Исследование и подавление тепловых эффектов в импульсно-периодических лазерах на неодимовом стекле с энергией излучения сотни джоулей тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.21, кандидат наук Кузьмин, Алексей Александрович

• Кузьмин, Алексей Александрович
• кандидат наук
• 2013

Оглавление диссертации кандидат наук Кузьмин, Алексей Александрович

ОГЛАВЛЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. НОВЫЙ МЕТОД ДИАГНОСТИКИ ТЕРМОНАВЕДЕННЫХ УПРУГИХ НАПРЯЖЕНИЙ И ФАЗОВЫХ ИСКАЖЕНИЙ ИЗЛУЧЕНИЯ В СТЕРЖНЕВЫХ ЛАЗЕРНЫХ УСИЛИТЕЛЯХ

1.1 Математическая модель теплообменных процессов в активном элементе лазера; взаимосвязь распределения температуры с упругими напряжениями в активной среде, искажениями фазы и деполяризацией лазерного излучения

1.2 Метод нахождения распределения температуры в активном элементе по измерению степени деполяризации излучения

1.3 Экспериментальная реализация метода

1.4 Сравнение результатов восстановления фазы излучения из распределения степени деполяризации с результатами прямого измерения фазового фронта при помощи интерферометра Маха-Цендера

1.5 Заключение к главе 1

Глава 2. ИМПУЛЬСНО-ПЕРИОДИЧЕСКИЙ РЕЖИМ РАБОТЫ ШИРОКОАПЕРТУРНЫХ СТЕРЖНЕВЫХ ЛАЗЕРНЫХ УСИЛИТЕЛЕЙ НА НЕОДИМОВОМ СТЕКЛЕ

2.1 Параметры исследованных усилителей

2.2 Измерение термонаведенных искажений излучения в режимах работы с высокой частотой повторения импульсов накачки

2.3 Анализ термонаведенных эффектов при различных частотах повторения импульсов и энергиях накачки

2.4 Экспериментальное исследование компенсации деполяризации в схеме с двумя последовательными активными элементами и вращателем поляризации на 90 градусов, установленным между ними, в режиме работы с высокой частотой повторения импульсов накачки

2.5 Заключение к главе 2

Глава 3. ЛАЗЕР НА НЕОДИМОВОМ СТЕКЛЕ С ЭНЕРГИЕЙ ИМПУЛЬСОВ 220 ДЖ И ЧАСТОТОЙ ИХ ПОВТОРЕНИЯ 0.02 ГЦ ДЛЯ НАКАЧКИ МУЛЬТИПЕТАВАТТНОГО КОМПЛЕКСА НА ОСНОВЕ ТИТАН-САПФИРА

3.1 Общая концепция лазера для накачки титан-сапфира

3.2 Формирование пространственной структуры пучка на выходе задающего генератора

3.3 Расчеты возможных схем лазера на неодимовом стекле с энергией импульсов несколько сотен джоулей и частотой их повторения 0.02 Гц

3.4 Роль усиленного спонтанного излучения в силовом каскаде установки

3.5 Лазер на неодимовом стекле с энергией импульсов 220 Дж и частотой их повторения 0.02 Гц

3.6 Паразитное рассеяние и его подавление в схеме лазера

3.7 Заключение к главе 3

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Исследование и подавление тепловых эффектов в импульсно-периодических лазерах на неодимовом стекле с энергией излучения сотни джоулей»

ВВЕДЕНИЕ

С момента создания в 1960 году первого квантового оптического генератора - рубинового лазера [1] - одной из важнейших задач квантовой электроники является наращивание пиковой мощности излучения. Само понятие мощности определило два основных направления решения этой задачи: увеличение энергии в импульсе и сокращение его длительности. Достаточно скоро - в 1961 году - были созданы лазеры, в которых в

Л i

качестве активной среды использовалось стекло, допированное ионами Nd [2]. Неодимовое стекло и по сей день широко применяется в мощных высокоэнергетичных лазерных системах благодаря следующим незаменимым характеристикам: высокий уровень запасенной энергии, высокое оптическое качество, возможность изготовления активных элементов большого размера, относительно слабо выраженные нелинейные свойства. Быстрое развитие методов укорочения лазерных импульсов, таких как модуляция добротности и синхронизация мод, уже во второй половине 1960-х годов позволило получить лазерное излучение гигаваттного уровня мощности, интенсивность которого после фокусировки достигала 1014 Вт/см2. В дальнейшем естественные ограничения, такие как мелкомасштабная самофокусировка и оптический пробой элементов, почти два десятилетия не позволяли преодолеть этот рубеж.

Качественный скачок на пути создания сверхмощных лазерных систем был сделан в середине 1980-х годов, когда был изобретен метод усиления чирпированных импульсов (CPA, от англ. Chirped Pulse Amplification). Суть метода заключается в растягивании импульса более чем в 104 раз за счет линейной модуляции частоты (чирпирования), что значительно уменьшает интенсивность излучения и позволяет усиливать его в активной среде. После усиления осуществляется дисперсионное сжатие (процесс, обратный чирпированию), и импульс вновь становится коротким (в идеале - спектрально ограниченным). Как следствие, его интенсивность многократно возрастает. Для растяжения и сжатия импульса, как правило, используются пары дифракционных решеток - отражательных элементов, стойкость которых к оптическому пробою значительно выше, чем стойкость объемных оптических элементов, рассчитанных на пропускание лазерного излучения. Пионерами направления стали Д. Стрикленд и Ж. Муру, которые в 1985 году первыми пришли к практической реализации метода CPA в твердотельных лазерных системах [3]. Их работа дала начало быстрому развитию технологии в сфере генерации тераваттных и мультитераваттных импульсов и в конечном итоге привела к созданию петаваттных лазерных систем [4-6], интенсивность излучения в которых после фокусировки достигла 1022 Вт/см2 [7, 8].

Первыми петаваттный рубеж преодолели исследователи из Ливерморской Национальной Лаборатории (США, Калифорния) Д. Пеннингтон, М. Пэрри и др. [4]. В их установке NOVA принцип CPA был реализован в неодимовом стекле. Энергия импульсов составляла 600 Дж при длительности 440 фс. Более короткие импульсы (длительностью десятки фемтосекунд) не могут усиливаться в стекле - этого не позволяет сделать узкая полоса усиления.

Более эффективной средой для осуществления CPA является открытый в 1986 году допированный ионами титана сапфир Т13+:АЬОз (или Ti:Sa) [9]. За счет широкой полосы усиления (порядка 3000 см-1) он позволяет усиливать очень короткие (несколько десятков фемтосекунд) импульсы. Первый петаваттный лазер на TirSa был создан в 2003 году [5]. При длительности импульсов 33 фс их энергия составляла 28 Дж. В качестве накачки кристаллов Ti: Sa использовалась вторая гармоника излучения лазера на неодимовом стекле (длина волны 527 нм).

Другой метод, позволивший достигнуть петаваттный уровень мощности, — предложенный в 1986 году группой А. Пискарскаса принцип параметрического усиления чирпированных импульсов (ОРСРА, от англ. Optical Parametric Chirped Pulse Amplification) [10]. Эта технология позволила в 2007 году создать 0.56 ПВт [6] лазерный комплекс PEARL. Длительность импульсов составляла 43 фс, а энергия - 38 Дж. В качестве широкополосных параметрических усилителей использовались кристаллы дейтерированного дигидрофосфата калия KD2PO4 (или DKDP), для накачки которых по-прежнему использовалась вторая гармоника излучения неодимового лазера.

