Многоволновые лазерные системы пико- и наносекундных импульсов УФ- и ИК- спектральных диапазонов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.21, кандидат наук Садовский, Сергей Павлович

• Садовский, Сергей Павлович
• кандидат наук
• 2015

Оглавление диссертации кандидат наук Садовский, Сергей Павлович

Оглавление

Введение

Список публикаций

Краткое содержание работы

Глава 1. Обзор литературы

1.1 Методы формирования импульсов короткой и ультракороткой длительности

1.2 Генерация суммарной частоты, оптическая параметрическая генерация и усиление света

1.3 Генерация УФ-излучения

1.4 Двухчастотная лазерная генерация

Глава 2. Генерация пикосекундных УФ-импульсов

2.1 Генерация пикосекундных УФ-импульсов с длиной волны 248 нм на основе Ш3+:УАР-лазера

2.1.1 Выбор схемы нелинейно-оптического преобразования

2.1.2 Экспериментальная установка

2.1.3 Нелинейное преобразование излучения

2.2 Генерация мощных пикосекундных УФ-импульсов с длиной волны 193.4 нм

"3

на основе N(1 гУАв-лазера и эксимерного АгБ-усилителя

2.2.1 Выбор схемы нелинейно-оптического преобразования

2.2.2 Экспериментальная установка

2.2.3 Нелинейное преобразование излучения

2.2.4 Усиление в АгБ-эксимерном усилителе

2.3 Выводы к Главе 2

Глава 3. Управление добротностью лазеров пассивным затвором из кристаллов Со :С(13Са5012 и Со2+:]У^А1204

3.1 Спектрально-модуляционные характеристики кристалла Со :0ё3Са50]2

3.2 Модуляция добротности в области 1.3 мкм

3.3 Модуляция добротности в области 1.5 мкм

3.4 Выводы к Главе 3

Глава 4. Перестраиваемая двухчастотная генерация

М :УУО 4-лазера на

переходе неодима ^/^//и

4.1 Экспериментальная установка

4.2 Результаты

4.3 Выводы к Главе 4

Заключение

Список используемых сокращений

Список литературы

4

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Многоволновые лазерные системы пико- и наносекундных импульсов УФ- и ИК- спектральных диапазонов»

Введение

Актуальность работы. Многообразие задач исследовательского и технологического характера, решение которых требует наличия источников когерентного излучения с оптимальными для каждой задачи параметрами, а именно: длины волны, энергии, мощности, длительности импульса, ширины спектра, частоты повторения импульсов и т.д., предопределяет повышенный интерес к созданию и развитию новых лазерных систем. К настоящему времени известно огромное число активных лазерных сред, на которых получена генерация в ультрафиолетовом (УФ), видимом и инфракрасном (ИК) диапазонах. Однако до сих пор существуют спектральные области, для которых отсутствуют источники лазерного излучения, либо их характеристики не соответствуют предъявляемым требованиям.

Существенно расширить диапазон длин волн позволяют методы нелинейной оптики: за счет преобразования излучения во вторую и высшие гармоники, вынужденного комбинационного рассеяния света (ВКР) [1] и параметрической генерации света (ПГС) [2]. Особенностью последнего является возможность плавной перестройки длины волны и настройка на конкретную, требуемую в эксперименте частоту лазерного излучения.

Наличие источников излучения высокой мощности в ультрафиолетовом диапазоне представляет чрезвычайно важный интерес с точки зрения практического их применения в фотохимии [3, 4], фотолитографии [5], УФ-спектроскопии [6], обнаружении следов загрязняющих веществ в атмосфере [7], фотоабляции органических материалов [8], в системах масс-спектрометрии [9] и для решения многих других задач [7, 10, 11]. Особое место занимает проблема создания спектрально перестраиваемых источников УФ-импульсов ультракороткой длительности с высокой пиковой мощностью [12]. Такие источники необходимы, в частности, для создания когерентного ВУФ-излучения в области 10-100 нм [13, 14].

Одним из основных способов получения УФ-излучения высокой пиковой мощности и ультракороткой длительности (УКИ) является использование связки: задающий пико- или фемтосекундный генератор импульсов и эксимерный усилитель [15]. Исторически в первых работах по генерации УКИ в УФ-области в качестве задающих генераторов использовались лазеры на красителях [16-18], которым присущи существенные недостатки по сравнению с твердотельными лазерами: быстрая деградация красителя, жесткие требования к стабильности лазера накачки, сложность системы синхронизации. В настоящее время для генерации УФ-излучения ультракороткой длительности активно используются твердотельные системы на основе титан-сапфировых (И:8а) лазеров с последующим нелинейно-оптическим преобразованием излучения [12, 19, 20]. Однако они также не лишены ряда недостатков. К ним можно отнести сложность настройки ТкЗа-лазерной системы, высокие требования к стабильности лазера накачки и жесткие требования к условиям окружающей среды. Поэтому реализация эффективного задающего твердотельного генератора УФ-излучения короткой и ультракороткой длительности на длинах волн эксимерных лазеров, который был бы лишен вышеуказанных недостатков, является важной и актуальной задачей.

Двухчастотные лазеры с возможностью перестройки частоты излучения представляют научный и практический интерес в таких областях, как локация, спектроскопия, создание настраиваемых на заданную частоту лазерных терагерцевых источников. При этом перспективными являются двухчастотные лазеры, в которых выходное излучение генерируется в результате внутрирезонаторной селекции длин волн [21-23]. Излучение таких лазеров, в отличие от излучения, например, двух отдельных лазеров, автоматически совмещено во времени и в пространстве.

Таким образом, исследования, направленные на решение перечисленных задач, являются актуальными как с научной, так и с практической точек зрения.

Целью диссертационной работы являлось экспериментальное исследование и разработка схем и методик преобразования лазерного излучения

ближней инфракрасной области в область вакуумного ультрафиолета, исследование модуляционных характеристик новых пассивных модуляторов добротности лазеров, разработка новых пикосекундных и наносекундных двухчастотных лазерных систем.

В рамках этого направления решались следующие основные задачи:

п I

1. Создание на базе Nd :УАР-лазера (\=1079 нм) твердотельного генератора излучения пикосекундной длительности с длиной волны Х=248 нм с возможностью последующего усиления его излучения в KrF-эксимерной активной среде.

<5 I

2. Создание на базе Nd :YAG -лазера (Х=1064 нм) твердотельного генератора излучения пикосекундной длительности с длиной волны \=193.4 нм с возможностью последующего усиления его излучения в ArF-эксимерной активной среде.

3. Исследование и использование нового нелинейно-оптического материала — кристалла гадолиний-галлиевого граната Со :Gd3Ga50i2 в качестве модулятора добротности лазеров, генерирующих излучение в спектральном диапазоне 1.3-1.7 мкм.

4. Создание двухчастотного пикосекундного

Nd :YVO

4-лазера с

перестраиваемым спектральным интервалом в диапазоне нескольких единиц нанометров между генерируемыми длинами волн: Л=1064±2 нм.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Разработана и создана полностью твердотельная лазерная система, генерирующая УФ- пикосекундные импульсы с длиной волны \=248 нм, основанная на безрезонаторном параметрическом преобразовании излучения

о I

оптических гармоник и их комбинаций Nd :УАР-лазера (\=1079 нм).

