Исследование и разработка мощных компактных твердотельных лазеров для систем дистанционного зондирования
Диссертация
К настоящему времени разработан ряд методов достижения предельно высоких пространственно энергетических характеристик излучения твердотельных лазеров. Однако не все из них могут быть применимы при создании малогабаритных мощных твердотельных лазерных систем, предназначенных для мобильных комплексов дистанционного зондирования, в силу предъявляемых к ним специфических требований, таких как… Читать ещё >
Содержание
- Глава 1. Обзор литературы
- 1. 1. Проблема увеличения яркости компактных твердотельных лазеров
- 1. 2. Использования градиентных зеркал в компактных твердотельных лазерах
- 1. 3. Исследование и оптимизация систем оптической накачки твердотельных лазеров
- Глава 2. Разработка и исследование компактного твердотельного лазера с внутрирезонаторной телескопической системой
- Глава 3. Исследование твердотельного лазера с внутрирезонаторной телескопической системой и интерферометрическим отражателем
- Глава 4. Экспериментальное исследования характеристик твердотельных лазеров с градиентными зеркалами
- Глава 5. Применение многоэлементных квантронов при построении мощных компактных лазерных систем для дистанционного зондирования
- Глава 6. Примеры разработок мощных твердотельных лазеров для систем дистанционного зондирования
Список литературы
- Справочник по лазерам. // Под ред. A.M. Прохорова. В 2-х томах. Т.1. М.: Сов. радио, 1978, 504с. Т.2. М.: Сов. радио, 1978, 400с., с илл.
- Ю.А. Ананьев. Оптические резонаторы и лазерные пучки. М.: Наука, 1990, 264с.
- А.А. Мак, JI.H. Соме, В. А. Фромзель, В. Е. Яшин. Лазеры на неодимовом стекле. М.: Наука, 1991.
- А.В. Мезенов, Л. М. Соме, А. И. Степанов. Термооптика твердотельных лазеров. Л.: Машиностроение, 1986.-199с.
- Г. М. Зверев, Ю. Д. Голяев, Е. А. Шалаев, А. А. Шокин. Лазеры на алюмоиттриевом гранате с неодимом. М.: Радио и связь, 1985.-144с.
- Г. М. Зверев, Ю. Д. Голяев. Лазеры на кристаллах и их применение. М. гРадио и связь, 19 946−312с.
- Н.Е. Алексеев, В. П. Гапонцев, М. Е. Жаботинский и др. Лазерные фосфатные стекла. М.: Наука, 1980, -352с.
- W. Koechner. Solid-state laser engineering. Fourth extensively revised and updated edition. Springer, 1996, -708p.
- A.E. Sigman. An introduction to lasers and masers. McGraw-Hill, New-York, 1971.
- H. Hodgson, H. Weber. Optical resonators. Springer-Verlag Berlin Heidelberg New-York, 1996, -658p.
- The physics and technology of laser resonators. Edited by D.R. Hall and P.E. Jackson. Adam Hilger, Bristol and New-York, 1989, -252p.
- H.A. Свенцицкая, Л. Д. Хазов. // Увеличение направленности излучения рубинового ОКГ за счет вынесенного отражателя. ЖПС, 1966, т. З, стр. 230
- P. Н. Sarkies. // A stable YAG resonator yielding a beam of very low divergence and high output energy. Optics Communications, 1979, v.31, № 2, p. 189−192.
- D.C. Hanna, C.G. Sawyers, M.A. Yuratich. // Telescopic resonators for large-volume TEMoo mode operation. Optical and Quantum Electronics, 1981, v. 13, p.493−507.
- D.C. Hanna, C.G. Sawyers, M.A. Yuratich. //Large volume TEMoo mode operation of NdrYAG lasers. Optics Communications, 1981, v.37, № 5, p.359−362.
- B.P. Кушнир. // О стабильности каустики в плоскосферических резонаторах с внутренней линзой. КЭ, 1978, т.5, № 6, стр. 1248−1256.
- Ю.А. Ананьев, Н. А. Свенцицкая, В. Е. Шерстобитов. // ДАН СССР, 1968, т.79, с.1304
- D.C. Hanna, L.C. Laycock. // An unstable resonator Nd-YAG laser. Optical and Quantum Electronics, 1979, v. 11, p.153−160.
- P.G. Gobbi, S. Morosi, G.C. Reali, A.S. Zarkasi. // Novel unstable resonator configuration with a self-filtering aperture: experimental characterization od the Nd: YAG loaded cavity. Apllied Optics, 1985, v.24, № 1, p.26−33.
