорбционных Ti/Be-фильтров были измерены абсолютные интенсивности некоторых наиболее интенсивных линий. Продемонстрирована высокая эмиссионная способность жидкостных мишеней; так, для бромсодержащей мишени в полосе 6.12 ± 0.05 нм полученная интенсивность излучения в полупространство составила 1.3 × 1013 фотон./имп.
                Ключевые слова: газовые струи, мягкое рентгеновское излучение, экстремальное ультрафиолетовое излучение, эмиссионные спектры, лазерная искра.
                  Поступила в редакцию: 20.02.2023
                  Принята в печать: 13.04.2023
                    Образец цитирования: Гусева В.Е., Гарахин С.А., Нечай А.Н., Перекалов А.А., Цыбин Н.Н., Чхало Н.И. “Исследование эмиссионных спектров Cl-, Br-, I-содержащих мишеней в спектральном диапазоне 3 – 6.5 нм при возбуждении импульсным лазерным излучением”, Квантовая электроника, 53 (5), 425–429 (2023).

                    Скачать (.pdf)

                    Генерация и фильтрация сверхкоротких импульсов при отражении короткого интенсивного лазерного импульса от твердотельных мишеней

                    А. А. Андреев, К. Ю. Платонов

                    • А.А.Андреев. Санкт-Петербургский государственный университет, Россия, 190034 С.-Петербург, Университетская наб., 7/9; Физико-технический институт им. А.Ф.Иоффе РАН, Россия, 194021 С.-Петербург, Политехническая ул., 26
                      К.Ю.Платонов. Санкт-Петербургский государственный политехнический университет Петра Великого, Россия, 195251 С.-Петербург, ул. Политехническая, 29; e-mail: konstantin_platonov@yahoo.com
                    Аннотация: Рассматривается отражение релятивистски интенсивного короткого лазерного импульса при наклонном падении на твердотельные мишени различной толщины и плотности с целью нахождения параметров мишеней, при которых отраженное излучение содержит несколько сверхкоротких импульсов длительностью вплоть до сотен зептосекунд. Генерация таких импульсов происходит за счет колебаний отражающего электронного слоя в мишени с релятивистской скоростью. Исследуется вопрос минимально достижимой временной длительности отдельного отраженного импульса для экспериментально доступного в настоящее время диапазона лазерных интенсивностей вплоть до 1023 Вт/см2 и возможность выделения сверхкоротких импульсов из полного электромагнитного сигнала отраженного импульса.
                      Ключевые слова: сверхсильные лазерные поля, ультракороткий когерентный рентгеновский импульс, лазерная плазма.
                        Поступила в редакцию: 26.11.2022
                        Принята в печать: 08.02.2023
                          Образец цитирования: Андреев А.А., Платонов К.Ю. “ Генерация и фильтрация сверхкоротких импульсов при отражении короткого интенсивного лазерного импульса от твердотельных мишеней”, Квантовая электроника, 53 (5), 416–424 (2023).

                          Скачать (.pdf)

                          Температурная ширина синхронизма для преобразования частоты в кристалле BBO

                          С. Г. Гречин, И. А. Муравьев, Д. Г. Кочиев

                          • С.Г.Гречин, Д.Г.Кочиев. Институт общей физики им. А.М.Прохорова РАН, Россия, 119991 Москва, ул. Вавилова, 38; e-mail: GrechinSG@kapella.gpi.ru
                            И.А.Муравьев. Московский гоударственный технический университет им. Н.Э.Баумана, Россия, 105005 Москва, 2-я Бауманская ул., 5, корп. 1
                          Аннотация: Представлены результаты теоретических исследований, показывающие, что в кристалле BBO во всем диапазоне прозрачности имеются направления с некритичными по температуре взаимодействиями для трехволновых процессов. Все процессы с фазовым синхронизмом для преобразования частоты (генерация гармоник, суммарных и разностных частот, параметрическая генерация) являются критичными по температуре, но могут быть реализованы с рекордно большой величиной температурной ширины синхронизма (до 150 °С·см).
                            Ключевые слова: нелинейный кристалл, BBO (β-BaB2O4), преобразование частоты, фазовый синхронизм, температурная ширина.
                              Поступила в редакцию: 09.03.2023
                              Принята в печать: 08.04.2023
                                Образец цитирования: Гречин С.Г., Муравьев И.А., Кочиев Д.Г. “Температурная ширина синхронизма для преобразования частоты в кристалле BBO”, Квантовая электроника, 53 (5), 411–415 (2023).

