Оптико-физические процессы в элементах твердотельных малогабаритных лазеров тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.05, кандидат наук Иванов Владимир Николаевич

• Иванов Владимир Николаевич
• кандидат наук
• 2019

Оглавление диссертации кандидат наук Иванов Владимир Николаевич

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. Обзор современной литературы

1.1 Дальномеры на твердотельных лазерах (введение)

1.2 Лазеры на теллуритном и фосфатном стекле

1.3 Различные схемы получения безопасного для зрения излучения

1.4 Рамановский лазер работающий на безопасной для зрения волне излучения

1.5 Хаотические процессы и их проявление при генерации

Глава 2. Исследования оптико-физических процессов в оптических элементах лазеров на неодимовом стекле

2.1. Исследования теллуритных лазерных стекол

2.2 Метод увеличения лучевой стойкости оптических внутрирезонаторных элементов

2.3 Исследования термической прочности фосфатных неодимовых стекол...49 Глава 3 Оптико-физические процессы в оптических элементах, используемых в твердотельных лазерах на кристаллах

3.1 Анизотропия насыщения просветления поглощающих центров в пассивных лазерных затворах

3.2 Исследование процессов теплового уширения и сдвига линии люминесценции перехода 4Б3/2 ^-4113/2 в кристаллах КГВ:№3+

3.3 Способ уменьшения влияния суперлюминесценции на длине волны 1,067мкм для увеличения предельной энергии генерации рамановского лазера, излучающего на безопасной для зрения длине волны Х=1,538мкм

3.4 Влияние центров поглощения Сг4+:ГСГГ в кристалле ГСГГ:Сг3+:Кё3+: Сг4+ на генерацию на переходе 4Б3/2^4113/2

Глава 4 Хаотические характеристики, определяющие процессы генерации твердотельных лазеров

4.1 Хаотические характеристики околопороговой фазовой синхронизации AHT:Nd3+ лазеров в режиме синхронизации мод

4.2 Феномен on-off перемежаемости Ш:АИГ лазера, работающего на пороге

генерации в режиме синхронизации мод

Основные выводы и результаты исследований

Список работ, опубликованных по теме диссертации (основные)

Цитируемая литература (ссылки)

Приложение А - Акт о внедрении от АО «НПЗ»

Приложение Б - Акт о внедрении от АО «Швабе технологическая лаборатория»

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Оптико-физические процессы в элементах твердотельных малогабаритных лазеров»

ВВЕДЕНИЕ Актуальность работы

Твердотельные лазеры традиционно имеют широкое применение в различных отраслях промышленности, науки и военной техники. При этом самым востребованным направлением использования лазеров является импульсная дальнометрия и оптическая передача информации. Начиная с 70 годов прошлого века широкое распространение в военной технике отечественного и зарубежного производства нашли импульсные дальномеры на неодимовом стекле и алюмоиттриевом гранате (ИАГ:№3+), работающие в ближнем ИК диапазоне (~1,06 мкм).

В настоящее время основную конкуренцию подобным изделиям оказывают дальномеры, излучающие в безопасном для глаз диапазоне длин волн 1,5-1,8 мкм и имеющие в несколько раз меньший показатель аэрозольного ослабления [1], что приводит к увеличению дальности измерения. Еще одним из важнейших преимуществом указанных дальномеров является широкая доступность фотоприемников, имеющих одну из лучших пороговых чувствительностей в ближнем ИК диапазоне.

Несмотря на постоянное совершенствование конструкции дальномеров и лазерных систем для передачи оптической информации существует ряд трудностей, связанных с реализацией малогабаритных высокоэффективных лазерных излучателей, имеющих стабильные энергетические и пространственные характеристики излучения в широком диапазоне климатических и механических воздействий, повышенные ресурс и надежность работы. Так, дальномеры на неодимовом стекле имеют ограниченный ресурс работы (до 104 импульсов, 300 ч) и низкую надежность в основном из-за использования для модуляции добротности оптико-механического затвора [2]. Применение же малогабаритного пассивного затвора в излучателях на неодимовом стекле приводит к лучевому пробою в оптических элементах излучателя из-за самосинхронизации мод, что резко ограничивает их ресурс и надежность [3]. Возможность увеличения частоты

посылки импульсов излучения в дальномерах на неодимовом стекле ограничена термопрочностью фосфатного стекла из-за его низкой теплопроводности.