- Б.Р. Белостоцкий, A.C. Рубанов. Тепловой режим твердотельных оптических квантовых генераторов. М.: Энергия, 1973, -168с.
- Б.Р. Белостоцкий, Ю. В. Любавский, В. М. Овчинников. Основы лазерной техники. Твердотельные лазеры. Под ред. акад. A.M. Прохорова, М.: Сов. радио, 1972, -408с.
- Г. Б. Альтшулер, Е. А. Исянова, В. Б. Карасев, А. Л. Левит, В. М. Овчинников. // КЭ, 1977, т.4, № 7, стр. 1517−1520.
- В.Б. Карасев. Резонаторы с вращением поля. // Оптический журнал, 1995, № 8, с.24−27.
- М.А. Воронцов, А. В. Корябин, В. И. Полежаев, В. И. Шмальгаузен. // Внутрирезонаторная адаптивная коррекция излучения импульсного ИАГ-лазера. Известия академии наук, серия физическая, 1992, т.56, N°12, с.73−75.
- В.В. Аполлонов, Г. В. Вдовин, В. И. Кислов, A.M. Прохоров, С. А. Четкин. // Управление выходной мощностью лазера с активным неустойчивым резонатором. КЭ, 1991, т. 18, № 3, с. 358.
- В.В. Аполлонов, Г. В. Вдовин, В. И. Кислов, A.M. Прохоров, С. А. Четкин. // Прозрачность и модовая селективность резонаторов с изменяемой конфигурацией для управления мощностью лазерного излучения. КЭ, 1992, т. 19, № 6, с.596−602.
- А.А. Мак, В. М. Митькин, В. Н. Полухин. // Об одной возможности увеличения яркости излучения лазера на неодимовом стекле. КЭ, 1975, т.2, № 4, стр. 850.
- В.М. Митькин. // Особенности генерации термообработанных активных элементов. Квантовая электроника, 1981, т.8, N°3, с.484−490.
- В.Г. Евдокимова, А. А. Мак, JI.H. Соме, А. И. Шафаростов // О компенсации наведенного двулучепреломления в лазерных системах пассивными анизотропными элементами. КЭ, 1975, т.2, № 9, стр. 1915.
- Б.Я. Зельдович, Н. Ф. Пилипецкий, В. В. Шкунов. // Успехи физ. наук, 1982, т.138, вып.2, стр.249
- V.A. Mikhailov, A.M. Prokhorov, I.A. Scherbakov. // Laser. Physics, 1991, v. l, № 6, p. l
- Г. И. Дьяконов, В. Г. Лян, В. А. Пак, И. А. Щербаков. // КЭ, 1991, т. 18, № 7, стр. 805
- В.В.Андреев, Г. И. Дьяконов, В. Г. Лян, В. А. Маслов, В. А. Михайлов, Д. А. Николаев, С. К. Пак, О. П. Шаунин, И. А. Щербаков. // ИСГГ: Сг:Ш-лазер с к.п.д. 1.5−2% на частоте излучени, удвоенной в кристалле КТР. КЭ, 1991, т.18, № 9, стр. 1038
- Н. Kogelnik and Т. Li. // Laser beams and resonators. Proc. IEEE, 1966, v.54, № 9, p. 1312−1329- Applied Optics, v.5, № 9, p. 1550.
- А.И. Колядин, Л. П. Тютикова. // ОМП, 1965, № 7, стр. 22.
- Ю.А. Ананьев, В. Е. Шерстобитов. Влияние краевых эффектов на свойства неустойчивых резонаторов // В сб.: «Квантовая электроника» / Под ред. Н. Г. Басова. -1971. № 3. — С. 82−89.
- A. Hardy. Gaussian modes of resonators containing saturable gain medium // Appl. Opt. 1975. — Vol. 19,1 22. — P. 3830−3836.
- L.W. Casperson. Mode stability of lasers and periodic optical systems // IEEE J. Quantum Electron. 1974. — Vol. 10,1 9. — P. 629−634.
- A. Yariv, P. Yeh. Confinement and stability in optical resonators employing mirrors with Gaussian reflectivity tapers // Opt. Comm. 1975. — Vol. 13,1 4. — P. 370−374. (
- L.W. Casperson, S. Lunnam. Gaussian modes in high loss laser resonators // Appl. Opt.- 1975. Vol. 14,1 5. — P. 1193−1199
- Ю.А. Ананьев. Комплексный эйконал и его применение // Доклады АН СССР. -1984. Т. 279, № 5. с. 1087−1091.