Таким образом, лазерные усилители на неодимовом стекле широко используются в большинстве существующих установок петаваттного уровня мощности. Среди них можно выделить три основных типа: в одних в качестве усиливающей среды непосредственно используется неодимовое стекло [4, 11-16], в других - сапфир (корунд с титаном) [5, 8, 15, 17-23], в третьих реализован принцип параметрического усиления на кристаллах DKDP [6, 24-30]. Во втором и третьем типах установок излучение лазера на неодимовом стекле после преобразования во вторую гармонику используется для накачки либо кристалла сапфира, либо параметрического усилителя чирпированных импульсов соответственно.

Основным достоинством стекла как инверсной среды является возможность создания активных элементов с большой апертурой, обладающих большой запасенной энергией и позволяющих работать при относительно малой интенсивности лазерного поля (ниже порога оптического разрушения) вплоть до энергий килоджоульного уровня в импульсах наносекундной длительности. Для накачки мощных усилителей на неодимовом стекле используются импульсные газоразрядные (как правило, ксеноновые) лампы.

Спектр излучения ламп достаточно широк, и на создание инверсии населенностей расходуется лишь незначительная доля энергии разряда, основная же часть выделяется в активных элементах в виде тепла. Сравнительно небольшая теплопроводность неодимового стекла значительно ограничивает частоту повторения импульсов накачки. Градиенты температуры вызывают появление напряжений в активной среде. Принципиальным ограничением является разрушение активного элемента при превышении порога допустимых упругих напряжений. Однако на практике работают при частоте повторения импульсов значительно меньшей предельного значения, соответствующего порогу разрушения активной среды. Если промежуток времени между импульсами накачки меньше характерного времени остывания активных элементов лазера, то постепенное накопление в них тепла и увеличение перепадов температуры вызывают значительные изменения поляризации и фазы излучения, поэтому интервал между импульсами накачки обычно выбирают больше времени релаксации температуры в активной среде, которое, например, для стержня диаметром 10 см составляет порядка 40 минут. В связи с этим в существующих петаваттных установках, использующих неодимовое стекло, и во всех мультипетаваттных проектах частота повторения составляет несколько импульсов в день, что сильно снижает эффективность научных исследований и ограничивает возможности практического применения петаваттных и строящихся мультипетаваттных лазеров, вследствие низкой скорости получения экспериментальных результатов. Отметим, что тепловые эффекты могут быть связаны не только с накачкой в усилителях, но и с поглощением лазерного излучения в оптических элементах. Это явление характерно для лазеров с высокой средней мощностью (порядка 100 Вт и выше). В установках с высокой пиковой мощностью, о которых шла речь выше, роль теплового самовоздействия лазерного излучения невелика. Даже в режиме высокой частоты следования импульсов (порядка 0.01 Гц) средняя мощность излучения будет меньше 10 Вт, что существенно ниже мощности тепловыделений в результате действия накачки. Далее мы будем принимать во внимание только нагрев активных элементов импульсами накачки и пренебрежем тепловым самовоздействием.

Можно выделить три основных тепловых эффекта, приводящих к поляризационным и фазовым искажениям излучения: линейное температурное расширение активного элемента, температурное изменение показателя преломления и фотоупругий эффект. Явление фотоупругости приводит к появлению анизотропии даже в изначально изотропной оптической среде (стекле, кубическом кристалле; в жидкостях и газах эффект отсутствует), что выражается в появлении двулучепреломления. Лазерный луч в активной среде распадается на две собственные линейно поляризованные волны,

причем как ориентация поляризаций собственных волн (в стекле это направления вдоль и поперек градиента температуры), так и разность набега фаз между ними зависят от поперечных координат. В итоге излучение на выходе активного элемента становится деполяризованным (под этим термином мы будем понимать изменение поляризации в лазерном пучке от точки к точке поперечного сечения, при ее постоянстве во времени, а деполяризацией будем называть превращение однородно поляризованного излучения в деполяризованное).

Средние по двум собственным волнам фазовые искажения излучения называют тепловой линзой (это понятие объединяет как эффекты линейного теплового расширения и зависимости показателя преломления от температуры, так и изотропную часть фотоупругого эффекта). Результаты исследования тепловой линзы в различных средах подробно описаны в литературе [31-44]. Рассмотрены случаи как боковой [35-40], так и торцевой накачки [41-44] активных элементов различной формы (диски, слэбы, стержни).

Теоретическое и экспериментальное изучение термонаведенного двулучепреломления началось практически сразу после изобретения лазера [34, 45-47] и продолжается в наше время. Достаточно хорошо термонаведенная деполяризация исследована в неодимовом стекле [33,48-51]. Однако в публикациях, посвященных работе установок с энергией импульсов порядка 100 Дж и выше, вопрос о термонаведенном двулучепреломлении практически не обсуждается. Например, в статье [52], посвященной лазерному комплексу OMEGA, говорится о менее чем 3 % поляризационных потерь во всей установке. Такая ситуация типична для разовых систем, в которых не происходит накопления тепла в усилителях от выстрела к выстрелу, а нагрев активных элементов одиночным импульсом накачки в области, занятой излучением, достаточно однородный и, следовательно, не приводит к сколь-нибудь значимым упругим напряжениям. В настоящей диссертации приводятся результаты исследований термонаведенных поляризационных и фазовых искажений излучения в импульсно-периодических (период повторения импульсов порядка минуты) режимах работы мощных широкоапертурных стержневых лазерных усилителей на неодимовом стекле (диаметры от 4.5 до 10 см) [5356], и предлагается оригинальный метод, позволяющий определить максимальную безопасную частоту повторения импульсов [53-57].

Механизмам разрушения материалов вследствие высокой термической нагрузки посвящено множество работ [58-63]. Проведено достаточно полное исследование термической стойкости лазерных сред [31, 64-67]. В частности, в работе [68] сделан подробный обзор измеренных термомеханических и термооптических свойств лазерных стекол, активированных неодимом. Однако весь этот накопленный материал не позволяет

в полной мере рассчитать предельную частоту повторения импульсов в конкретной лазерной установке. Основную сложность при нахождении термонаведенных упругих напряжений в активном элементе представляет определение в нем градиентов температуры. Обычно при рассмотрении стержневых активных элементов, охлаждаемых вдоль образующей, профиль температуры считается параболическим [31] (строго говоря, парабола не является решением уравнения теплопроводности в цилиндрической геометрии, а лишь аппроксимирует для удобства теоретического рассмотрения частное решение в виде функции Бесселя первого рода нулевого порядка). Однако истинное распределение температуры может быть достаточно сложным, и для его нахождения требуются достаточно точные измерения. Прямые методы измерения, такие как ультразвуковое сканирование, использование терморезисторов или полупроводниковых температурных датчиков, дают информацию либо о средней температуре в элементе, либо о локальном нагреве его поверхности вне апертуры лазерного излучения. Существует бесконтактный метод определения распределения температуры поверхности тела, основанный на применении инфракрасных камер - тепловизоров. Однако эти устройства хороши для качественных наблюдений теплоизлучающих тел и плохо подходят для точных количественных измерений. Практически тепловизоры измеряют не истинную, а яркостную температуру, соответствующую излучению абсолютно черного тела. Для определения истинной температуры важно точно знать коэффициент теплового излучения объекта, что является достаточно сложной задачей. В диссертации предлагается новый метод определения распределения температуры в лазерном активном элементе, основанный на измерении распределения степени деполяризации излучения, проходящего через элемент. Восстановление профиля температуры позволяет не только рассчитать термонаведенные упругие напряжения в активной среде, но и найти фазовые искажения излучения.