2. Впервые создана полностью твердотельная лазерная система, генерирующая перестраиваемые в диапазоне \=191—200нм длин волн УФ-пикосекундные импульсы, основанная на безрезонаторном параметрическом

преобразовании излучения оптических гармоник и их комбинаций N<1 :УАО-лазера (\=1064 нм).

3. Впервые исследован и использован в качестве модулятора добротности лазеров, генерирующих излучение в диапазоне длин волн 1.3—1.7мкм, новый

2"Ь 7+

кристалл

Со"-Ш30а50 12- Измерены сечения поглощения иона Со на длине волны А=1535 нм из основного и метастабильного состояний. С использованием пассивного затвора

Со" :0а3Са5012

реализована модуляция добротности излучения лазера на эрбиевом стекле (\=1.535 мкм) и лазеров на кристаллах Ш3+:УАС (\=1.3 мкм) и Ш3+:УУ04 (Х=1.34 мкм).

4. Впервые осуществлена плавная перестройка разности длин волн излучения (ДЛ=1.2-4.4 нм) двухчастотного лазера на основе кристалла N(1 :УУО,?, вырезанного вдоль оси а, для а-поляризации излучения на переходе неодима

1/2 (А—1064 нм) в режимах: свободной генерации, модуляции добротности и синхронизации мод совместно с модуляцией добротности. Практическая значимость

Созданная в данной работе лазерная система с длиной волны генерации Л=193 нм используется в исследованиях, которые направлены на создание генераторов направленного электромагнитного излучения СВЧ-диапазона на базе УФ-фотокатодов [24].

Исследованный новый кристалл Со :0ёзСа5012, обладающий необходимым качеством пассивного затвора, применим в качестве модулятора добротности в лазерах с длинами волн генерации Л=1.3—1.7 мкм. В частности, такой затвор может быть использован при разработке безопасных для зрения (длина волны Л=1.535 мкм) импульсных лазеров с активными элементами из эрбиевого стекла.

Созданный двухчастотный лазер с перестраиваемой в диапазоне от 1.2 до 4.4 нм разностью генерируемых длин волн открывает перспективы получения узкополосного терагерцового излучения с возможностью настройки частоты излучения на окно прозрачности атмосферы, например на частотах 0.63, 0.64, 0.71 ТГц.

Основные положения и результаты, выносимые на защиту:

1. Пикосекундные импульсы на длине волны Л=248 нм могут быть получены с использованием одного твердотельного №3+:УАР-лазера за счет последовательного преобразования его излучения (\=1079нм) во вторую и третью оптические гармоники, безрезонаторной параметрической генерации и генерации суммарной частоты.

2. Пикосекундные импульсы на длинах волн Л=191-200нм могут быть получены с использованием одного твердотельного Ис13+:УАС-лазера за счет последовательного преобразования его излучения (А=1064 нм) во вторую и четвертую оптические гармоники, безрезонаторной параметрической генерации и генерации суммарной частоты.

3. Пассивный затвор на основе кристалла

Со гОс^СадО 12 позволяет осуществлять модуляцию добротности лазеров генерирующих наносекундные импульсы на длинах волн 1.3, 1.34 и 1.535 мкм.

4. Двухчастотное излучение лазера на основе кристалла

N(1 :УУОд

(А=1064нм) с плавной перестройкой разности длин волн в пределах АА=1.2-4.4 нм может быть получено с использованием набора эталонов Фабри — Перо в режимах: свободной генерации, модуляции добротности и синхронизации мод совместно с модуляцией добротности.

Достоверность полученных результатов обеспечивается высоким уровнем использованного экспериментального оборудования; сопоставлением данных, полученных различными методами; применением современных теоретических представлений и методов обработки при анализе данных; сравнением полученных результатов с имеющимися литературными данными; воспроизводимостью результатов.

Личный вклад соискателя в диссертационную работу заключается в активном участии в постановке задач, определении способов их решения, проведении экспериментальной работы, анализе и интерпретации полученных данных, написании статей и апробации результатов.

Апробация работы. Результаты диссертационной работы докладывались на Международной конференции Advanced Laser Technologies, ALT'09 (г. Анталия, Турция, сентябрь 2009), Международной конференции по когерентной и нелинейной оптике, лазерам, их приложениям и технологиям ICONO/LAT'2013 (г.Москва, Россия, июнь 2013), Одиннадцатом Международном Междисциплинарном Семинаре LPpM3-XI (г. Будва, Черногория, сентябрь 2013), Международной конференции Advanced Laser Technologies, ALT'13 (г. Будва, Черногория, сентябрь 2013), Седьмой всероссийской школе для студентов, аспирантов, молодых ученых и специалистов по лазерной физике и лазерным технологиям (г. Москва, июль 2013), Всероссийской школе для студентов, аспирантов, молодых ученых и специалистов по лазерной физике и лазерным технологиям (г. Санкт-Петербург, июнь 2014), Международной конференции «Оптика лазеров 2014» (г. Санкт-Петербург, июль 2014).

Публикации

Результаты работы по теме диссертации изложены в 9 научных публикациях (6 статей в научных рецензируемых журналах, рекомендованных ВАК).

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, 4 глав и заключения и списка используемой литературы. Общий объем диссертации составляет 105 страниц, включая 45 рисунков и 7 таблиц.

Список публикаций

Список публикаций по теме диссертации:

1. Sirotkin A.A., Sadovskiv S.P., Garnov S.V. 1,3 (im passively Q-switched diode pumped lasers with Co2+ doped crystals as the saturable absorbers // The 17th International Conference on Advanced Laser Technologies (ALT'09), Antalya, Turkey, 2009. Book of Abstracts. — P.101

2. Кравченко В.Б., Садовский П.И., Соболев A.T., Захаров JI.IO.,

Л I

Садовский С.П. Кристалл GGG:Co — нелинейно-оптический материал для диапазона 1.3—1.7 мкм //Квант, электроника. 2009. Т. 39. № 12. —С. 1121-1124.

3. Изынеев А.А., Садовский П.И., Садовский С.П. О возможности увеличения энергии импульса эрбиевого минилазера на стекле с пассивной модуляцией добротности // Квант, электроника. 2010. Т. 40. № 5. — С. 389-392.

4. Садовский С.П. Источник пикосекундных УФ-лазериых импульсов на основе параметрического преобразования излучения // Труды 54-й научной конференции МФТИ «Проблемы фундаментальных и прикладных естественных и технических наук в современном информационном обществе». Москва— Долгопрудный-Жуковский: МФТИ. 2011. — С. 55-56

5. Sadovskiv S.P., Sirotkin А.А., Garnov S.V. Tunable two-frequency G-polarized Nd:YV04 -YV04 laser // The 21th International Conference on Advanced Laser Technologies (ALT'13), Budva, Montenegro, 2012. Book of Abstracts. — P. 159

6. Сироткин A.A., Садовский С.П., Гарнов С.В. Двухчастотный пикосекундный лазер на композитных кристаллах ванадатов с о-поляризацией излучения //Квант, электроника. 2013. Т. 43. № 7. — С. 600-602.

7. Брендель В.М., Букин В.В., Гарнов С.В., Багдасаров В.Х., Садовский С.П., Чижов П.А., Долматов Т.В., Лоза О.Т., Литвин В.О., Тараканов В.П., Терехин В.А., Трутнев Ю.А. Сверхсветовой источник направленного импульсного широполосного электромагнитного излучения // Формирование, обработка и

регистрация электромагнитных полей. М.: Наука, 2014. —С. 59-65. (Труды ИОФАН. Т. 70).