- С.Н. Власов, В. И. Таланов. О селекции аксиальных типов колебаний в открытых резонаторах // Радиотехника и электроника. 1965. — Т. 10, № 3. — С. 552−554.
- Н.Г. Вахитов. Открытые резонаторы с зеркалами, обладающими переменным коэффициентом отражения // Радиотехника и электроника. 1965. — Т. 10, № 9. -С. 1676−1683.
- Н. Zucker. Optical resonators with variable reflectivity mirrors // Bell Syst. Tech. J. -1970. Vol. 49, № 9. — P. 2349−2376.
- Walsh D.M., Knight L.V. Transverse modes of a laser resonator with Gaussian mirrors // Appl. Opt. 1986. — Vol. 25, № 17. — P. 2947−2954
- Duplain G., Verly P.G., Dobrowolski J. A. et al. Grade-reflectance mirrors for beam quality control in laser resonators // Appl. Opt. 1993. — Vol. 32, № 7. — P. 1145−1153.
- Papers presented at the Workshop on Laser Resonators with Graded Reflectance Mirrors, 8−9 September 1993 // Pure Appl. Opt. 1994. — Vol. 3, № 4. — P. 417−599.
- McCarthy N., Lavigne P. Large-size Gaussian mode in unstable resonators using Gaussian mirrors // Opt. Lett. 1985. — Vol. 10, № 11. — P. 553−555.
- S. De Silvestri, P. Laporta, V. Magni, O. Svelto. Nd: YAG laser with multidielectric variable reflectivity output coupler // Opt. Comm. 1988. — Vol. 67, № 3. — P. 229−232.
- A. Parent, N. McCarthy, P. Lavigne. Effects of hard apertures on mode properties of resonators with Gaussian reflectivity mirrors // IEEE J. Quantum Electron. 1987. -Vol. 23, № 2. — P. 222−228.
- KJ. Snell, N. McCarthy, M. Piche, P. Lavigne. Single transverse mode oscillation from an unstable resonator Nd: YAG laser using a variable reflectivity mirror // Opt. Comm.- 1988. Vol. 65, № 5. — P. 377−382.
- P. Lavigne, A. Parent, K.J. Snell, N. McCarthy. Laser mode control with variable reflectivity mirrors // Can. J. Phys. 1988. — Vol. 66, № 10. — P. 888−895.
- S. De Silvestri, P. Laporta, V. Magni et al. Unstable laser resonators with super-Gaussian mirrors // Opt. Lett. 1988. — Vol. 13,1 3. — P. 201−203.
- S. De Silvestri, P. Laporta et al. Solid-state laser unstable resonators with tapered reflectivity mirrors: the super-Gaussian approach // IEEE J. Quantum Electron. 1988. Vol. 24,№ 6.-P. 1172−1177.
- F. Docchio, L. Pallaro, O. Svelto. Pump cavities for compact pulsed Nd: YAG lasers: a comparative study. // Appl. Opt., 1985, vol. 24, № 22, p. 3752−3755.
- G. Bostanjoglo, Н. Weber. Verbesserung von Leistungs-Laser-Charakteristiken durch optimierte Gradientenspiegel // Laser und Optoelektronik. 1996. — Bd. 28, № 4. — S. 51−61.
- M. Morin. Graded reflectivity mirror unstable resonators // Opt. Quantum Electron. -1997.-Vol. 29, № 8.-P. 819−866.
- N.A. Generalov, N.G. Solov’yov, M.Yu. Yakimov, V.P. Zimakov. Beam quality improvement by means of unstable resonator with variable reflectivity output coupler // Proc. SPIE. 1999. — Vol. 3267. — P. 144−155.
- H. Bartels, N.A. Generalov, U. et al. Habich. VRM resonator performance in high-power cw C02 lasers // Proc. SPIE. 1999. — Vol. 3686. — P. 121−129.
- M.S. Bowers. Diffractive analysis of unstable optical resonators with super-Gaussian mirrors // Opt. Lett. 1992. — Vol. 17,1 19. — P. 1319−1321.
- P.-A. Belanger, С. Pare. Unstable laser resonators with a specified output profile by using a graded-reflectivity mirror: geometrical optics limit // Opt. Comm. 1994. — Vol. 109, № 5, 6.-P. 507−517.
- Ю.А. Калинин, A.A. Мак, А. И. Степанов и др. ОКГ с переменным по сечению пропусканием зеркал резонатора // ЖЭТФ. 1969. — Т. 56, № 4. — С.1161−1168.