В последнее время в мире наметились две основные тенденции развития петаваттных систем. Первая связана с увеличением пиковой мощности генерируемого лазерного излучения и продвижением в мультипетаваттный диапазон. На решение этой задачи нацелено множество проектов, среди которых можно выделить панъевропейский ELI (англ. Extreme Light Infrastructure) [69], российские PEARL-10 и XCELS [70], французский APOLLON-lOP [71], британский VULCAN-10PW [72], японский GEKKO-ЕХА [73], американский [74] и китайский [75] 10 ПВт проекты. Вторая тенденция связана с увеличением частоты повторения импульсов в петаваттных системах [23, 76]. С практической точки зрения очень важным и актуальным представляется объединение этих

двух направлений - создание мультипетаваттного лазера с высокой частотой повторения импульсов (порядка одного импульса в минуту и чаще).

Важно отметить, что в 2012 году учеными французской фирмы Thaies был создан титан-сапфировый лазер BELLA [76] мощностью 1 ПВт, с частотой повторения импульсов 1 Гц. Уникальной частоты следования импульсов удалось добиться благодаря использованию вместо неодимового стекла кристаллов Nd:YAG. Современные технологии не позволяют растить кристаллы Nd:YAG диаметром более 20 мм с хорошим оптическим качеством, что ограничивает запасенную энергию в одном усилителе на уровне порядка 10^20 Дж. Для создания петаваттной установки требуется большое число таких усилителей (в установке BELLA их 12 шт., а суммарная энергия излучения составляет 170 Дж). Таким образом, дальнейшее масштабирование представляется практически невозможным, поскольку экстенсивное увеличение количества усилителей из Nd:YAG малопродуктивно. Требуются активные элементы с запасенной энергией несколько сотен джоулей. В настоящее время такие элементы могут быть изготовлены только из стекла, допированного неодимом.

В диссертационной работе решается задача создания лазера на неодимовом стекле с энергией несколько сотен джоулей и рекордной для подобных установок частотой повторения импульсов - 0.02 Гц [77]. Одной из основных проблем при создании лазера такого уровня является борьба с негативными тепловыми эффектами: термонаведенной линзой и деполяризацией, о которых шла речь выше. На сегодняшний день известно множество способов подавления термонаведенных искажений излучения. К нелинейно-оптическим методам компенсации деполяризации можно отнести пространственно-поляризационное обращение волнового фронта [78-84]. Среди линейных схем можно выделить две основные: схему с парой идентичных активных элементов и кварцевым вращателем поляризации на 90° между ними [85-89] и схему с фарадеевским зеркалом [9094]. Для компенсации сильно аберрационной тепловой линзы применяют адаптивные системы [95-97] и обращение волнового фронта [78, 79, 81]. Очень важной и актуальной представляется задача внедрения вышеперечисленных методов в "разовые" системы, такие как лазеры на неодимовом стекле с энергией импульсов до килоджоуля и выше. Это позволит уже в ближайшем будущем создать мультипетаваттный комплекс с высокой частотой повторения импульсов (порядка 1 импульса в минуту).

Подведем итог вышесказанному. Сформулируем цель и основные результаты работы.

Цель диссертационной работы состоит в теоретическом и экспериментальном исследовании термонаведенных искажений излучения, а также способов их подавления в мощных широкоапретурных лазерных усилителях на неодимовом стекле. В частности, основными задачами являются:

-! 1. Разработка простого метода исследования и экспресс-диагностики термонаведенных

поляризационных и фазовых искажений излучения и упругих напряжений в стержневых лазерных усилителях.

2. Экспериментальное исследование термонаведенных линзы и деполяризации в стержневых усилителях на неодимовом стекле с диаметром активных элементов от 4.5 см и больше в режиме часто повторяющихся импульсов накачки и расчет на основе анализа экспериментальных данных максимальной допустимой частоты следования импульсов.

3. Проведение экспериментов по восстановлению поляризации и фазового фронта лазерного излучения на выходе широкоапертурных усилителей на неодимовом стекле в режиме часто повторяющихся импульсов накачки.

4. Создание прототипа лазера для накачки титан-сапфирового мультипетаваттного комплекса со следующими параметрами: энергия импульсов несколько сотен джоулей,

I

->\ частота повторения порядка одного импульса в минуту, близкое к дифракционному

качество пучка.

Научная новизна и практическая значимость диссертационной работы обусловлены полученными оригинальными результатами, а именно:

1. Разработан новый метод определения распределения температуры, термонаведенных упругих напряжений и фазовых искажений излучения в лазерных стержневых активных элементах, основанный на восстановлении профиля температуры по измеренному распределению степени термонаведенной деполяризации излучения. Результат определения фазовых искажений излучения в активном элементе из неодимового стекла диаметром 4.5 см при помощи разработанного метода находится в хорошем согласии с данными прямых интерферометрических измерений фазового фронта. Таким образом, для диагностики фазовых искажений и контроля упругих напряжений в работающей установке достаточно измерять деполяризацию излучения, что гораздо удобнее и легче интерферометрических измерений и не требует изготовления и установки в оптический тракт дополнительных элементов. Диагностика может производиться в режиме реального времени, что позволяет безопасно, контролируемым образом увеличивать частоту повторения импульсов

накачки. Данный результат очень важен с практической точки зрения, поскольку широкоапертурные лазерные усилители на неодимовом стекле - уникальные и дорогие устройства, и при определении максимальной частоты повторения импульсов требуется исключить разрушение активных элементов.

2. В режиме часто повторяющихся импульсов накачки (1 импульс в 3 минуты) проведено экспериментальное исследование термонаведенных искажений излучения в стержневых широкоапертурных (диаметром до 10 см) усилителях на неодимовом стекле в составе лазера для накачки параметрического каскада мультипетаваттного комплекса PEARL-10. Установлено, что упругие напряжения в стержнях с апертурой до 10 см не превышают в исследованном режиме работы 15% от порога разрушения активной среды. На основании проведенных исследований период повторения импульсов в действующем лазере сокращен с 40 до 5 минут.

3. Показано, что при запасаемой энергии 110Дж в лазерном усилителе со стержневым активным элементом из неодимового стекла диаметром 4.5 см в режиме 1 импульс в минуту уровень упругих напряжений составляет 20% от порога разрушения. Термонаведенная деполяризация в схеме с двумя такими усилителями и кварцевым 90° вращателем поляризации между ними уменьшена с 35% до 2%, что не более чем в 2 раза отличается от уровня деполяризации в остывших активных элементах.

4. На основе экспериментальных данных проанализирован импульсно-периодический режим работы стержневых широкоапертурных усилителей на неодимовом стекле (диаметры 4.5, 6, 8.5 и 10 см). Найдены оптимальные соотношения между запасенной энергией и частотой повторения импульсов накачки в исследованных усилителях.

5. Создан компактный лазер на неодимовом стекле с энергией импульсов 220 Дж и частотой их повторения 0.02 Гц (диаметр пучка 4.3 см, коэффициент заполнения апертуры 0.8, длительность импульса по полувысоте 30 не). Расходимость излучения составила 2.5 дифракционных предела, что позволит с высоким КПД удвоить частоту излучения. Искажения фазы излучения скомпенсированы за счет обращения волнового фронта при вынужденном рассеянии Манделыптама-Бриллюэна. Деполяризация уменьшена с 25% до 0.4% за счет использования линейных методов компенсации: установки между усилителями (стержни диаметром 4.5 см) кварцевых 90° вращателей поляризации и использования фарадеевского зеркала. Излучение второй гармоники лазера может быть использовано для накачки мультипетаваттного комплекса на основе Ti:Sa.

Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения и списка литературы. Объем работы составил 112 страниц, 49 рисунков, 6 таблиц, 140 ссылок на литературу.

Во введении обоснована актуальность и научная новизна диссертации, сформулированы цель и основные задачи, представлены результаты работы и положения, выносимые на защиту, определена практическая значимость результатов, кратко изложено содержание диссертации, приведены данные по апробации результатов и описан личный вклад автора.