                                Скачать (.pdf)

                                Формирование аксиально-несимметричных оптических вихрей из гауссовых пучков за спиральной фазовой пластинкой

                                А. А. Дергачев, С. А. Шленов

                                • Московский государственный университет им. М.В.Ломоносова, физический факультет, Россия, 119991 Москва, Ленинские горы, 1; e-mail: dergachev88@yandex.ru
                                Аннотация: Численно исследуется статистика формирования локальных максимумов интенсивности в фокальной плоскости собирающей линзы после прохождения гауссовым пучком спирального фазового транспаранта при наличии амплитудно-фазового шума в пучке. Показано, что при амплитуде флуктуаций поля около 15 % на кольцевом профиле оптического вихря с топологическим зарядом m = 1 с наибольшей вероятностью образуются две горячие точки. При этом в более чем половине реализаций эти горячие точки располагаются диаметрально противоположно по отношению к области фазовой дислокации. В эллиптическом пучке области повышенной интенсивности в поперечном сечении оптического вихря располагаются преимущественно вдоль более короткой оси.
                                  Ключевые слова: оптический вихрь, амплитудно-фазовый шум.
                                    Поступила в редакцию: 27.12.2022
                                    Принята в печать: 19.02.2023
                                      Образец цитирования: Дергачев А.А., Шленов С.А. “Формирование аксиально-несимметричных оптических вихрей из гауссовых пучков за спиральной фазовой пластинкой”, Квантовая электроника, 53 (5), 406–410 (2023).

                                      Скачать (.pdf)

                                      Механизм вынужденного комбинационного рассеяния света в кремнии, легированном гелиеподобными донорами

                                      Р. Х. Жукавин, В. В. Цыпленков, В. Н. Шастин

                                      • Институт физики микроструктур РАН, Россия, 607680 Н.Новгород, Академическая ул., 7; e-mail: zhukavin@yandex.ru, zhur@ipmras.ru
                                      Аннотация: Теоретически изучен кремний, легированный нейтральными гелиеподобными донорами магния, в качестве активной среды в терагерцевом диапазоне частот. Инверсионный механизм, реализующийся в Si:Mg, при оптическом возбуждении не обладает необходимой эффективностью ввиду наличия быстрых релаксационных процессов. Напротив, механизм вынужденного комбинационного рассеяния обладает меньшей чувствительностью к временам релаксации и позволяет получать перестройку спектра генерации. Важной особенностью двухзарядных доноров оказывается наличие двух стоксовых сдвигов в системе, что позволяет существенно расширить диапазон излучаемых частот. Расчеты показали, что комбинированное использование одноосной деформации кристалла и перестройки энергии кванта возбуждения в диапазоне 95 – 105 мэВ (23 – 25.5 ТГц) позволит получить ВКР в полосе частот 7 – 33 мэВ (~1.5 – 8 ТГц).
                                        Ключевые слова: вынужденное комбинационное рассеяние, сечение усиления, кремний, двухзарядные доноры.
                                          Поступила в редакцию: 01.02.2023
                                          Принята в печать: 01.02.2023
                                            Образец цитирования: Жукавин Р.Х.,Цыпленков В.В., Шастин В.Н. “Механизм вынужденного комбинационного рассеяния света в кремнии, легированном гелиеподобными донорами”, Квантовая электроника, 53 (5), 401–405 (2023).

                                            Скачать (.pdf)

                                            Особенности концентрационного тушения люминесценции Fe2+ в монокристалле ZnSe

                                            Н. Н. Ильичев, В. П. Калинушкин, Э. С. Гулямова, С. А. Миронов, М. И. Студеникин, В. В. Туморин,
                                            П. П. Пашинин

                                            • Институт общей физики им. А.М.Прохорова РАН, Россия, 119991 Москва, ул. Вавилова, 38; e-mail: sa.mironov@kapella.gpi.ru
                                            Аннотация: Исследована временная зависимость мощности люминесценции иона Fe2+ в монокристалле ZnSe при температуре жидкого азота при ее возбуждении коротким лазерным импульсом с длиной волны 2940 нм при различных концентрациях ионов Fe2+ и разной плотности энергии импульса на поверхности образца. Показано, что форма кривой затухания люминесценции зависит и от концентрации Fe2+, и от плотности энергии лазерного импульса. Такое поведение кинетики люминесценции интерпретировано как проявление концентрационного тушения возбужденного состояния Fe2+. Предложено теоретическое описание наблюдаемых зависимостей, при этом наилучшее согласие расчетных и экспериментальных кривых получается, если предположить, что вероятность тушения в единицу времени пропорциональна квадрату концентрации ионов Fe2+, находящихся в возбужденном состоянии.
                                              Ключевые слова: кристалл ZnSe : Fe2+, концентрационное тушение люминесценции
                                                Поступила в редакцию: 17.01.2023
                                                Принята в печать: 14.02.2023
                                                  Образец цитирования:Ильичев Н.Н., Калинушкин В.П., Гулямова Э.С., Миронов С.А.,Студеникин М.И., Туморин В.В., Пашинин П.П. “Особенности концентрационного тушения люминесценции Fe2+ в монокристалле ZnSe”, Квантовая электроника, 53 (5), 395–400 (2023).

