Введение к работе
Актуальность теш.
Эффект нелинейного поглощения веществом лазардаго излучения
Я2ЛЯ8ГСЯ НЭ ТОЛЬКО МОЕВП2М ЕНСТруМЭДТОМ ИССЛЭДОБЗЯШГ В фЗЗЗКв
т&ардсго тела, квантовой олзктрснакв, фвике полупроводников п диэлектриков, но имеет и больиов пршышдшээ значение. Шаровое йуаиалэние лазеров с пвсснвниш лззеряшаз ватворетя в фязичэских козле довавлях, нелянейпсй оптике, лззэрноЗ спактроокоши, етдицгаїе а тахлологии дорооо известно. К достоинствам тоник пассивных кзззрных затворов (ШІЗ) относятся простота в взготовленан, относительно малые размеры а достаточно шсокав параметры шлучаеьш меяонмпульсов.
В последние года повысился тггерэс к ПЯЗ на осново дяэлэктрипескяд кристаллов. Это объясняется тек. что такие затвора катокснчш, Енввт малые размеры, обладают достаточно высогсоЗ фотог я термостэбильностью. В результата для лазеров видимого и блиянвго ЯЙ-диапазона (до 1,1 мкм) бал предложен ряд ' эффзктнвшх кэдуляторов добротности на основе кристаллов, обладащих высокими эксплуатационными параметрами, например кристаллы Ы? с F^ цзнтремя оіфаски 010). ЫР со стабилизированные гидроксилоя Pj ~ Щ хремсодерзташив гранаты с фототропными центрами и др. С другой стороны, набор ПЛЗ для лазеров, излучающих в диапазоне 1,1-3 ккн достаточно беден. К началу настоящей работы яз.твердотельных ПЛЗ для данного диапазона выли предложена только щелоЧво-галолдшз кристаллы с Z4 Щ5. Эти затворы ;омеют ряд недостатков, связанных с большей гигроскопичность кристаллической матрицы и недостаточно
васокой термостабильностыв цоігтров окраски.
Известно, что двухвалентные ионы редкоземельных элементов юлеют интенсивные полосы поглощения, обусловленные мзшганфигурацноннаш r-d переходами. Как следует из литературы в крнстаплах CaPg era иврохода обладают большим эффективным сечением ігоглощония, что позволяет надеяться на возможность использования кх в качестве пассивных модуляторов добротности резонаторов лазеров. Однако в литературе отсутствуют кзкие-лнсо сведения о нелинейном поглощении в кристаллах со структурой флюорита, содержащих двухвалентные редкоземельные ионн.
В связи с этим является, несомненно, актуальной задачей поиск новых нелинейных поглотителей для ближнего Ш-диалезонв и изучение их спектроскопических свойств.
Целью диссертационной работа являлось изучение поглощения мощного лазерного излучения кристаллами радиациояно окрашенных: щэлочноземольннх фторидов, активированных неодимом, и возможности использования их в качестве пассивных лазерных затворов твердотельных лазеров.
Для достижения поставленной в данной работе цели была решени следуище задачи:
В оптическом диапазоне 1,1 - 1,54 мкм экспериментально определены зависимости просветления ИК - полосы поглощения ионов двухвалентного неодима в кристаллах CaF2:Nd , Srl^Nd и BaJ2:Nu^+oT длины волны лазерного излучения, пвдаадего на кристалл и от типа кристаллической матрица в которой находятся ионы Nd ;
определены основные спекгроскопическиэ параметры, характеризующие нелинейное поглощение в исследуемых кристаллах.
-5-такве как эффективное сечение поглощение, вреня релаксации просветленного состояния, степень просветления и природа остаточного поглощения;
- виявлена возкояности практического прзданекия ползнеаного поглощения в исследуемых кристаллах для управлэния добротностью резонаторов неодммовнх лазеров с рабочей каналом гекеращш 4?3/2 ~ 4113/2 и ЭР<'И9ВС'Г0 лазера, работавшего па переходе 4It3/2 ~ 411б/2" пР0ЕвД9ЕЫ энсперигинтн по использованию крис-таллов Sr?2:Wd для пассивной сянгрснивацяи код неоддаовнх лазеров с геноращоннш переходом 4?з/2 ~ 4113/2-
Научная новизна
Впервые эксперямепгально обнаружено просветлешэ кристаллов СаР2:Щ2*, SrF2:Ki2+ и BaFgrHd2'1" в диапазоне спектра 1,1 -1,54 мкн. Изучений спэктроскопичосхах параметров этих нелинейных поглотителей привэло к разработке новых пассквшх шдуляторов добротности резонаторов твердотельных лазеров, нзлучавдих в области 1,2 - 1,66 мки, в также нових пассивных синхронизаторов мод неодамовых лазеров с генерационным переходом 4Р3у2 - ^із/г' Практическое значение
8 результате проделанной работы предлогевн н разработаны новые пассивные лазерные затворы на основа диэлектрических кристаллов, содержащих ионы Ш для твердотельных лазеров Оллзтаго ИК - ' диапазона ( Ктьп = 1,2 - 1,55 мкм ) которые признаны изобретенном. Применение данных затворов позволяет реализовать как рваны модулзрованной добротности, так и реаш пассивной евнхронизвцки мод лазера. Полученные в работе экспериментальные результаты позволяют уточнить механизм поглощения света в кристаллах MeP-:Nd2+ и могут быть использована для разработки новых пассивных
-6-лазерных затворов на основе кристаллов, содержащих ионы двухвалентных редкоземельных ионов.
Публикации. По материалам диссертации опубликовано 8 печатных работ.
Апробация работы. Основные разу/штаты работы докладывались и обсуадвлись на XIII Международной конференции по когерентной и нелинейной оптики (Минск. 1988); I Европейской конференции по квантовой электронике (EQEC, Ганновер, 1968); VII Совещании- семинаре "Спектроскопия лазерных кристаллов (Сочи. 1969); V Международной конференции "Перестраиваемые по частоте лазеры" (Иркутск, 1989), VI Всесоюзной конференции . "Оптика лазеров" (Ленинград. 1990), Конференции по лазерной электрооптике ( СЬБО, Балтимор, I99I).
Личный вклад автора в решение задач, поставленных в диссертации, заключается: І) в проведении экспериментов и теоретических оценок, 2) разработке новых пассивных лазерных затворов, 3) интерпретации результатов и формулировке выводов (совместное руководителями д.ф.-м.н. Ю.К. Воронько и к.ф.-м.н. С.Б.Мировым)
Объем работы
Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из ІБ2 наименований и содержит 140 страниц (общий объем), 31 рисунок, б таблиц.