В первой главе рассмотрен новый метод определения распределения температуры, термонаведенных упругих напряжений и фазовых искажений излучения в лазерных стержневых активных элементах по измеренным распределениям степени термонаведенной деполяризации излучения.

Параграф 1.1 (по литературе) посвящен рассмотрению математической модели теплообменных процессов в стержневом лазерном активном элементе из стекла. В рамках этой модели определена взаимосвязь распределения температуры в стержне с термонаведенными упругими напряжениями в нем, а также с искажениями фазы и деполяризацией лазерного излучения, проходящего через активный элемент.

В параграфе 1.2 решена обратная задача фотоупругости: по заданному распределению степени термонаведенной деполяризации в активном элементе в явном виде найдено выражение для распределения температуры. На основе этого решения предложен новый метод определения упругих напряжений и фазовых искажений излучения в лазерных активных элементах. Метод основан на измерении динамики распределения степени термонаведенной деполяризации и расчете вышеуказанных величин в рамках принятой в параграфе 1.1 математической модели.

Параграф 1.3 посвящен описанию экспериментальной реализации метода, рассмотренного в параграфе 1.2. Приведены результаты исследования лазерного усилителя с активным элементом из неодимового фосфатного стекла диаметром 1.5 см и длиной 32 см. Проведена самосогласованная проверка используемой для расчетов распределений температуры, упругих напряжений и фазовых искажений излучения математической модели.

Параграф 1.4 посвящен описанию результатов прямого измерения фазовых искажений излучения в активном элементе из неодимового фосфатного стекла диаметром 4.5 см и длиной 32 см при помощи интерферометра Маха-Цендера. Проведено сравнение экспериментальных данных с результатами, полученными с помощью нового метода, рассмотренного в параграфе 1.2.

В параграфе 1.5 сформулированы основные результаты первой главы.

Вторая глава посвящена теоретическому и экспериментальному исследованию термонаведенных эффектов в широкоапертурных (до 10 см в диаметре) стержневых лазерных усилителях на неодимовом стекле в импульсно-периодическом режиме работы (интервал между импульсами накачки порядка минуты).

В параграфе 2.1 приведены основные рабочие параметры исследованных усилителей (энергия накачки, запасенная энергия, коэффициент усиления по слабому сигналу, характерные геометрические размеры, концентрация неодима, температуропроводность).

В параграфе 2.2 описаны результаты измерений термонаведенной деполяризации излучения в широкоапертурных стержневых активных элементах из неодимового фосфатного стекла в режимах часто повторяющихся импульсов накачки (1 импульс в минуту для стержня диаметром 4.5 см и 1 импульс в 3 минуты для стержней диаметрами 6, 8.5 и 10 см). Приведены результаты проведенных на основании экспериментальных данных расчетов изменений распределений температуры в активных элементах под действием импульсов накачки. Определены значения максимальных упругих напряжений в стержнях. Вычислены термонаведенные приращения фаз радиально и тангенциально поляризованных собственных волн в активных элементах в исследованных режимах работы.

В параграфе 2.3 проведен анализ термонаведенных эффектов в исследованных лазерных усилителях при различных частотах повторения импульсов и энергиях накачки. Найдено оптимальное соотношение между уровнем запасенной энергии и частотой повторения импульсов накачки в каждом усилителе.

Параграф 2.4 посвящен экспериментальному исследованию компенсации деполяризации в схеме с двумя последовательно расположенными активными элементами с апертурой 4.5 см и кварцевым вращателем поляризации на 90° между ними.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Кузьмин, Алексей Александрович, 2013 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. Maiman Т.Н. Stimulated optical radiation in ruby // Nature, v.187, №4736, p.493-494, 1960

2. Snitzer E. Optical maser action of Nd3+ in a barium crown glass // Physical Review Letters, v.7, №12, p.444-446, 1961

3. Strickland D., MourouG. Compression of amplified chirped optical pulses // Optics Communications, v.56, №3, p.219-221, 1985

4. Pennington D.M., Perry M.D., Stuart B.C., Boyd R.D., Britten J.A., Brown C.G., Herman S.M., Miller J.L., Nguyen H.T., Shore B.W., Tietbohl G.L., YanovskyV. Petawatt laser system // Proc. SPIE, v.3047, p.490-500, 1997 (Solid State Lasers for Application to Inertial Confinement Fusion: Second Annual International Conference ed. Andre M.L.)

5. AouamaM., YamakawaK., Akahane Y., Ma J., InoueN., UedaH., KiriyamaH. 0.85-PW, 33-fs Ti:sapphire laser // Optics Letters, v.28, №17, p. 1594-1596, 2003

6. Lozhkarev V.V., Freidman G.I., Ginzburg V.N., KatinE.V., Khazanov E.A., Kirsanov A.V., Luchinin G.A., Mal'shakov A.N., Martyanov M.A., Palashov O.V., Poteomkin A.K., SergeevA.M., ShaykinA.A., YakovlevI.V. Compact 0.56 petawatt laser system based on optical parametric chirped pulse amplification in KD*P crystals // Laser Physics Letters, v.4, №6, p.421-427, 2007

7. Bahk S.-W., Rousseu P., Planchon T.A., Chvykov V., Kalinchenko G., Maksimchuk A., Mourou G., Yanovsky V. Generation and characterization of the highest laser intensities (1022 W/cm2) // Optics Letters, v.29, №24, p.2837-2839, 2004

8. Yanovsky V., Chvykov V., Kalinchenko G., Rousseau P., Planchon Т., Matsuoka Т., Maksimchuk A., Nees J., Cheriaux G., Mourou G., Krushelnick K. Ultra-high intensity -300-TW laser at 0.1 Hz repetition rate // Optics Express, v.16, №3, p.2109-2114, 2008

9. MoultonP.F. Spectroscopic and laser characteristics of Ti3+:Al203 // Journal of the Optical Society of America B, v.3, p. 125, 1986

10. Пискарскас А., Стабинис А., ЯнкаускасА. Фазовые явления в параметрических усилителях и генераторах сверхкоротких импульсов света // Успехи Физических Наук, т. 150, №1, с.127-143, 1986

11. Perry M.D., Pennington D., Stuart B.C., Tietbohl G„ Britten J.A., Brown C., Herman S., Golick В., Kartz M„ Miller J., Powell H.T., Vergino M., Yanovsky V. Petawatt laser pulses // Optics Letters, v.24, №3, p. 160-162,1999

12. Kitagawa Y., FujitaH., KodamaR., YoshidaH., Matsuo S., JitsunoT., Kawasaki T., KitamuraH., Kanabe T., Sakabe S., Shigemori K., MiyanagaN., Izawa Y. Prepulse-free petawatt laser for a fast ignitor // IEEE Journal of Quantum Electronics, v.40, №3, p.281-293,2004

13. Danson C.N., Brummitt P.A., Clarke R.J., Collier J.L., FellB., Frackiewicz A.J., HancockS., Hawkes S., Hernandez-Gomez C., HolliganP., Hutchinson M.H.R., Kidd A., Lester W.J., Musgrave I.O., Neely D., Neville D.R., Norreys P.A., Pepler D.A., Reason C.J., Shaikh W., Winstone T.B., Wyatt R.W.W., Wyborn B.E. Vulcan petawatt -an ultra-high-intensity interaction facility // Nuclear Fusion, v.44, №12, p.S239-S246,

2004

14. Waxer L.J., MaywarD.N., Kelly J.H., KesslerT.J., Kruschwitz B.E., Loucks S.J., McCrory R.L., Meyerhofer D.D., Morse S.F.B., Stoeckl C., Zuegel J.D. High-energy petawatt capability for the Omega laser // Optics & photonics news, v. 16, №7/8, p.30-36,

2005

15. Zhu Q., Huang X., WangX., ZengX., XieX., WangF., Wang F., LinD., WangX., ZhouK., Jiang D., Deng W., Zuo Y., Zhang Y., Deng Y., WeiX., Zhang X., FanD. Progress on developing a PW ultrashort laser facility with ns, ps, and fs outputting pulses // Proc. SPIE, v.6823, p.682306, 2007 (High-Power Lasers and Applications IV, ed. Fan D., Walter R.F.)