8. Садовский С.П., Чижов П.А., Букин В.В., Брендель В.М., Долматов Т.В., Поливанов Ю.Н., Орлов С.Н., Гарнов C.B., Вартапетов С.К. Пикосекундная лазерная система с длиной волны 193 нм на основе твердотельного Nd:YAG лазера, парметрического генератора и ArF усилителя // Формирование, обработка и регистрация электромагнитных полей. М.: Наука, 2014. —С. 73-78. (Труды ИОФАН. Т. 70).

9. Садовский С.П., Чижов П.А., Букин В.В., Брендель В.М., Долматов Т.В., Поливанов Ю.Н., Воробьев Н.С., Смирнов A.B., Гарнов C.B., Гарнов C.B., Вартапетов С.К. Генерация пикосекундных УФ импульсов на основе Nd3+:YAG лазера с усилением в ArF-усилителе // Квант, электроника. 2015. Т. 45. № 3. — С. 189-192.

Краткое содержание работы

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулированы цель и задачи работы, представлена научная новизна и практическая значимость полученных результатов. Кратко изложены основные научные положения, выносимые на защиту. Приведены сведения об апробации работы, личном вкладе автора.

Первая глава носит обзорный характер, в ней проведен анализ современного состояния проблем, затронутых в диссертации. Проведен обзор работ по генерации лазерных импульсов короткой длительности, использованию нелинейно-оптических преобразований для генерации коротковолнового излучения. Рассмотрены способы получения двухчастотного излучения. Проанализированы результаты, опубликованные в научной литературе.

В параграфе 1.1 представлен обзор современных методов генерации лазерных импульсов короткой длительности. Рассмотрены материалы, пригодные для использования в качестве пассивных затворов для модуляции добротности и синхронизации мод в широком спектральном диапазоне.

В параграфе 1.2 изложены основные принципы генерации суммарной частоты, рассмотрена теория оптической параметрической генерации и усиления света.

В параграфе 1.3 рассмотрены способы и методы генерации коротковолнового УФ-излучения ультракороткой длительности с использованием связки генератор-эксимерный усилитель.

Проведено сравнение основных параметров твердотельных лазерных систем и эксимерных лазеров, излучающих в УФ- диапазоне. Дан обзор методов измерения контраста излучения усиленных в эксимерных усилителях УФ-лазерных импульсов. Рассмотрена проблема возникновения суперлюминесценции при усилении затравочного импульса и способы её дискриминации.

В параграфе 1.4 рассмотрены методы двухчастотной лазерной генерации. Проанализированы работы по генерации двухчастотного лазерного излучения с возможностью перестройки длины волны.

Во второй главе представлены исследования и анализ полученных результатов по генерации пикосекундных УФ-импульсов, которые можно эффективно усиливать в эксимерных усилителях.

В параграфе 2.1 описана основанная на нелинейно-оптическом

<5 I

преобразовании излучения № :УАР -лазера (Л=1079нм) методика генерации пикосекундных импульсов с длиной волны Л=248 нм, которые могут быть эффективно усилены в КгР-эксимерном усилителе. Представлен анализ возможных схем преобразования и обоснован выбор используемой в работе схемы: генерация излучения на суммарной частоте (ГСЧ: (248 нм)-1=(798 нм)-1+(359.6 нм)-1) совместно с безрезонаторной параметрической генерацией света (ПГС: (539.5 нм)-1=(798 нм)_1+(1665 нм)-1), где

<5 I

539.5 нм и 359.6 нм — вторая и третья оптические гармоники N<3 :УАР-лазера.

Представлен расчет используемой в работе схемы параметрического генератора-усилителя на основе нескольких кристаллов, при которой расходимость параметрического излучения и пространственный снос луча минимальны. Дана оценка спектральной ширины параметрических волн.

Описана разработанная экспериментальная лазерная установка, которая состоит из задающего генератора лазерного излучения (ЗГ) и двухкаскадного усилителя основной гармоники (У), генераторов второй (ГВГ) и третьей (ГТГ) оптических гармоник, параметрического генератора-усилителя света (ПГС) и генератора суммарной частоты (ГСЧ).

В качестве генератора исходного лазерного излучения на длине волны Л=1079 нм использовался твердотельный N(1 :УАР-лазер со следующими параметрами: частота повторения импульсов 2 Гц, энергия импульса до 10 мДж, длительность импульса 30 пс.

Излучение Ш3+:УАР-лазера преобразовывалось в излучение сигнальной волны ПГС с длиной волны Л=798 нм с возможностью плавной её перестройки

излучения в спектральном диапазоне от 750 до 830 нм. Излучение на суммарной частоте с длиной волны Л=248 нм имело следующие параметры: энергия импульса 40 мкДж, спектральная ширина А\=2 нм.

Таким образом, экспериментально показана возможность генерации пикосекундных импульсов с длиной волны Л=248 нм на базе N(1 :УАР-лазера с использованием выбранной схемы преобразования его излучения.

В параграфе 2.2 описана методика генерации пикосекундных импульсов с перестраиваемой в диапазоне 191-200 нм длиной волны на основе преобразования излучения

-лазера. Излучение на длине волны 193 нм может быть эффективно усилено в АгБ-усилителе. Представлен анализ возможных схем преобразования и обоснован выбор используемой в работе схемы: генерация излучения на суммарной частоте (ГСЧ: (193 нм)~~'=(708 нм)~~'+(266 нм)-1) совместно с безрезонаторной параметрической генерацией света (ПГС: (532 нм)_1=(708 нм)_1+(2134 нм)-1), где 532 нм и 266 нм — вторая и четвертая оптические гармоники Ш3+:УАС-лазера.

Представлен расчет используемой в работе схемы параметрического генератора-усилителя на основе нескольких кристаллов, при которой расходимость параметрического излучения и пространственный снос луча минимальны. Дана оценка спектральной ширины параметрических волн.

Описана разработанная экспериментальная лазерная установка, состоящая из задающего генератора лазерного излучения (ЗГ) и двухкаскадного усилителя основной гармоники (У), генераторов второй (ГВГ) и третьей (ГТГ) оптических гармоник, параметрического генератора-усилителя света (ПГС), генератора суммарной частоты (ГСЧ) и АгБ-эксимерного усилителя.

В качестве генератора исходного лазерного излучения на длине волны А=1064нм использовался твердотельный Ыс13+:УАО-лазер со следующими параметрами: частота повторения импульсов 2 Гц, энергия импульса до 23 мДж, длительность импульса 35 пс.

В результате последовательных преобразований исходного излучения получены пикосекундные импульсы с длиной волны Л=193 нм, энергией 7 мкДж и длительностью импульса 15±3 пс.

Благодаря возможности перестройки длины волны сигнального излучения ПГС в диапазоне 665-850 нм, были получены УФ-пикосекундные импульсы с длинами волн от 191 нм до 200 нм и энергией 4-8 мкДж

Описаны эксперименты по усилению пикосекундных УФ-импульсов с длиной волны А=193 нм в трехпроходном АгБ-эксимерном усилителе. Экспериментально получено излучение с длиной волны Л=193 нм, с энергией до 8 мДж и длительностью импульса 15 пс. Вклад суперлюминесценции в полную энергию импульса составлял не более 10%. Измеренный прямым методом с помощью электронно-оптической камеры Р8 — 1/81 контраст по интенсивности достигал 70-150.