- А.В. Аладов, В. В. Беззубик, Н. Р. Белашенков. и др. Применение зеркал с квазитрапециидальным распределением коэффициента отражения в резонаторах твердотельных лазеров высокой яркости // Оптический журнал. 1995. — Т. 62, № 8. — С. 19−23.
- А.В. Аладов, В. В. Беззубик, Н. Р. Белашенков. и др. Применение зеркал с переменным коэффициентом отражения в компактных твердотельных лазерных системах // Известия вузов. Приборостроение. 1998. — Т. 41, № 3. — С. 53−57.
- П.Х. Бернинг. Теория и методы расчета оптических свойств тонких пленок // В кн.: «Физика тонких пленок» / Под ред. Г. Хасса / Пер. с англ. М.: Мир, 1967. -Т. 1. — С. 91−151.
- М. Борн, Э. Вольф. Основы оптики / Пер. с англ. М.: Наука, 1970. -856 с.
- P. Zhang, Liu Sh. Optical materials and films applied in industrial lasers // Proc. SP1E. 1999. — Vol. 3862. — P. 320−323.
- J. Strong, E. Gaviola. On the figuring and correcting of mirrors by controlled deposition of aluminium // J. Opt. Soc. Amer. 1936. — Vol. 26, № 4. — P. 153−162.
- Б.А. Шапочкин. Вакуумная асферизация // ОМП. 1960. — № 6. — С. 41−43.
- S.P. Chang, J.-M. Kuo, Y.-P. Lee. Transformation of Gaussian to coherent uniform beams by inverse-Gaussian transmittive filters // Appl. Opt. 1998. — Vol. 37, № 4. — P. 747−752.
- Ким Чжон Суп, Э. С. Путилин Формирование толщины слоев вакуумным испарением. // Оптический журнал. 1998. — Т. 65, № 10. — С. 108−112.
- JI. Холлэнд. Нанесение тонких пленок в вакууме / Пер. с англ. М.-Л.: Госэнергоиздат, 1963. — 608 с.
- Н.П. Милованов. Формирование неравнотолщпнных тонкопленочных покрытий на сферической подложке напылением из наклонного испарителя // ОМП. 1987. — № 5. — С. 27−30.
- J.M. Eggelson, G. Giuliani, R.L. Byer. Radial intensity filters using radial birefringent element//J. Opt. Soc. Amer. 1981. — Vol. 71,1 10. — P. 1264−1272.
- D.J. Harter, J.C. Walling. Low-magnification unstable resonators used with ruby and alexandrite lasers // Opt. Lett. 1986. — Vol. 11,1 11. — P. 706−708.
- S. Kurtev, O. Denchev. Investigation of unstable resonators with a variable-reflectivity mirror based on a radial birefringent filter for high-average-power solid-state lasers // Appl. Opt. 1995. — Vol. 34, № 21. — P. 4228−4234.
- S. De Silvestri, P. Laporta, V. Magni. Laser output coupler based on a radially variable interferometer// J. Opt. Soc. Amer. A. 1987. — Vol. 4, № 8. — P. 1413−1418.
- А.Г. Жиглинский, В. В. Кучинский. Реальный интерферометр Фабри Перо. -Л.: Машиностроение, 1983. — 176 с.
- P. Lavigne, N. McCarthy, J.-G. Demers. Design and characterization of complementary Gaussian reflectivity mirrors // Appl. Opt. 1985. — Vol. 24, № 16. — P. 2581−2586.
- A. Parent, P. Lavigne. Increased frequency conversion of Nd: YAG laser radiation with a variable-reflectivity mirror // Opt. Lett. 1989. — Vol. 14, № 8. — P. 399−401.
- S. Chandra, Т.Н. Allik, J.A. Hutchinson. Nonconfocal unstable resonator for solid-state dye lasers based on a gradient-reflectivity mirror // Opt. Lett. 1995. — Vol. 20, 1 23. -P. 2387−2389.
- A. Piegari, G. Emiliani. Laser mirrors with variable reflected intensity and uniform phase shift: design process // Appl. Opt. 1993. — Vol. 32, № 28. — P. 5454−5461.
- G. Bostanjoglo, A. Bernhardt. Variable reflectivity mirrors for Nd: YAG (1.06-pm) and Er: YAG lasers (2.94-^im) // Proc. SPIE. 1994. — Vol. 2253. — P. 791−801.
- A.M. Piegari, S. Scaglione, G. Emiliani. Laser optical coatings with different reflectance profiles // Proc. SPIE. -1996. Vol. 2776. — P. 39−47.