16. GaulE.W., Martinez M., BlakeneyJ., JochmannA., Ringuette M., Hammond D., Borger T., Escamilla R., Douglas S., Henderson W., Dyer G., Erlandson A., Cross R., Caird J., Ebbers C., Ditmire T. Demonstration of a 1.1 petawatt laser based on a hybrid optical parametric chirped pulse amplification/mixed Nd:glass amplifier // Applied Optics, v.49, p. 1676-1681,2010

17. Collier J.L., Chekhlov O., Clsarke R.J., DivallE.J., Ertel K„ Fell B.D., Foster P.S., Hancock S.J., Hooker C.J., Langley A., Martin B., Neely D., Smith J., Wyborn B.E. The Astra Gemini project: a high repetition rate dual beam petawatt laser facility // Proc. of Conference on Lasers and Electro-Optics (CLEO). Baltimore, MD, 2005, p. JFB1

18. Liang X., Leng Y., Wang C., Li C., Lin L., Zhao B., Jiang Y., Lu X., Hu M., Zhang C., Lu H., Yin D., Jiang Y., LuX., Wei H., Zhu J., Li R., Xu Z. Parasitic lasing suppression in high gain femtosecond petawatt Ti:sapphire amplifier // Optics Express, v. 15, №23, p.15335-15341, 2007

19. Chowdhury E., Willis C., Poole P., JiangS., Feister S., George K., AymondF., Marketon J., Daskalova R.L., Freeman R.R. Construction of SCARLET laser system for

21 2

reaching beyond 10 Wcm" // Proc. of International Committee on Ultra Intense Lasers Conference (ICUIL 2012). Mamaia, Romania, 2012, p. 95

20. SungJ.H., Lee S.K., YuT.J., JeongT.M., Lee J. 0.1 Hz 1.0 PW Ti:sapphire laser // Optics Letters v.35, p.3021-3023, 2010

21. Lureau F., Laux S., Casagrande O., Radier C., Chalus O., Caradec F., Simon-Boisson C. High energy 1 Hz titanium sapphire amplifier for petawatt class laser // Proc. of 2nd ELI-Beamlines Scientific Challenges Meeting Prague October, 5-6 2011

22. Wang Z., Liu C., Shen Z., Zhang Q., Teng H., Wei Z. High-contrast 1.16 PW Ti:sapphire laser system combined with a doubled chirped-pulse amplification scheme and a femtosecond optical-parametric amplifier // Optics Letters, v.36, №16, p.3194-3196, 2011

23. Yu T.J., Lee S.K., Sung J.H., Yoon J.W., Jeong T.M., Lee J. Generation of high contrast, 30 fs, 1.5 PW laser pulses from chirped-pulse amplification Ti:sapphire laser // Optics Express, v.20, №10, p. 10807-10815, 2012

24. Ross I.N., Matousek P., New G.H.C., Osvay K. Analysis and optimization of optical parametric chirped pulse amplification // Journal of the Optical Society of America B, v.19, №12, p.2945-2956, 2002

25. Yang X., Xu Z.h.-z., Leng Y.-x., Lu H.-h., Lin L.-h., Zhang Z.-q., Li R.-x., Zhang W.-q., Yin D.-j., Tang B. Multiterawatt laser system based on optical parametric chirped pulse amplification // Optics Letters, v.27, №13, p.l 135-1137, 2002

26. Ложкарев B.B., Гаранин С.Г., Герке P.P., Гинзбург B.H., Катин Е.В., Кирсанов А.В., Лучинин Г.А., Малынаков А.Н., Мартьянов М.А., Палашов О.В., Потемкин А.К., Рукавишников Н.Н., Сергеев A.M., Сухарев С.А., Хазанов Е.А., Фрейдман Г.И., Чарухчев А.В., Шайкин А.А., Яковлев И.В. 100 тераваттный фемтосекундный лазер на основе параметрического усиления // Письма в ЖЭТФ, т.82, №4, с. 196199, 2005

27. Lozhkarev V.V., Freidman G.I., Ginzburg V.N., Katin E.V., Khazanov E.A., Kirsanov A.V., Luchinin G.A., Mal'shakov A.N., Martyanov M.A., Palashov O.V., Poteomkin A.K., Sergeev A.M., Shaykin A.A., Yakovlev I.V., Garanin S.G., Sukharev S.A., Rukavishnikov N.N., Charukhchev A.V., Gerke R.R., Yashin V.E. 200 TW 45 fs laser based on optical parametric chirped pulse amplification // Optics Express, v.14, №1, p.446-454, 2006

28. Chekhlov O.V., Collier J.L., Ross I.N., Bates P.K., NotleyM., Hernandez-Gomez C., Shaikh W., Danson C.N., Neely D., Matousek P., Hancock S. 35 J broadband

femtosecond optical parametric chirped pulse amplification system // Optics Letters, v.31, №24, p.3665-3667, 2006

29. Checkhlov O., Divall E.J., Ertel K., Hawkes S.J., Hooker C.J., Ross I.N., Matousek P., Hernandez-Gomez C., Musgrave I., Tang Y., Winstone Т., Neely D., Clarke R., Foster P., Hancock S.J., Wyborn B.E., Collier J.L. Development of petawatt laser amplification systems at the Central Laser Facility // Proc. SPIE, v.6735, p.67350J, 2007 (International Conference on Lasers, Applications, and Technologies 2007: High-Power Lasers and Applications ed. Panchenko V., Golubev V., Ionin A., Chumakov A.)

30. Karsch S., Major Z., Fulop J., Ahmad I., Wang T.-J., Henig A., Kruber S., Weingartner R., Siebold M., Hein J., Wandt C., Klingebiel S., Osterhoff J., Horlein R., Krausz F. The petawatt field synthesizer: a new approach to ultrahigh field generation // Proc. of Advanced Solid-State Photonics. Nara, Japan, 2008, p.WFl

31. Koechner W. Solid-state laser engineering. Berlin: Springer, 1999

32. Мезенов A.B., Соме Jl.H., Степанов А.И. Термооптика твердотельных лазеров. Ленинград: Машиностроение, 1986

33. Ананьев Ю.А., Гришманова Н.И. Деформация активных элементов и термооптические постоянные неодимового стекла // Журнал прикладной спектроскопии, т. 12, №4, с.668-691,1970

34. Ананьев Ю.А., Козлов Н.А., Мак А.А., Степанов А.И. Термическая деформация резонатора твердотельного ОКГ // Журнал прикладной спектроскопии, т. 5, №1, с.51-55, 1966

35. Koechner W. Transient thermal profile in optically pumped laser rods // Journal of Applied Physics, v.44, №7, p.3162-3170, 1973

36. Osterink L.M., Foster J.D. Thermal effects and transverse mode control in a Nd:YAG laser // Applied Physics Letters, v.12, №4, p.128-131,1968

37. Дульнев Г.Н., Михайлов A.E., Парфенов В.Г. Моделирование тепловых режимов квантронов твердотельных лазеров // Инженерно-физический журнал, т.53, №1, с.107-113, 1987

38. Sims S.D., Stein A., Roth С. Dynamic optical path distortions in laser rods // Applied Optics, v.5, №4, p.621-626, 1966