Таким образом, экспериментально показана возможность генерации пикосекундного излучения с длинами волн в диапазоне от 191 нм до 200 нм базе

о I

ЫсГ :УАв -лазера с использованием выбранной схемы преобразования.

В параграфе 2.3 описан эксперимент по получению УФ-излучения с помощью преобразования основной гармоники

ЫсГ:УАР -лазера в излучение

пятой гармоники.

В параграфе 2.4 приводятся основные результаты и выводы к Главе 2.

В третьей главе представлены результаты исследования нового оптического материала — кристалла гадолиний-галлиевого граната Со :0с1з0а50]2 для использования его в качестве пассивного затвора-модулятора добротности лазеров, генерирующих излучение в области длин волн Л=1.3-1.7 мкм.

В параграфе 3.1 приведены основные характеристики кристалла 12- Представлен его спектр поглощения.

Исследован спектр люминесценции кристаллов Со2+:Сс1з0а5012. Измерено сечение поглощения с основного уровня и с метастабильного уровня.

В параграфе 3.2 описана схема эксперимента по генерации излучения лазеров на кристаллах Ш3+:УАО (А=1.3мкм), Ш3+:УУ04 (А.=1.34 мкм), МсГ :СаУ04 (А.=1.34 мкм) в режиме модуляции добротности с пассивным затвором из кристаллов С02+:0ёз0а5012 и Co2+:MgAl204.

В параграфе 3.3 описана схема эксперимента по генерации излучения лазера на эрбиевом стекле (А=1.54 мкм) в режиме модуляции добротности с пассивным затвором из кристаллов С02+:0с1з0а5012 и Со2+:М§А1204. Получена зависимость выходной энергии от энергии накачки для режима свободной генерации и модуляции добротности.

В параграфе 3.4 представлены основные результаты и выводы к Главе 3.

Четвертая глава посвящена разработке и исследованию двухчастотного Ыс13+:УУ04-лазера с перестраиваемыми длинами волн.

В параграфе 4.1 представлена схема двухчастотного лазера. В качестве активного лазерного элемента использовался кристалл Кс13+:УЛЮ4, вырезанный вдоль оси а. Режим модуляции добротности лазера осуществлялся с помощью акустооптического модулятора (МЗ-321М); режим синхронизации мод создавался при введении в резонатор дополнительного модулятора (АС-1). Генерация осуществлялась в режиме сг-поляризации излучения.

Описана методика двухчастотной генерации лазера за счет внесения в резонатор дополнительных спектрально-селективных потерь, которые выравнивают добротность резонатора на разных участках спектра люминесценции активного элемента. В качестве такого селектирующего элемента в работе использовался эталон Фабри - Перо (ФП).

В параграфе 4.2 показаны результаты эксперимента по двухчастотной генерации лазера. Приведены спектральные области перестройки выходного двухчастотного лазерного излучения в режиме свободной генерации при внесении в резонатор эталонов Фабри -Перо разной толщины: 80, 97, 130 и 270 мкм и области спектральной перестройки при изменении наклона эталона Фабри - Перо толщиной 290 мкм. Использование эталонов Фабри — Перо позволило изменять и контролировать разность генерируемых лазером длин волн

в диапазоне от ДЛ=1.2 до ДЛ=4.4 нм. Двухчастотное излучение устойчиво наблюдалось в режиме свободной генерации лазера, в режиме модуляции добротности и в режиме модуляции добротности совместно с синхронизацией мод.

Представлены параметры выходного излучения двухчастотного лазера в режиме свободной генерации, в режиме модуляции добротности и в режиме модуляции добротности совместно с синхронизацией мод.

В параграфе 4.3 приведены основные результаты и выводы к Главе 4. В заключении обсуждаются выводы по результатам диссертации.

Глава 1. Обзор литературы

1.1 Методы формирования импульсов короткой и ультракороткой

длительности

Одной из важнейших проблем лазерной физики является управление длительностью импульса лазерной генерации. Интерес к этой задачи проявляется и в области генерации ультракоротких импульсов, и в наносекундной области длительностей. Управление длительностью лазерного импульса осуществляется методами модуляции добротности и синхронизации мод лазера.

В качестве устройств модуляции добротности в современных лазерных системах ИК диапазона широко применяются устройства пассивной и активной модуляции добротности. В активных устройствах на основе кристаллов, использующих акустооптические, электрооптические эффекты, эффект нарушенного полного внутреннего отражения; для модуляции необходимо воздействие "извне" по отношению к устройству, например, изменение напряжения, приложенного к электрооптическому затвору. В пассивных устройствах модуляция добротности осуществляется оптической нелинейностью среды, используемой в качестве насыщающегося поглотителя. Примером использования пассивной модуляции добротности является применение

4+ 3+

кристаллов Сг :УАО [25] и V :УАО [26], у которых полоса насыщающегося поглощения, находящаяся в области от 0.8 до 1.2 мкм, пригодных для пассивной модуляции добротности неодимовых лазеров. В последние годы выросло внимание к поиску и получению материалов подходящих для использования в качестве насыщающихся поглотителей в области длин волн 1.3—1.7 мкм и изучению их свойств [27-29]. Эти длины волн интересны с точки зрения создания приборов безопасных для зрения, применимы в волоконно-оптических средствах коммуникации, оптической локации и других областях.

Несмотря на уже имеющийся выбор насыщающихся поглотителей для указанной области, задача поиска материала, который оптимален и с точки зрения технологии его производства, так и модулирующих свойств, в настоящее время актуальна. Так материалам с простой технологией синтеза могут быть присущи функциональные недостатки. Например, в сдвинутом в коротковолновую область спектра поглощения ситаллов магниево- и цинковоалюмосиликатных систем, содержащих нанокристаллы шпинелей с примесными ионами двухвалентного кобальта [29], длина волны 1535 нм попадает на край полосы поглощения. Коэффициент пропускания такого пассивного затвора зависит от температурных условий, что ведёт к неустойчивости выходной энергии излучения и к усложнению системы накачки. Очень хорошими характеристиками, с точки зрения модуляции добротности, обладают монокристаллы алюмомагниевой

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Садовский, Сергей Павлович, 2015 год

Список литературы

1. Faust W.L., Flenry C.H. Mixing of visible near-resonance infrared light in GaP // Phys. Rev. Letts. 1966. V. 17. № 25. — P. 1265.

2. Giordmaine J.A., Miller R.C. Tunable Coherent Parametric Oscillation in LiNb03 at Optical Frequencies // Phys. Rev. Lett. 1965. V. 14. № 24. — P. 973976.

3. Anderson N.A., Durfee C.G., Murnane M.M., Kapteyn H.C., Sension R.J. The internal conversions of trans- and cis- 1, 3, 5-hexatriene in cyclohexane solution studied with sub-50 fs UV pulses // Chem. Phys. Lett. 2000. V. 323. № 3. — P. 365-371.

4. Walkup R.E., Misewich J.A., Glownia J.H., Sorokin P.P. Classical model of femtosecond time-resolved absorption spectra of dissociating molecules // J. Phys. Chem. 1991. V. 94. № 5. — P. 3389-3406.