Наиболее распространенным типом дальномеров в безопасном для глаз диапазоне являются дальномеры, лазерные излучатели которых построены по схеме с оптическим параметрическим генератором (осциллятором) (ОРО). В простейшем случае ОРО представляет собой нелинейный кристалл, помещенный в оптический резонатор. Применение ОРО в указанных дальномерах значительно усложняет их конструкцию и повышает стоимость, а также ухудшает расходимость излучения по сравнению с дальномерами на ИАГ:№3+, излучающими на Х=1,06мкм. Другим вариантом перехода на безопасный для зрения диапазон излучения, является использование в качестве активной среды Yb:Er фосфатного стекла, генерация в котором происходит непосредственно на длине волны 1,54 мкм. Однако дальномеры на Yb:Er фосфатном стекла имеют пониженную дальность действия, частота повторения импульсов излучения не превышает 1 Гц, возникают сложности с выбором модулятора добротности при работе в широком температурном диапазоне.

Наибольший практический интерес представляют дальномеры, генерирующие безопасное для глаз излучение в интервале 1,53-1,57 мкм с возможностью генерации и на основной длине 1,06 мкм. Длина волны излучения безопасного диапазона получается как первая стоксовая компонента излучения 1,32-1,35 мкм для лазеров на кристаллах ИАГ:№3+, и для рамановского самоконверсионного лазера на кристалле калий гадолиниевого вольфрамата, активированного неодимом (КГВ:№3+) [4]. Остается открытым вопрос оптимизации модуляторов добротности, выбор схем оптических резонаторов активных сред для указанных дальномеров.

Для задач передачи оптической информации, в том числе и по закрытым каналам, особенно при сверхнизких уровнях сигналов, необходимо знание

закономерностей перехода к оптическому хаосу при околопороговой генерации лазеров в режиме синхронизации мод.

Таким образом, актуальность настоящей диссертационной работы обусловлена необходимостью исследования оптико-физических процессов и оптимизации основных параметров оптических элементов твердотельных лазеров в целях повышения эксплуатационных характеристик лазерных систем.

Цель работы

Исследование оптико-физических процессов в оптических элементах малогабаритных лазерных систем с целью повышения их генерационных и эксплуатационных характеристик.

Для достижения цели, поставленной в работе, необходимо решить

следующие задачи:

1. Найти оптимальные методы повышения ресурса импульсно-периодических лазеров с активными элементами из фосфатного стекла, работающих в режиме пассивной модуляции добротности, в малогабаритных лазерных системах.

2. Выполнить экспериментальные исследования оптических элементов лазеров на основе кристалла КГВ:Ш3+, с затвором АИГ^3+, работающих в режиме самоконверсии для получения длины волны излучения Х.=1,538мкм.

3. Исследовать оптико-физические закономерности работы в околопороговом режиме накачки твердотельных малогабаритных лазеров на основе кристаллов АИГ:Ш3+.

Научная новизна работы состоит в том, что в ней:

1. Впервые предложен рамановский дискриминатор лучевых нагрузок (РДЛН) из кристалла КГВ для повышения ресурса импульсного лазера, работающего в режиме пассивной модуляции добротности.

2. Разработана методика и проведены систематические исследования термопрочности активных элементов из широкой номенклатуры отечественных лазерных фосфатных стекол.

3. Впервые определено влияние анизотропии насыщения поглощения в кристалле АИГ:У3+ на эффективность генерации рамановского самоконверсионного лазера на КГВ:Кё3+ с пассивной модуляцией добротности.

4. Показано влияние поглощения из возбужденного состояния на переходе 4Бз/2 ^407/2 кристаллов КГВ:Кё3+ на порог генерации лазера с пассивной модуляцией добротности, работающего на безопасной для зрения длине волны излучения 1.54мкм.

5. Впервые предложены внутрирезонаторные отражающие фильтры, и оптические резонаторные схемы, увеличивающие предельную энергию генерации рамановского самоконверсионного лазера на КГВ:Кё3+.

6. Впервые исследована динамика процессов для околопороговой генерации АИГ:Кё3+ лазера, генерирующего в режиме синхронизации мод, а также для фазовой синхронизации двух связанных АИГ:Кё3+ лазеров.

Основные положения и результаты, выносимые на защиту

1. Применение РДЛН значительно повышает ресурс работы лазера с активным элементом из фосфатного стекла, работающего в режиме пассивной модулированной добротности по сравнению с работой прототипов (без РДЛН). При установке нелинейного элемента (РДЛН) толщиной не менее 20мм устойчивая генерация наблюдается при

ресурсе не менее 6000 импульсов излучения (при требовании 5*103 импульсов).

2. Изменение кристаллографической ориентации затвора из АИГ:У3+ в рамановском лазера с пассивной модуляцией добротности на КГВ:№3+, меняет величину энергии генерации лазера более чем в два раза.

3. Применение в лазере отражающего фильтра, выводящего из резонатора излучение на Х=1,067мкм, а также применение схемы с двумя активными элементами, разделенными таким фильтром, приводит к повышению предельной энергии генерации на длине волны Х=1,538мкм не менее чем в 1,5-2 раза.