39. Gleason T.G., Kruger J.S., Curnutt R.M. Thermally induced focusing in a Nd:YAG laser rod at low input powers // Applied Optics, v. 12, №12, p.2942-2946, 1973

40. Song J., Liu A., Okino K., Ueda K.-I. Control of the thermal lensing effect with different pump light distributions // Applied Optics, v.36, №30, p.8051-8055, 1997

41. Hardman P.J., Clarkson W.A., Friel G.J., PollnauM., HannaD.C. Energy-transfer upeonversion and thermal lensing in high-power end-pumped Nd:YLF laser crystals // IEEE Journal of Quantum Electronics, v.35, №4, p.647-655, 1999

42. Sutton S.B., Albrecht G.F. Optical distortion in end-pumped solid-state rod lasers // Applied Optics, v.32, №27, p.5256-5269,1993

43. Agnesi A., Piccinini E., Reali G.C. Influence of thermal effects in Kerr-lens mode-lacked femtosecond Cr4+:forsterite lasers // Optics Communications, v.135, №1-3, p.77-82,1997

44. Mechendale M., Nelson T.R., Omenetto F.G., Schroeder W.A. Thermal effects in laser pumped Kerr-lens modelocked Ti:sapphire lasers // Optics Communications, v.136, №12, p.150-159, 1997

45. Quelle F.W. Thermal distortion of diffraction-limited optical elements // Applied Optics, v.5, №4, p.633-637,1966

46. SimsS.D., Stein A., RothC. Rods pumped by flash lamps // Applied Optics, v.6, №3, p.579-580,1967

47. Koechner W., Rice D.K. Effect of birefringence on the performance of linearly polarized YAG:Nd lasers // IEEE Journal of Quantum Electronics, v.6, №9, p.557-566, 1970

48. Мак A.A., Митышн B.M., Соме JI.H. О термооптических постоянных активированных стекол // Оптико-механическая промышленность, №9, с.65-66, 1971

49. Витрищак И.Б., Соме J1.H., Тарасов А. А. О собственных поляризациях резонатора с термически деформированным активным элементом // Журнал технической физики, t.XLIV, №5, с. 1055-1062, 1974

50. Gopi N., Nathan T.P.S., Sinha В.К. Experimental studies of transient, thermal depolarization in a Nd:glass laser rod // Applied Optics, v.29, №15, p.2259-2265, 1990

51. Uppal J.S., Gupta P.D., Bhawalkar D.D. Study of thermally induced active birefringence in Nd:glass laser rods // Journal of Applied Physics, v.54, №11, p.6615-6619, 1983

52. Bunkenberg J., Boles J., Brown D.C., Eastman J., Hoose J., Hopkins R., Iwan L., Jacobs S.D., Kelly J.H., Kumpan S., Letzring S., Lonobile D., Lund L.D., Mourou G., Refermat S., Seka W., Soures J.M., Walsh K., The Omega high-power phosphate-glass system: design and performance // IEEE Journal of Quantum Electronics, v. 17, №9, p.1620-1628,1981

53. Kuzmin A.A., Khazanov E.A., Shaykin A.A. Thermo-induced distortions of radiation in large aperture laser amplifiers // Proc. SPIE, v.7721, p.77211G, 2010 (Solid State Lasers and Amplifiers IV, and High Power Lasers ed. Paulus G.G., Graf Т., Mackenzie J.I., Bagnoud V., Le Blanc C., Jelinkova H.)

54. Kuzmin A.A., Khazanov E.A., Shaykin A.A. Large-aperture Nd:glass laser amplifiers with high pulse repetition rate // Optics Express, v.19, №15, p.14223-14232, 2011

55. Кузьмин A.A., Хазанов E.A., Шайкин A.A. Импульсно-периодический режим работы широкоапертурных лазерных усилителей из неодимового стекла // Квантовая Электроника, т.42, №4, с.283-291, 2012

56. Kuzmin А.А., Silin D.E., Shaykin А.А., Kozhevatov I.E., Khazanov E.A. Simple method of measurement of phase distortions in laser amplifiers // Journal of the Optical Society of America B, v.29, №6, p. 1152-1156, 2012

57. Кузьмин A.A., Лучинин Г.А., Потёмкин A.K., Соловьёв А.А., Хазанов Е.А., Шайкин А.А. Термонаведённые искажения в стержневых лазерных усилителях на неодимовом стекле // Квантовая Электроника, т.39, №10, с.895-900, 2009

58. Griffith A.A. The phenomenon of rupture and flow in solids // Philosophical Transactions of the Royal Society of London, V.221A, №4, p.163-198, 1920

59. Rice J.R. A path independent integral and the approximate analysis of strain concentration by notches and cracks // Journal of Applied Mechanics, v.35, №2, p.379-386, 1968

60. Журков C.H. Кинетическая концепция прочности твердых тел // Вестник АН СССР, №3, с.46-52,1968

61. Бутаев A.M. Прочность стекла. Ионообменное упрочнение. Махачкала, 1997

62. LuT.J., Fleck N.A. The thermal shock resistance of solids // Acta mater, v.46, №13, p.4755-4768, 1998

63. Peitl O., Zanotto E.D. Thermal shock properties of chemically toughened borosilicate glass // Journal of Non-Crystalline Solids, v.247, p.39-49, 1999

64. Menzel R. Photonics. Berlin: Springer, 2001

65. Chen Y.F. Design criteria for concentration optimization in scaling diode end-pumped lasers to high powers: influence of thermal fracture // IEEE Journal of Quantum Electronics, v.35, №2, p.234-239, 1999

66. Cousins A.K. Temperature and thermal stress scaling in finite-length end-pumped laser rods // IEEE Journal of Quantum Electronics, v.28, №4, p.1057-1069, 1992

67. Tidwell S.C., Seamans J.F., Bowers M.S., Cousins A.K. Scaling cw diode-end-pumped Nd:YAG lasers to high average powers // IEEE Journal of Quantum Electronics, v.28, №4, p.997-1009, 1992

68. Авакянц Л.И., Бужинский И.М., Корягина Е.И., Суркова В.Ф. Характеристики лазерных стекол (справочный обзор) // Квантовая Электроника, т.5, №4, с.725-752, 1978

69. Chambare J.-P., Chekhlov O.; Cheriaux G.; Collier J.; Dabu R.; Dombi P.; Dunne A.M.; ErtelK.; Georges P.; HeblingJ.; HeinJ.; Hernandez-Gomez C.; Hooker C.; Karsch S.; KornG.; Krausz F.; Le Blanc C.; Major Zs.; MathieuF.; MetzgerT.; MourouG.; Nickles P.; Osvay K.; Rus В.; Sandner W.; Szabo G.; Ursescu D.; Varju K. Extreme light infrastructure: laser architecture and major challenges // Proc. SPIE, v.7721, p.7721 ID, 2010 (Solid State Lasers and Amplifiers IV, and High Power Lasers ed. Paulus G.G., Graf Т., Mackenzie J.I., Bagnoud V., Le Blanc C., Jelinkova H.)