5. Plorn I., Gunther D., Guillong M. Evaluation and design of a solid-state 193 nm OPO-Nd:YAG laser ablation system // Spectrochim. Acta B. 2003. V. 58. — P. 1837-1846.

6. Bhar G.C., Chatterjee U., Rudra A.M., Kumbhakar P. Tunable coherent far-UV generation by frequency conversion in BBO // Quantum Electronics. 1999. V. 29. №9. —P. 800.

7. Koplow J.P., Kliner D.A.V., Goldberg L. Development of a narrow-band, tunable, frequency-quadrupled diode laser for UV absorption spectroscopy // Appl. Opt. 1998. V. 37. № 18. — P. 3954-3960.

8. Lejnine S., Durfee G., Murnane M., Kapteyn PI.C., Makarov V.L., Langmore J.P. Crosslinking of proteins to DNA in human nuclei using a 60 femtosecond 266 nm laser // Nucleic Acids Res. 1999. V. 27. № 18. — P. 3676-3684.

9. Guillong M., Gunther D. Effect of particle size distribution on ICP-induced elemental fractionation in laser ablation-inductively coupled plasma-mass spectrometry // J. Anal. At. Spectrom. 2002. V. 17. № 8. — P. 831-837.

10. Uchimura T., Onoda T., Lin C.H., Imasaka T. The generation of a tunable laser emission in the vacuum ultraviolet and its application to supersonic jet/multiphoton ionization mass spectrometry // Rev. Sci. Instrum. 1999. V. 70. № 8. —P. 3254-3258.

11. Bhar G.C., Kumbhakar P., Chatterjee U., Rudra A.M., Kuwano Y., Kouta H. Efficient generation of 200—230-nm radiation in beta barium borate by noncollinear sum-frequency mixing // Appl. Opt. 1998. V. 37. № 33. —P. 78277831.

12. J. Ringling K., F. Noack, G. Korn and J. Squier. Tunable femtosecond pulses in the near vacuum ultraviolet generated by frequency conversion of amplified Tirsapphire laser pulses // Opt. Lett. 1993. V. 18. № 23. —P. 2035-2037.

13. Bokor J., Bucksbaum P.H., Freeman R.R. Generation of 35.5-nm coherent radiation // Opt. Lett. 1983. V. 8. № 4. — P. 217-219.

14. Egger H., Hawkins R.T., Bokor J., Pummer H, Rothschild M., Rhodes C.K. Generation of high-spectral-brightness tunable XUV radiation at 83 nm // Opt. Lett. 1980. V. 5. № 7. — P. 282-284.

15. Попов В.В. Мощные эксимерные лазеры и новые источники когерентного излучения в вакуумном ульрафиолете // УФН. 1985. Т. 147. № 3. — С. 587604.

16. Maeda М. М.Т., Sato A., Uchino О., Miyazoe Y. UV picosecond pulse amplification by a XeCl laser // Appl. Phys. Lett. 1980. V. 36. № 8. — P. 636638.

17. Egger H., Luk, T.S., Boyer, K., Muller, D.F., Pummer, H., Srinivasan, Т., Rhodes, C.K. Picosecond, tunable ArF* excimer laser source // Appl. Phys. Lett. 1982. V. 41. №11. —P. 1032- 1034.

18. Ringling J., Kittelmann O., Noack F. Efficient generation of subpicosecond seed pulses at 193 nm for amplification in ArF gain modules by frequency mixing in nonlinear optical crystals // Opt. Lett. 1992. V. 17. № 24. — P. 1794-1796.

19. Kouta H., Kuwano Y. Attaining 186-nm light generation in cooled b -BaB204 crystal // Opt. Lett. 1999. V. 24. № 17. — P. 1230-1232.

20. Zhang F.F., Yang F., Zhang S.J., Xu Z., Wang Z.M., Xu F.L., Peng Q.J., Zhang J.Y., Wang X.Y., Chen C.T., Xu Z.Y. A picosecond widely tunable deep-ultraviolet laser for angle-resolved photoemission spectroscopy // Chin. Phys. B. 2013. V. 22. №6. —P. 3.

21. Zhou R., Zhang В., Ding X., Cai Z., Wen W., Wang P., Yao J. Continuous-wave operation at 1386 nm in a diode-end-pumped Nd: YV04 laser // Optics express. 2005. V. 13. № 15. — P. 5818-5824.

22. Yu H., Zhang H., Wang Z., Wang J., Yu Y., Zhang X., Lan R., Jiang M. Dual-wavelength neodymium-doped yttrium aluminum garnet laser with chromium-doped yttrium aluminum garnet as frequency selector // Applied Physics Letters. 2009. V. 94. № 4. — P. 041126.

23. Сироткин А.А., Гарнов C.B., Власов В.И., Загуменный А.И., Заварцев Ю.Д., Кутовой С.А., Щербаков И.А. Двухчастотные лазеры на кристаллах ванадатов со взаимно параллельной и ортогональной поляризациями генерируемого излучения // Квант, электроника. 2012. Т. 42. № 5. — С. 420426.

24. Брендель В.М., Букин В.В., Гарнов С.В., Багдасаров В.Х., Садовский С.П., Чижов П.А., Долматов Т.В., Лоза О.Т., Литвин В.О., Тараканов В.П., Терехин В.А., Трутнев Ю.А. Сверхсветовой источник направленного импульсного широполосного электромагнитного излучения // Формирование, обработка и регистрация электромагнитных полей. М.: Наука, 2014. — С. 59-65. (Труды ИОФАН. Т. 70).

25. Dascalu Т., Philipps G., Weber Н. Investigation of a Cr4+: YAG passive Q-switch in CW pumped Nd: YAG lasers // Optics & Laser Technology. 1997. V. 29. №3. —P. 145-149.

26. Yumashev K.V., Kuleshov N.V., Malyarevich A.M., Prokoshin P.V., Shcherbitsky V.G., Posnov N.N., Mikhailov V.P., Sandulenko V.A. Ultrafast

dynamics of excited-state absorption in V3+: YAG crystal // J. Appl. Phys. 1996. V. 80. № 8. — P. 4782-4784.

27. Duan X.L., Yuan D.R., Wang L.PI., Yu F.P., Cheng X.F., Liu Z.Q., Yan S.S. Synthesis and optical properties of Co2+doped ZnGa204 nanocrystals // Journal of crystal growth. 2006. V. 296. № 2. — P. 234-238.

28. Duan X.L., Yuan D., Cheng X., Liu Z., Zhang X. Preparation and optical properties of Co2+doped Li20Ga203Si02 glass-ceramics // Journal of Alloys and Compounds. 2008. V. 453. № 1. — P. 379-381.

29. Денисов И.А., Дымшиц O.C., Жилин A.A., Канг У., JI. Кенг-Хи, Маляревич A.M., Шашкин А.В., Юмашев К.В. Исследование оптического поглощения и люминесценции прозрачных алюмосиликатных стеклокристаллических материалов с добавкой Со. // оптический журнал. 2003. Т. 70. № 12. — С. 39-46.

30. Галаган Б.И., Годовикова Е.А., Денкер Б.И., Мейльман М.Л., Осико В.В., Сверчков С.Е. Эффективный просветляющийся фильтр на основе кристаллов MgA1204:Co2+ для модуляции добротности лазеров с Л.=1.54 мкм на эрбиевом стекле // Квант, электроника. 1999. Т. 26. № 3. — С. 189190.