4. Увеличение коэффициента поглощения из возбужденного состояния на переходе ^3/2 ^^7/2 при росте температуры кристалла КГВ:Ш3+ является одним из главных механизмов, который влияет на рост пороговой энергии накачки лазера с пассивной модуляцией добротности, (Х=1,351мкм)

5. Пороговая динамика генерации в режиме синхронизации мод АИГ:Кё3+ лазера соответствует оп-о/ перемежаемости1, а переход от хаоса к синхронизации двух АИГ:Кё3+ лазеров в зависимости от силы связи соответствует перемежаемости II типа2 в присутствии шумов.

1 определение термина дается в главе 4.2

2 определение термина дается в главе 4.1

Практическая значимость

1. Рамановский дискриминатор лучевых нагрузок может быть использован в лазерах с пониженной лучевой прочностью оптических элементов.

2. Результаты исследования оптико-физических процессов в малогабаритных твердотельных лазерах были использованы при разработке первых в России серийных дальномеров, работающих на безопасной длине волны излучения на самоконверсионных рамановских лазерах.

3. Результаты исследования термопрочности лазерных генерационных стекол, использованы при разработке рекомендаций по обработке боковой поверхности активных элементов и выбора марок стекол для лазерных систем на фосфатном стекле.

4. Результаты исследования причин ограничения предельной энергии генерации рамановского лазера, излучающего на безопасной для зрения длине волны, привело к созданию способа, увеличивающего предельную энергию генерации.

5. Применение результатов исследования динамических закономерностей околопороговой генерации АИГ:№3+ лазера позволит осуществлять передачу данных на сверхнизких уровнях сигналов. Результаты исследования закономерностей хаотических процессов для случая связи двух АИГ:№ лазеров могут быть использованы для создания синфазной работы двух и более твердотельных лазеров.

Реализация работы

Результаты работ использовались при разработке и внедрении новых марок лазерных стекол в ФГУП НИТИОМ ВНЦ "ГОИ им. С.И. Вавилова", г. Санкт-Петербург.

Стенды, разработанные для определения типов хаотических закономерностей, используются для исследования оптического хаоса в университете Pai Chai, г. Тэджон Корейской Республики. Результаты работ по исследованию оптико-физических процессов, возникающих в оптических элементах рамановского лазера, используются в серийных дальномерах, выпускаемых Казанским Оптико-Механическим Заводом и АО «Новосибирский Приборостроительный завод» (Акты о внедрении от АО «Швабе технологическая лаборатория» и АО «Новосибирский Приборостроительный завод» в приложении 1, 2),

Апробация результатов работы Основные положения и результаты докладывались и обсуждались в 1990-2018 гг. на 17 Международных, Всесоюзных и региональных конференциях, школах и семинарах, в том числе: Всесоюзной конференции «Оптика лазеров Л. 1987,1990, отраслевого научно-технического семинара "Лазерная техника и технология" Брянск, 1991. Международная конференция «Laser Optics '93», 1993, С-Пб Laser Optics'98, С-Пб, 1998, Laser Optics'2003, St. Petersburg, Russia, Международная конференция CLEO/Europe-EQEC, The Netherlands, 1994, 8th Symposium on Laser Spectroscopy, Korea, Korea Automic Energy Research Institute, 5-6 Nov. 1999. The Korean Physical Society, Pukyong National Univ., 15-16 Oct. 1999, 2nd International conference Control of oscillation and Chaos, St. Petersburg, Russia, 2000, 5 Международная конференция "Прикладная оптика", С-Пб, 2002, «Laser Optics'2003», St. Petersburg, Russia, VI Международная конференция «Прикладная оптика-2004», С-Пб, 2004, 11-ая Международная конференция «Физика диэлектриков» (Диэлектрики-2008) Conference "Laser optics 2008" St. Petersburg, Russia, Conference "Laser optics

2010" St. Petersburg, Russia, Conference «Laser Optics 2012» St. Petersburg, Russia, Conference "Laser optics 2014" St. Petersburg, Russia, Материалы трудов опубликованы.

Публикации

Основные положения и результаты работы отражены в 27 статьях и тезисах, в т.ч. в 4 статьях в научных журналах и изданиях, входящих в перечень ВАК, и в 4 публикациях, входящих в базу данных научного цитирования Scopus, кроме того, получен один патент СССР, авторское свидетельство на изобретение и два патента РФ.

Структура и объем работы

Работа состоит из введения, литературного обзора, 4х глав и заключения. Работа содержит 114 страниц, 39 рисунков, 5 таблиц.

Список цитируемой литературы составляет 138 ссылки.

Глава 1. Краткое описание современного состояния исследования проблем, затрагиваемых в данной работе (литературный обзор).