70. www.xcels.iapras.ru

71. Le Blanc C., Cheriaux G., Georges P., ZouJ.P., MenneratG., DruonF., Papadopoulos D., Pelegrina A., Ramirez P., Giambruno F., Freneaux A., Leconte F., Badarau D., Boudenne J.M., Audebert P., Fournet D., Valloton Т., Paillard J.L., VerayJ.L., PinaM., MonotP., Martin P., MathieuF., Chambaret J.P., AmiranoffF. Apollon-lOP: status and implementation // Proc. of International Committee on Ultra Intense Lasers Conference (ICUIL 2012). Mamaia, Romania, 2012, p. 32

72. Hernandez-Gomez C., Blake S.P., Chekhlov O., Clarke R.J., Dunne A.M., Galimberti M., Hancock S., Holligan P., Lyachev A., Matousek P., Musgrave I.O., Neely D., Norreys P.A., Ross I., Tang Y., Winstone T.B., Wyborn B.E., Collier J. The Vulcan 10 PW project // CLF Annual Report 2008-2009, p.267-270

73. Kawanaka J. Conceptual design of Sub-Exa-Watts OPCPA system // Proc. of International Committee on Ultra Intense Lasers Conference (ICUIL 2012). Mamaia, Romania, 2012, p. 14

74. Ditmire T. Toward the development of rep-rated multi-PW lasers // Proc. of International Committee on Ultra Intense Lasers Conference (ICUIL 2012). Mamaia, Romania, 2012, p.18

75. Li R., Liang X., Lenf Y., Qu R., Xu Z. Recent progress on the development of a 10 PW laser system at SIOM // Proc. of International Committee on Ultra Intense Lasers Conference (ICUIL 2012). Mamaia, Romania, 2012, p.22

76. Leemans W.P., Deshmukh A., Duarte R., Eisentraut Z., Fournier D.S., Gonsalves A.J., Lockhart D., Sanen G., Stezelberger T, Syversrud D., Toth Cs., Ybarrolaza N., Zimmermann S., Lureau F., Laux S., Casagrande O., Radier C., Chalus O., Caradec F., Simon-Boisson C. The BELLA system and facility // Proc. of International Committee on Ultra Intense Lasers Conference (ICUIL 2012). Mamaia, Romania, 2012, p.35

77. Кузьмин A.A., Кулагин O.B., Хазанов E.A., Шайкин А.А. Лазер на неодимовом стекле с энергией импульсов 220 Дж и частотой их следования 0.02 Гц // Квантовая Электроника, т.43, №7, с.597-599, 2013

78. Рагульский В.В. ОВФ при вынужденном рассеянии света. Москва: Наука, 1990

79. Дмитриев В.Г. Нелинейная оптика и обращение волнового фронта. Москва: Физматлит, 2000

80. Беспалов В.И., Пасманик Г.А. Нелинейная оптика и адаптивные лазерные системы. Москва: Наука, 1985

81. Зельдович Б.Я., Пилипецкий Н.Ф., Шкунов В.В. Обращение волнового фронта. Москва: Наука, 1985

82. Andreev N., Khazanov Е., Pasmanik G. Applications of Brillouin cell to high repetition rate solid-state lasers // IEEE Journal of Quantum Electronics, v.28, №1, p.330-341, 1992

83. Andreev N.F., BabinA.A., Khazanov E.A., Paperny S.B., Pasmanik G.A. Pulserepetition solid-state laser with SBS-cells // Laser Physics, v.2, №1, p.1-19, 1992

84. Rockwell D.A. A review of phase-conjugate solid-state laser // IEEE Journal of Quantum Electronics, v.24, №6, p. 1124-1140, 1988

85. Scott W.C., de Wit M. Birefringence compensation and TEMoo mode enhancement in a Nd:YAG laser // Applied Physics Letters, v.18, №1, p.3-4, 1971

86. Kim H.S., Kim J.-T., Park J.R. Stable range enhancement in a symmetric confocal two-rod resonator with 90° optical rotator // IEEE Journal of Quantum Electronics, v.39, №12, p.1594-1599,2003

87. Yasui K. Efficient and stable operation of a high-brightness cw 500-W Nd:YAG rod laser // Applied Optics, v.35, №15, p.2566-2569, 1996

88. Lu Q., Kugler N., Weber H., Dong S., Muller N., Wittrock U. A novel approach for compensation of birefringence in cylindrical Nd:YAG rods // Optical and Quantum Electronics, v.28, №1, p.57-69, 1996

89. Frede M., Wilhelm R., Brendel M., Fallnich C. High power fundamental mode Nd:YAG laser with efficient birefringence compensation // Optics Express, v.12, №15, p.3581-3589, 2004

90. Giuliani G., Ristori P. Polarization flip cavities: a new approach to laser resonators // Optics Communications, v.35, №1, p.109-112, 1980

91. Martinelli M. A universal compensator for polarization change induced by birefringence on a retracing beam // Optics Communications, v.72, №6, p.341-344, 1989

92. Bhandari R. A useful generalization of the Martinelli effect // Optics Communications, v.88, №1, p.1-5, 1992

93. Carrl.D., HannaD.C. Performance of a Nd:YAG oscillator/amplifier with phase-conjugation via stimulated Brillouin scattering // Applied Physics B, v.36, №2, p.83-92, 1985

94. Jackel S.M., Kaufman A. High-repetition-rate oscillators based on athermal glass rods and on birefringence correction techniques // Optical Engineering, v.33, №9, p.3008-3017, 1994

95. Zou J., Wattellier В., Fuchs J., Chanteloup J.-C., Haefner C. High focusability performance obtained on the LULI 100TW laser facility by use of a dielectric coated deformable mirror // Proc. SPIE, v.5333, p.37-44, 2004 (Solid State Lasers XIII: Technology and Devices, ed. Scheps R.H., Hanna J.)

96. Kurczynski P., Dyson H.M., SadouletB., Bower J.E., Lai W.Y.-C., Vansfield W.M., Taylor J.A. Fabrication and measurement of low-stress membrane mirrors for adaptive optics // Applied Optics, v.43, №18, p.3573-3580, 2004

97. Webb R.H., Albanese M.J., Zhou Y., Bifano Т., Bums S. Stroke amplifier for deformable mirrors // Applied Optics, v.43, №28, p.5330-5333, 2004

98. Потемкин A.K., Журин K.A., Кирсанов A.B., Копелович Е.А., Кузнецов М.В., Кузьмин А.А., Флат Ф.А., Хазанов Е.А., Шайкин А.А. Эффективные широкоапертурные стержневые усилители на неодимовом стекле // Квантовая Электроника, т.41, №6, с.487-491, 2011

99. Kuzmin А.А., Shaykin А.А., Soloviev А.А., Khazanov E.A. Thermal depolarization and gain cross-section distribution in Nd:glass laser amplifiers // 13-th Conference on Laser Optics. St. Petersburg, Russia, June 23-28, 2008

100. Kuzmin A.A. Thermoinduced depolarization and phase distortions in Nd:glass rod active media // Proc. of Russian-French-German Laser Symposium. Nizhny Novgorod, Russia, May 17-22, 2009, p. 163-164

101. Kuzmin A.A., Khazanov E.A., Shaykin A.A. Thermo-induced distortions of radiation in large aperture laser amplifiers // SPIE International Symposium Photonics Europe. Brussels, Belgium, April 12-16, 2010

102. Kuzmin A.A., Shaykin A.A., Khazanov E.A. Large aperture Nd:glass amplifiers with high pulse repetition rate // International Conference SPIE Optics + Optoelectronics. Prague, Czech Republic, 18-21 April, 2011

103. Kuzmin A.A., Shaykin A.A., Khazanov E.A. Project of 200 J 20 ns 1 shot/minute Nd:glass laser for CPA in Ti:sapphire // Proc. of the 3-rd International Symposium Topical Problems of Biophotonics. St. Petersburg - Nizhny Novgorod, July 16-22, 2011, p.296-297

104. Kuzmin A.A., Shaykin A.A., Khazanov E.A. Experimental study of thermally induced phase distortions in large aperture neodymium glass amplifiers // 14-th Conference on Laser Optics. St. Petersburg, Russia, June 28 - July 2, 2010

105,

106

107.