31. Mocker PI.W., Collins R.J. Mode competition and self-locking effects in a Q-switclied ruby laser. // Appl. Phys. Lett. 1965. V. 7. № 10. — P. 270-273.

32. DeMaria A.J., Stetser D.A., Pleynau PL Self mode-locking of lasers with saturable absorbers //Appl. Phys. Lett. 1966. V. 8. № 7. — P. 174-176.

33. Keller U., Weingarten K.J., Kartner F.X., Kopf D., Braun В., Jung I.D., Fluck R., Plonninger C., Matuschek N., Aus A.J. Semiconductor saturable absorber mirrors (SESAM's) for femtosecond to nanosecond pulse generation in solid-state lasers // IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics. 1996. V. 2. № 3. — P. 435-453.

34. Онущенко A.A., Гапоненко M.C., Голубков B.B., Жилин А.А., Маляревич A.M., Петровский Г.Т., Раабен Э.Л., Юмашев К.В. Р1аноструктурированные стеклокристаллические материалы с сульфидом свинца для пассивной модуляции добротности ИК лазеров // Оптический журнал. 2006. Т. 73. № 9. — С. 4-12.

35. Iijima S., Ichihashi Т. Single-shell carbon nanotubes of 1-nm diameter // Nature. 1993. V. 363. —P. 603-605.

36. Set S.Y., Yaguchi H., Tanaka Y., Jablonski M., Sakakibara Y., Rozhin A., Tokumoto M., Kataura Pl., Achiba Y., Kikuchi K. Mode-locked fiber lasers based on a saturable absorber incorporating carbon nanotubes // Optical Fiber Communication Conference. 2003. Optical Society of America.

37. Cho W.B., Yim J.H., Choi S.Y., Lee S., Schmidt A., Steinmeyer G., Griebner U., Petrov V., Yeom D.I., Kim K. Boosting the Non Linear Optical Response of Carbon Nanotube Saturable Absorbers for Broadband Mode-Locking of Bulk Lasers//Adv. Funct. Mater. 2010. V. 20. № 12. — P. 1937-1943.

38. Spence D.E., Kean P.N., Sibbett W. 60-fsec pulse generation from a self-mode-locked Ti: sapphire laser// Opt. Lett. 1991. V. 16. № 1. — P. 42-44.

39

40

41

42

43

44

45,

46

47.

48.

49.

50,

51.

52.

53.

54.

Maldonado E.P., Jr N.D.V. Hybrid active and Kerr-lens mode locking of a diode-end-pumped Nd: YLF laser // Revista de Fisica Aplicada e Instrumentafao. 1997. V. 12. №3,—P. 102-105.

Заварцев Ю.Д., Загуменный А.И., Калачев IO.JI., Кутовой С.А., Михайлов

B.А., Сироткин А.А., Щербаков И.А., Реннер-Эрни Р., Люти В., Ферер Т. Активная и пассивная синхронизация мод в NdiGdoz/YcuVO^asepe с диодной накачкой // Квант, электроника. 2007. Т. 37. № 4. — С. 315-318. Ахманов С.А., Хохлов Р.В. Об одной возможности усиления световых волн //ЖЭТФ. 1962. Т. 43. —С. 351-353.

Kroll N.M. Parametric amplification in spatially extended media and application to the design of tuneable oscillators at optical frequencies // Phys. Rev. 1962. V. 127. №4,—P. 1207-1211.

Kingston R. Parametric amplification and oscillation at optical frequencies // Proc. IRE. 1962. V. 50. —P. 472.

Louisell W.H., Yariv A., Siegman A.E. Quantum Fluctuations and Noise in Parametric Processes. I //Phys. Rev. 1961. V. 124. № 6. —P. 1646-1654. Larciprete R., Borsella E. Excimer laser cleaning of Si (100) surfaces at 193 and 248 nm studied by LEED, AES and XPS spectroscopies // Journal of electron spectroscopy and related phenomena. 1995. V. 76. —P. 607-612. Zhao Z., Jose G., Steenson P., Bamiedakis N., Penty R.V., White I.H., Jha A. Tellurite glass thin films on silica and polymer using UV (193 nm) pulsed laser ablation//J. Phys. D: Appl. Phys. 2011. V. 44. № 9. — P. 095501. Jacob J.J., Merriam A.J. Development of a 5 kHz solid-state 193 nm actinic light source for photomask metrology and review // 24th Annual Bacus Symposium on Photomask Technology V. 5567. Staud W. and J.T. Weed — Bellingham: SpieInt Soc Optical Engineering, 2004. — P. 1099-1106.

Wight C.A., Leone S.R. Excimer laser photolysis studies of translational-to-vibrational energy transfer in collisions of H and D atoms with CO // J. Phys. Chem. 1983. V. 78. № 8. — P. 4875-4886.

Haight R., Bokor J., Stark J.S., Storz R.PI., Freeman R.R., Bucksbaum P.H. Picosecond Time-Resolved Photoemission Study of the InP(l 10) Surface // Phys. Rev. Lett. . 1983. V. 54. —P. 1302-1305.

Басов Н.Г., Данилычев B.A., Попов Ю.М. Вынужденное излучение в ВУФ-диапазоне //Квант, электроника. 1971. Т. 1. № 18.

Kato М. Second-harmonic generation to 2048А in Р-ВаВгО., // J. Quant. Electr. 1986. V. 22. №7. —P. 1013-1014.

Togashi Т., Kanai Т., Sekikawa Т., Watanabe S., Chen C., Zhang C., Xu Z., Wang J. Generation of vacuum-ultraviolet light by an optically contacted, prismcoupled KBe2B03F2 crystal // Opt. Lett. 2003. V. 28. № 4. — P. 254-256. Petrov V., Rotermund F., Noack F. Generation of femtosecond pulses down to 166 nm by sum-frequency mixing in KB5Og 4H20 // Electron. Lett. 1998. V. 34. № 18. —P. 1748-1750.

Ахманов C.A., Валыпин A.M., Гордиенко B.M., Джидоев M.C., Краюшкин

C.В., Платоненко В.Т., Попов В.К. Генератор мощных УФ пикосекундных импульсов на эксимерном лазере, синхронизованных с пикосекундными

55

56

57,

58

59

60

61

62

63,

64,

65,

66.

67.

68.

69.

импульсами видимого и ИК диапазонов // Квант, электроника. 1984. Т. 11. № 10. —С. 1897-1898.

Т. Kasamatsu М.Т., Н. Sekita, S. Kishida and Y. Morishige. 1 pm spectrally narrowed ArF excimer laser injection locked by fourth harmonic seed source of 773.6 nm Ti¡sapphire laser // Appl. Phys. Lett. 1995. V. 67. № 23. — P. 33963398.

Kachynski A.V., Orlovich V.A., Bui A.A., Kopachevsky V.D., Kudryakov A.V., Kiefer W. All solid-state pulsed ultraviolet laser widely tunable down to 188.5 nm // Opt Commun. 2003. V. 218. № 4-6. — P. 351-357.