- J1.A. Губанова., В. А. Дмнтренко, Э. С. Путилин. Многослойные диэлектрические зеркала с переменным профилем коэффициента отражения для лазерных систем // Оптический журнал. 2000. — Т. 67, № 3. — С. 91−97.
- К.В. Балышев, Э. С. Путилин, С. Ф. Старовойтов. // Исследование воспроизводимости выходных параметров многослойных диэлектрических систем во время изготовления. Оптический журнал. 1998. — Т. 65, № 3. — С. 3943.
- G. Burns, F.H. Dacol. Ferroelectrics, 1983, v.52, p. 103.
- С. Zizzo, С. Arnone, С. Call, S. Sciortino. Fabrication and characterization of tuned Gaussian mirrors for the visible and near infrared // Opt. Lett. 1988. — Vol. 13, № 5. -P. 342−344.
- B.H. Алексеев, Е. Г. Бордачев, С. В. Головин и др. Расчет и экспериментальное исследование энергетических характеристик дисковых усилителей на неодимовом стекле.// Квантовая электроника, т. 7, № 9 (1980), с. 1906 1913
- Н.Р. Белашенков, В. Б. Карасев, В. В. Назаров, и др. Влияние фазового отклика выходного градиентного зеркала на характеристики лазерных мод плоскопараллельного резонатора // Оптический журнал. 2000. — Т. 67, № 1. — С. 25−28.
- А.Г. Жиглинский, С. Г. Парчевский, Э. С. Путилин. Формирование фронта световой волны в интерферометре Фабри-Перо // Оптика и спектроскопия. -1977.-Т. 43, вып. 1.-С. 110−113.
- А. В. Левошкин. К вопросу об эффективности осветителя в форме кругового цилиндра//Квантовая электроника, 1995, Т. 22,№ 8, стр. 843 846.
- J. D. Kuppenheimer, Design of multilamp nonimaging laser pump cavities // Opt. Eng., 1988, Vol. 27, p. 1067−1071.
- А. А. Мак, Ю. А. Ананьев, Б. А. Ермаков. Твердотельные оптические квантовые генераторы. //УФН, 1967, т. 92, вып. 3, с. 373−426.
- W. Seca, J. Soures, О. Lewis, J. Bunkenburg, D. Brown, S. Jacobs, G. Mourou, J. Zimmerman. High-power phosfate glass laser system- design and perfomance characteristics. // Appl. Opt., 1980, vol. 19, № 3, p. 409−419.
- D.R. Shafer. Laser fusion optical system. // Appl. Opt., 1980, vol. 19, № 7, p. 1212.
- IO.А. Ананьев. // КЭ, 1989, т. 16, № 10, c.2107.
- Храмов В.Ю. Оптотехника мощных твердотельных лазеров. Автореферат диссертации д.т.н., Санкт-Петербург, 2002
- L.M. Frantz, J.M. Nodvik. Theory of pulse propagation in a laser amplifier. J. Appl. Phys., 1963, v.34, N8, p.2346.
- С. Б. Бирючинский. Лазерно-оптические системы с рециркуляцией фотонов.: Автореферат диссертации на соискание ученой степени канд. физ.-мат. наук: 05.27.03 / С.-Петерб. гос. ин-т точной механики и оптики (техн. ун-т), СПб: 1999. 16 с
- Л.В. Тарасов. Физика процессов в генераторах когерентного оптического излучения. М.: Радио и связь, 1981.
- А.Л. Микаэлян, М. Л. Тер Микаэлян, Ю. Г. Турков. Оптические генераторы на твердом теле. М: Сов. радио, 1967.
- В.Г. Дмитриев, И. Я. Ицхоки, К. М. Швом. // К теории генерации твердотельного лазера с не мгновенным включением добротности резонатора. Электронная техника. Сер. 10, Квантовая электроника, 1975, вып.1, стр.30−34.
- В.А. Бученков и др. // О температурной зависимости усиления моноимпульсов в АИГ: Nd3+. КЭ, 1981, т.8, №, стр. 1170.
- B.C. Бураков и др // Свойства пассивного затвора на центрах окраски кристалла LiF. Журн. прикл. спектроскопии, 1982, т.36, № 3, стр. 494—496.
- И.Н. Ильичев, П. П. Кущ, Л. А. Малютин. // Влияние температуры LiF (F2″) на моноимпульсный режим работы неодимового лазера на стекле. КЭ, 1985, т.12,№ 8, стр. 1721−1723.