108

109

110,

111

112,

113

114,

115,

116

117,

118,

Kuzmin A.A., Khazanov E.A., Shaykin A. A. Large-aperture Nd:glass laser amplifiers with high pulse repetition rate // International Conference Nonlinear Optics: East-West Reunion. Suzdal, Russia, 21-23 September, 2011

Kuzmin A.A. Project of 200 J (SH) 20 ns 1 shot/minute Nd:glass laser for CPA in Ti:sapphire // ISTC-GSI Young scientists school. Darmstadt, Germany, October 10-15, 2011

Kuzmin A.A., Khazanov E.A., Shaykin A.A. 300 J Nd:glass laser with pulse repetition rate of 1 shot/ 1 minute // 15-th Conference on Laser Optics. St. Petersburg, Russia, June 25-29, 2012

Kuzmin A.A., Khazanov E.A., Shaykin A.A. 300 J Nd:glass laser with pulse repetition rate of 1 shot per 1 minute // Proc. of International Committee on Ultra Intense Lasers Conference (ICUIL 2012). Mamaia, Romania, 2012, p.25

Най Д. Физические свойства кристаллов и их описание при помощи тензоров и матриц. Москва: Иностранная литература, 1960

Корн Г., Корн Т. Справочник по математике для научных работников и инженеров. Москва: Наука, 1984

Горелик Г.С. О применении модуляционного метода в оптической интерферометрии // Доклады АН СССР, т.83, с.549-552, 1952

CreathK. Phase-measurement interferometry techniques // Progress in Optics, v.26, p.349-393, 1989

Sasaki O., Okazaki H. Sinusoidal phase modulating interferometry for surface profile measurements // Applied Optics, v.25, №18, p.3137-3140, 1986

Кожеватов И.Е., Куликова E.X., Черагин Н.П. Фазомодуляционные методы контроля интерферометров Фабри-Перо // Оптика и спектроскопия, т. 80, №6, с.1011-1017, 1996

www.opticsinfobase.org/iosab/abstract.cfm7URIHosab-29-6-l 152 Блажко В.В., Бубнов М.М., Дианов Е.М., Чиколини А.В. Измерение температурной зависимости коэффициента линейного расширения и температурного коэффициента показателя преломления лазерных стекол // Квантовая Электроника, т.З, №5, с.1151-1153, 1976

Markiewicz J.P., EmmettJ.L. Design of flashlamp driving circuits // IEEE Journal of Quantum Electronics, v.2, №11, p.707-711, 1966

Goncz J.H. Resistivity of xenon plasma // Journal of Applied Physics, v.36, №3, p.742-743, 1965

119. Siegrist M.R. Cusp shape reflectors to pump disk or slab lasers // Applied Optics, v. 15, №9, p.2167-2171, 1976

120. Poteomkin A.K., Kirsanov A.V., Martyanov M.A., Khazanov E.A., ShaykinA.A. Compact 300 J/ 300 GW frequency doubled neodimium glass laser. Part II: Description of Laser setup // IEEE Journal of Quantum Electronics, v.45, №7, p.854-862, 2009

121. Баянов В.И., Бордачев Е.Г., Крыжановский В.И., Серебряков В.А., Щавелев О.С., Чарухчев А.В., ЯшинВ.Е. Стержневые усилители на фосфатном неодимовом стекле диаметром 60 мм с высоким коэффициентом усиления // Квантовая Электроника, т. 11, №2, с.310-315,1984

122. Баянов В.И., Бордачев Е.Г., Волынкин В.М., Крыжановский В.И., МакА.А., Моторин И.В., Никонова М.В., Серебряков В.А., Стариков А.Д., Чарухчев А.В., Щавелев О.С., Яшин В.Е. Стержневые усилители большой апертуры на фосфатном неодимовом стекле для лазеров с высокой яркостью излучения. // Квантовая Электроника, т. 13, №9, с. 1891-1896, 1986

123. Даниэль Е.В., Колпакова И.В. Влияние отраженного осветителем собственного излучения импульсной лампы на её спектроскопические характеристики // Журнал Прикладной Спектроскопии, т. 10, №4, с.592-594, 1969

124. www.opticsinfobase.org/oe/abstract.cfm?URI=oe-19-l 5-14223

125. МакА.А., СомсЛ.Н., ФромзельВ.А., ЯшинВ.Е. Лазеры на неодимовом стекле. Москва: Наука, 1990

126. Lowdermilk W.H., Milam D. Laser-induced surface and coating damage // IEEE Journal of Quantum Electronics, v. 17, №12, p. 1888-1902, 1981

127. Sutherland R.L. Handbook of nonlinear optics. New York: Basel, 2003

128. Потемкин A.K., Катин E.B., Кирсанов A.B., Лучинин Г.А., Малыпаков А.Н., Мартьянов М.А., Матвеев А.З., Палашов О.В., Хазанов Е.А., Шайкин А.А. Компактный лазер на фосфатном стекле с неодимом с энергией 100 Дж и мощностью 100 ГВт для накачки параметрического усилителя чирпированных импульсов // Квантовая Электроника, т.35, №4, с.302-310, 2005

129. Kokh A., Vlezko V., Kokh К., KononovaN., Villeval Ph., Lupinski D. Dynamic control over the heat field during LBO crystal growth by Kyropoulos method // in Proc. of the 5th International Workshop on Crystal Growth Technology. Berlin, Germany, June 2630, 2011, p.140-141

130. IvanovL, BulkanovA., Khazanov E., MukhinL, Palashov O.V., TsvetkovV., Popov P. Terbium gallium garnet for high average power Faraday isolators: modern aspects of

growing and characterization // in Proc. of CLEO/Europe-EQEC, Munich, Germany, 2009

131. Райзер Ю.П. Оптические разряды // Успехи Физических Наук, т. 132, №11, с.549-581,1980

132. Беспалов В.И., Таланов В.И. О нитевидной структуре пучков света в нелинейных жидкостях // Письма в ЖЭТФ, т.З, №12, с.471-476, 1966

133. Speck D., Bliss E.S., Glaze J., Herris J., Holloway F., Hunt J., Johnson В., Kuizenga D.J., Ozarski R., Patton H.G., Rupert P., Suski G.J., Swift C., Thompson C. The Shiva laserfusion facility // IEEE Journal of Quantum Electronics, v. 17, №9, p.1599-1619, 1981

134. Власов C.H., Крыжановский В.П., ЯшинВ.Е. Использование световых пучков с круговой поляризацией для подавления самофокусировочной неустойчивости в нелинейной кубичной среде с ретрансляторами // Квантовая Электроника, т.9, №1, с. 14-20, 1982

135. Kochetkova M.S., Martyanov М.А., Poteomkin А.К., KhazanovE.A. Propagation of laser radiation in a medium with thermally induced birefringence and cubic nonlinearity // Optics Express, v.18, №12, p.12839-12851, 2010

136. KuzminaM.S., MartyanovM.A., PoteomkinA.K., KhazanovE.A., ShaykinA.A. Theoretical and experimental study of laser radiation propagating in a medium with thermally induced birefringence and cubic nonlinearity // Optics Express, v. 19, №22, p.21977-21988, 2011

137. Andreev N.F., KulaginO.V., Palashov O.V., Pasmanik G.A., Rodchenkov V.I. SBS of repetitively pulsed radiation and possibility of increasing of the pump average power // Proc. SPIE, v.2633, p.476-493, 1996

138. Silfvast W.T. Laser Fundamentals. Cambrige: University Press, 2004

139. YoshidaH., KmetikV., FujitaH., NakatsukaM., YamanakaT., YoshibaK. Heavy fluorocarbon liquids for a phase-conjugated stimulated Brillouin scattering mirror // Applied Optics, v.36, №16, p.3739-3744, 1997

140. Siegman A.E. New developments in laser resonators // Proc. SPIE, v.1224, p.2-14, 1990