Szatmari S., Schäfer F.P., Müller-Horsche E., Müchenheim W. Hybrid dye-excimer laser system for the generation of 80 fs, 900 GW pulses at 248 nm // Opt Commun. 1987. V. 63. № 5. —P. 305-309.

Guillong M., Horn I., Günther D. A comparison of 266 nm, 213 nm and 193 nm produced from a single solid state Nd: YAG laser for laser ablation ICP-MS // J. Anal. At. Spectrom. 2003. V. 18. № 10. — P. 1224-1230.

Bhar G.C., Kumbhakar P., Chatterjee U., Rudra A.M., Nagahori A. Widely tunable deep ultraviolet generation in CLBO // Opt Commun. 2000. V. 176. № 13. —P. 199-205.

Mirov S.B., Fedorov V.V., Boczar В., Frost R., Pryor B. All-solid-state laser system tunable in deep ultraviolet based on sum-frequency generation in CLBO // Opt Commun. 2001. V. 198. № 4-6. — P. 403-406.

Lublinski J., Muller M., Laeri F., Vogler К. Collinear and noncollinear sum-frequency mixing in beta-bbo for a tunable 195-198 nm all-solid-state laser system // Appl. Phys. B. 1995. V. 61. № 5. — P. 529-532.

Sakuma J., Deki K., Finch A., Ohsako Y., Yokota T. All-solid-state, high-power, deep-UV laser system based on cascaded sum-frequency mixing in CsLiBöOio crystals //Appl. Opt. 2000. V. 39. № 30. — P. 5505-5511.

Tomov I.V., Anderson Т., Rentzepis P.M. High repetition rate picosecond laser system at 193 nm//Appl. Phys. Lett. 1992. V. 61. № 10.—P. 1157-1159. D. L. Flatten Y.C., W. T. Plill I, T. Mikes, and J. Goldhar. Generation of intense 10-ps, 193-nm pulses using simple distributed feedback dye lasers and an ArF amplifier // Appl. Opt. 1992. V. 31. № 33. — P. 7042-7045. Szatmari S., Schafer F.P. Generation of input signals for ArF amplifiers // J. Opt. Soc. Am. В 1989. V. 6. № 10. —P. 1877-1883.

Glownia J.H., Kaschke M., Sorokin P.P. Amplification of 193-nm femtosecond seed pulses generated by third-order, nonresonant, difference-frequency mixing in xenon // Opt. Lett. 1992. V. 17. № 5. — P. 337-339. '

Tunnermann A., Momma C., Mossavi K., Windolph C., Welleghausen B. Generation of tunable short pulse VUV radiation by four-wave mixing in xenon with femtosecond KrF-excimer laser pulses // Quantum Electronics. 1993. V. 29. №4.—P. 1233-1238.

Szatmari S. High-brightness ultraviolet excimer lasers // Appl. Phys. B. 1994. V. 58. №3. —P. 211-223.

Simon P., Szatmari S., Gerhardt PI. Intensity-dependent loss properties of window materials at 248 nm // Opt. Lett. 1989. V. 14. № 21. — P. 1207-1209.

70. Nantel M., Itatani J., Tien A., Faure J., Kaplan D., Bauvier M., Buma Т., Rompay P.V., Nee J., Pronko P.P. Temporal contrast in Ti: sapphire lasers, characterization and control // IEEE Journal of Selected Topics in Quantum Electronics. 1998. V. 4. № 2. — P. 449-458.

71. Гаранин С.Г., Бельков С.А., Рогожников Г.С., Рукавишников Н.Н., Романов В.В., Воронин И.Н., Воробьев Н.С., Горностаев П.Б., Лозовой В.И., Щелев М.Я. Использование пикосекундной стрик-камеры PS-1/S1 для диагностики многоканальных лазерных установок // Квант, электроника. 2014. Т. 44. № 8. —С. 798-800.

72. Almasi G., Szatmari S., Simon P. Optimized operation of short-pulse KrF amplifiers by off-axis amplification // Opt Commun. 1992. V. 88. № 2. —P. 231239.

73. Barr J.M., Everall N.J., Hooker C.J., Ross I.N., Shaw M.J., Toner W.T. High energy amplification of picosecond pulses at 248 nm // Opt Commun. 1988. V. 66. №2, —P. 127-132.

74. Ohtsuki Т., Kitano PI., Kawai H., Owa S. — Washington, DC: OSA Technical Digest Series, Optical Society of America, 2000. paper CMU4

75. Shaw M.J., Hooker C.J., Wilson D.C. Measurement of the nonlinear refractive index of air and other gases at 248 nm // Optics communications. 1993. V. 103. № 1. —P. 153-160.

76. Zhao P., Ragam S., Ding Y.J., Zotova I.B. Compact and portable terahertz source by mixing two frequencies generated simultaneously by a single solid-state laser // Opt. Lett. 2010. V. 35. № 23. — P. 3979-3981.

77. Sato A., Imai K., Kawase K., Minamide PI., Wada S., Ito H. Narrow-linewidth operation of a compact THz-wave parametric generator system // Opt Commun. 2002. V. 207. № 1. _ p. 353-359.

78. Pallas F., Herault E., Roux J.F., Kevorkian A., Coutaz J.L., Vitrant G. Simultaneous passively Q-switched dual-wavelength solid-state laser working at 1065 and 1066 nm // Opt. Lett. 2012. V. 37. № 14. — P. 2817-2819.

79. Wilier U., Wilk R., Schippers W., Bottger S., Nodop D., Schossig Т., Schade W., Mikulics M., Koch M., Walther M., Niemann H., Uttler B.G. A novel THz source based on a two-color Nd:LSB microchip-laser and a LT-GaAsSb Photomixer//Appl. Phys. B. 2007. V. 87. —P. 13-16.

80. Gouet J.L., Morvan L., Alouini M., Bourderionnet J., Dolfi D., Huignard J.P. Dual-frequency single-axis laser using a lead lanthanum zirconate tantalate (PLZT) birefringent etalon for millimeter wave generation: beyond the standard limit of tunability // Opt. Lett. 2007. V. 32. № 9. — P. 1090-1092.

81. Walsh B.M. Dual wavelength lasers // Laser physics. 2010. V. 20. № 3. — P. 622-634.

82. Chen Y., Tsai S.W., Wang S.C., Huang Y.C., Lin T.C., Wong B.C. Efficient generation of continuous-wave yellow light by single-pass sum-frequency mixing of a diode-pumped Nd: YV04 dual-wavelength laser with periodically poled lithium niobate // Optics letters. 2002. V. 27. № 20. — P. 1809-1811.

83

84

85

86

87

88

89

90,

91,

92,

93,

94,

95.

96.

97.

98.

He J.L., Du J., Sun J., Liu S., Fan Y.X., Wang H.T., Zhang L.H., Hang Y. High efficiency single-and dual-wavelength Nd: GdV04 lasers pumped by a fibercoupled diode // Applied Physics B. 2004. V. 79. № 3. — P. 301-304. Liinstedt K., Pavel N., Petermann K., Pluber G. Continuous-wave simultaneous dual-wavelength operation at 912 nm and 1063 nm in Nd: GdV04 // Applied Physics B. 2007. V. 86. № 1. — P. 65-70.

Wu В., Jiang P., Yang D., Chen Т., Kong J., Shen Y. Compact dual-wavelength Nd: GdVO< sub> 4</sub> laser working at 1063 and 1065 nm // Optics express. 2009. V. 17. № 8. — P. 6004-6009.