                                                  Скачать (.pdf)

                                                  Когерентный суперконтинуум среднего ИК диапазона в световоде с полой сердцевиной, заполненной смесью дейтерия и азота

                                                  Ю. П. Яценко, А .В. Гладышев, И. А. Буфетов

                                                  • Институт общей физики им. А.М.Прохорова РАН, Научный центр волоконной оптики им. Е.М.Дианова, Россия, 119991 Москва, ул. Вавилова, 38; e-mail: yuriya@fo.gpi.ru
                                                  Аннотация: Численно исследовано преобразование энергии в область среднего ИК диапазона (более 2.2 мкм) при накачке чирпированными пикосекундными импульсами на длине волны 1.56 мкм газонаполненного револьверного световода с полой сердцевиной. Показано, что комбинированный каскадный ВКР-процесс на колебательно-вращательных уровнях в смеси D2 – N2 повышает степень когерентности суперконтинуума и максимальные значения квантовой эффективности ВКР-преобразования по сравнению с однокаскадным процессом в дейтерии. Продемонстрирована возможность получения в трехмикрометровом диапазоне волн суперконтинуума с шириной спектра 1800 нм и с максимальной квантовой эффективностью преобразования 48 % в области парциальных давлений D2 и N2 до 50 атм.
                                                    Ключевые слова: когерентный суперконтинуум, вынужденное комбинационное рассеяние, колебательно-вращательные уровни, газонаполненный световод с полой сердцевиной, чирпированные пикосекундные импульсы.
                                                      Поступила в редакцию: 03.02.2023
                                                      Принята в печать: 03.02.2023
                                                        Образец цитирования: Яценко Ю.П., Гладышев А.В., Буфетов И.А. “Когерентный суперконтинуум среднего ИК диапазона в световоде с полой сердцевиной, заполненной смесью дейтерия и азота”, Квантовая электроника, 53 (5), 387–394 (2023).

                                                        Скачать (.pdf)

                                                        Многоволновая генерация стоксовых компонент излучения с малым межволновым интервалом при вынужденном комбинационном рассеянии в кристалле SrMoO4

                                                        С. Н. Сметанин, Д. П. Терещенко, А. Г. Папашвили, Е. В. Шашков, Е. А. Пеганов, К. А. Губина, В. Е. Шукшин, С. А. Солохин, М. Н. Ершков, Е. Э. Дунаева, И. С. Воронина, Л. И. Ивлева

                                                        • С.Н.Сметанин, Д.П.Терещенко, А.Г.Папашвили, Е.В.Шашков, Е.А.Пеганов, В.Е.Шукшин, Е.Э.Дунаева, И.С.Воронина, Л.И.Ивлева. Институт общей физики им. А.М.Прохорова РАН, Россия, 119991 Москва, ул. Вавилова, 38; e-mail: ssmetanin@bk.ru
                                                          К.А.Губина. Национальный исследовательский технологический университет «МИСиС», Россия, 119049 Москва, Ленинский просп., 4/1
                                                          С.А.Солохин, М.Н.Ершков. Ковровская государственная технологическая академия им. В.А.Дегтярева, Россия, 601910 Владимирская обл., Ковров, ул. Маяковского, 19
                                                        Аннотация: Проведены теоретические и экспериментальные исследования условий обеспечения генерации множества компонент излучения с малым межволновым интервалом в кристаллическом ВКР-лазере с синхронной накачкой при комбинированном сдвиге частоты на высоко- и низкочастотной колебательных модах ВКР-активного кристалла. Теоретический анализ показал существенную роль четырехволновых комбинационно-параметрических взаимодействий на низкочастотной колебательной моде кристалла при выполнении условий когерентности и нелинейного захвата фаз таких взаимодействий. Впервые экспериментально реализована ВКР-генерация на пяти близкорасположенных длинах волн 1194, 1242, 1294, 1336 и 1396 нм в кристалле SrMoO4 под действием синхронной накачки пикосекундным YAlO3:Nd3+-лазером на длине волны 1079 нм с высокой интенсивностью, удовлетворяющей условию нелинейного захвата фаз.
                                                          Ключевые слова: комбинационное рассеяние, первичная и вторичная колебательные моды кристалла, спектрально-уплотненная многоволновая генерация.
                                                            Поступила в редакцию: 17.10.2022
                                                            Принята в печать: 24.03.2023
                                                              Образец цитирования: Сметанин С.Н., Терещенко Д.П., Папашвили А.Г., Шашков Е.В., Пеганов Е.А., Губина К.А., Шукшин В.Е., Солохин С.А., Ершков М.Н., Дунаева Е.Э., Воронина И.С., Ивлева Л.И. “Многоволновая генерация стоксовых компонент излучения с малым межволновым интервалом при вынужденном комбинационном рассеянии в кристалле SrMoO4”, Квантовая электроника, 53 (5), 379–386 (2023).

                                                              Скачать (.pdf)