Ren C., Zhang S. Diode-pumped dual-frequency microchip Nd: YAG laser with tunable frequency difference // Appl. Phys. D. 2009. V. 42. № 15. — P. 155107. Сироткин A.A., Гарнов C.B., Загуменный А.И., Заварцев Ю.Д., Кутовой С.А., Власов В.И., Щербаков И.А. Двухчастотные лазеры с диодной накачкой на основе кристаллов ванадатов, вырезанных вдоль оси с // Квант, электроника. 2009. Т. 39. № 9. — С. 802-806.

Alouini М., Brunei М., Bretenaker F., Vallet М., Floch A.L. Dual tunable wavelength Er, Yb: glass laser for terahertz beat frequency generation // Photonics Technology Letters. 1998. V. 10. № 11. —P. 1554-1556. Geng Y., Tan X., Li X., Yao J. Compact and widely tunable terahertz source based on a dual-wavelength intracavity optical parametric oscillation // Appl. Phys. B. 2010. V. 99. № 1-2. —P. 181-185.

Zernike F., Midwinter J.E. Applied nonlinear optics.: Courier Dover Publications, 2006.

Фишер P., Кулевский JI.A. Оптические параметрические генераторы света (обзор) // Квант, электроника. 1977. Т. 4. № 2. — С. 245-289. Smith A.V., Armstrong D.J., Alford W.J. Increased acceptance bandwidths in optical frequency conversion by use of multiple walk-off-compensating nonlinear crystals//JOSA B. 1998. V. 15. № 1,— P. 122-141.

Adhav R.S., Adhav S.R., Pelaprat J.M. BBO's nonlinear optical phase-matching properties // Laser focus. 1987. V. 23. № 9. — P. 88-100.

Zhang J.Y., Pluang J.Y., Shen Y., Chen C. Optical parametric generation and amplification in barium borate and lithium triborate crystals // JOSA B. 1993. V. 10. №9. —P. 1758-1764.

Sutherland R.L. Handbook of nonlinear optics. : CRC press, 2003. Агеева H.PL, Броневой И.Л., Забегаев Д.Н., Кривоносое A.PI., Воробьев H.C., Горностаев П.Б., Лозовой В.И., Щелев М.Я. Погрешности измерений пикосекундных импульсов света с помощью пикосекундных стрик-камер // Приборы и техника эксперимента. 2011. Т. 4. — С. 108-115. Садовский С.П. Источник пикосекундных УФ-лазерных импульсов на основе параметрического преобразования излучения // Труды 54-й научной конференции МФТИ Проблемы фундаментальных и прикладных естественных и технических наук в современном информационном обществе. 2011. Москва-Долгопрудный—Жуковский: МФТИ. Садовский С.П., Чижов П.А., Букин В.В., Брендель В.М., Долматов Т.В., Поливанов Ю.Н., Орлов С.Н., Гарнов С.В., Вартапетов С.К. Пикосекундная

лазерная система с длиной волны 193 нм на основе твердотельного Nd:YAG лазера, парметрического генератора и ArF усилителя // Труды ИОФАН. 2014. Т. 25. —С. 73-78.

99. Садовский С.П., Чижов П.А., Букин В.В., Брендель В.М., Долматов Т.В., Поливанов Ю.Н., Воробьев Н.С., Смирнов А.В., Гарнов С.В., Гарнов С.В., Вартапетов С.К. Генерация пикосекундных УФ импульсов на основе Nd3+:YAG лазера с усилением в ArF усилителе // Квант, электроника. 2015. Т. 45. №3. —С. 189-192.

100. Кравченко В.Б., Садовский П.И., Соболев А.Т., Захаров Л.Ю., Садовский С.П. Кристалл GGG:Co2+ — нелинейно-оптический материал для диапазона 1.3—1.7 мкм // Квант, электроника. 2009. Т. 39. № 12. — С. 11211124.

101. В.В.Рандошкин, Н.В.Васильева, В.Г.Плотниченко, Ю.Н.Пырков, А.М.Салецкий, Н.Н.Сысоев, А.М.Галкин, В.Н.Дудоров. Оптическое поглощение в кобальтсодержащих эпитаксиальных монокристаллических пленках гадолиний-галлиевого граната // ФТТ. 2003. Т. 45. № 2. — С. 242247.

102. Wood D.L., Remeika J.P. Optical absorption of tetrahedral Co3+ and Co2+ in garnets // J. Phys. Chem. 1967. V. 46. № 9. — P. 3595-3602.

103. Yumashev K.V., Denisov I.A., Posnov N.N., Mikhailov V.P., Moncorge R., Vivien D., Ferrand В., Guyot Y. Nonlinear spectroscopy and passive Q-switching operation of a Co2+: LaMgAll Ю19 crystal // JOSA B. 1999. V. 16. № 12. — P. 2189-2194.

104. Kuo Y.K., Huang M., Birnbaum M. Tunable Cr4+:YSO Q-switched CnLiCAF laser// Quantum Electronics. 1995. V. 31. № 4. — P. 657-663.

105. Liu Y., Liu J., Liu C.C., Niu R.L., Zheng L.H., Su L.B., Xu J. Pulse characteristics of passively Q-switched 1.34 цт

Nd: GdVO.j/Co : MgAl204 laser

I I Laser Phys. 2011. V. 21. № 3. — P. 472-476.

106. Sirotkin A.A., Sadovskiy S.P., Garnov S.V. 1,3 jxm passively Q-switched diode pumped lasers with Co2+ doped crystals as the saturable absorbers // The 17th International Conference on Advanced Laser Technologies (ALT'09), Antalya, Turkey, 2009. Book of Abstracts. — P. 101

107. Изынеев А.А., Садовский П.И., Садовский С.П. О возможности увеличения энергии импульса эрбиевого минилазера на стекле с пассивной модуляцией добротности // Квант, электроника. 2010. Т. 40. № 5. — С. 389-392.

108. А.А. Сироткин В.И.В., А.И. Загуменный, Ю.Д. Заварцев, С.А. Кутовой. Лазеры на кристаллах ванадатов с о-поляризацией генерируемого излучения // Квант, электроника. 2011. Т. 41. № 7. — С. 584-589.

109. Agnesi A., Dell'Acqua S. High-peak-power diode-pumped passively Q-switched Nd: YV04 laser// Appl. Phys. B. 2003. V. 76. № 4. — P. 351-354.

110. Власов В.И., Гарнов C.B., Заварцев Ю.Д., Загуменный А.И., Кутовой С.А., Сироткин А.А., Щербаков И.А. Новые возможности кристаллов ванадатов с неодимом как активных сред лазеров с диодной накачкой // Квант, электроника. 2007. Т. 37. № 10. — С. 938-940.

Q^n

111. Sadovskiy S.P., Sirotkin A.A., Garnov S.V. Tunable two-frequency a-polarized Nd:YV04 -YVO4 laser // The 21th International Conference on Advanced Laser Technologies (ALT'13), Budva, Montenegro, 2012. Book of Abstracts. —P. 159

112. Сироткин А.А., Садовский С.П., Гарнов С.В. Двухчастотный пикосекундный лазер на композитных кристаллах ванадатов с а-поляризацией излучения // Квант, электроника. 2013. Т. 43. № 7. — Р. 600602.