1.1 Дальномеры на твердотельных лазерах

В лазерной дальнометрии применяются различные твердотельные лазеры на основе активных элементов из аморфных и кристаллических сред. Длина волны генерации лазеров выбирается исходя из максимальной прозрачности атмосферы, для обеспечения требуемых параметров дальности, наличия импульсных приемников излучения на данной длине волны, а, также исходя из задач миниатюризации, скрытности и безопасности для зрения. Поэтому, первые появившиеся лазерные дальномеры были спроектированы и серийно выпускались на базе рубиновых лазеров 0,69мкм [5-9], затем при дальнейшем развитии приемников излучения исходя из требований скрытности на базе неодимовых стекол (силикатных, а позже фосфатных Х=1,06мкм, Х=1,054мкм [10-12]), а также лазеров на АИГ:Ш3+ Х=1,064 мкм, о истории использования которых подробно рассказано в [5].

1.2 Лазеры на теллуритном и фосфатном стекле

Требования миниатюризации излучателей ставили задачи поиска более эффективных генерирующих сред, чем фосфатные стекла. Одной из перспективных сред было лазерное теллуритное стекло, имеющее повышенную по сравнению с другими стеклами величину сечения вынужденного излучения, определяемую малой вероятностью внутрицентровых безызлучательных переходов [14]. Последнее обусловлено тем, что граница колебательного спектра теллуритных стекол сдвинута в низкочастотную сторону относительно положения границы в распространенных оксидных системах. Кроме того, теллуритные стекла обладают значительно более высокой химической стойкостью по сравнению с фосфатными лазерными стеклами. Проведенные до этой работы исследования

неодимовых теллуритных стекол в основном касались спектроскопических свойств и не позволяли в достаточной мере судить о реальных лазерных параметрах. О генерации сообщалось в работе [14], из которой данные работы находятся в сильном противоречии с результатами спектроскопических измерений. Поэтому требовались более полные спектроскопические и генерационные исследования теллуритной лазерной среды, также приведенные во 2-й главе в разделе 2.1.

Лазерные фосфатные стекла [12,13,15] широко использовались в серийных приборах, как в системах с конвекционным охлаждением, так и с водяным охлаждением. В лазерных целеуказателях, или в дальномерах с требованиями работы на значительных частотах повторения импульсов, активные элементы из неодимового стекла работают в схемах с водяным охлаждением. Одним из факторов, ограничивающих увеличение средней мощности излучения лазеров на фосфатных неодимовых стеклах, работающих в периодическом режиме, является разрушение активных элементов под действием механических напряжений, возникающих из-за неравномерного распределения температуры, обусловленного интенсивным теплосъемом с поверхности элемента при жидкостном охлаждении. Величины мощности накачки и перепадов температуры по сечению активного элемента, при которых происходит его разрушение, зависят от механической прочности стекла и от состояния боковой поверхности элемента [14-16]. Наиболее уязвимой с точки зрения термомеханического разрушения является боковая поверхность активного элемента вследствие того, что возникающие в приповерхностном слое напряжения (растягивающие) наиболее значительны, а возможность получения поверхностей без дефектов, возникающих при механической обработке, затруднена. К настоящему времени влияние обработки боковой поверхности на термопрочность активных элементов изучено недостаточно. Известные методы измерения термопрочности активных элементов [16] предполагали бросание в воду

нагретых стержней из стекла. Контакт стержня с водой каждый раз происходил непредсказуемым случайным образом, что приводило к очень высокому разбросу полученных в результате данных по термопрочности различных составов стекол, поэтому возникла необходимость более подробного исследования этой проблемы, о чем рассказывается во 2-й главе в разделе 2.2.

При разработке лазера на активном элементе из фосфатного неодимового стекла типа ГЛС-34П требования к миниатюризации и упрощению конструкции определили задачу, перехода с оптико-механического затвора (ОМЗ) на пассивный затвор. Однако, в процессе исследований лазеров с пассивной модуляцией добротности, было обнаружено резкое падение энергии генерации и снижение ресурса лазера. После первых же импульсов излучения на поверхности и внутри пассивного затвора на центрах окраски АИГ: Сг4+ возникали микроразрушения, а в дальнейшем происходило его быстрое разрушение. При использовании (ОМЗ) такие разрушения не наблюдались.

Средняя плотность мощности, реализуемая в лазерах на стекле достигает 107-108 Вт/см2 (для лазера с энергией излучения 0,1 Дж при диаметре активного элемента 5 мм и длительности импульса 20-30 не). Это существенно, на 5-6 порядков ниже лучевой прочности чистых оптических материалов (~1013 Вт/см2 для чистого стекла К-108). Поэтому основную роль в разрушении оптических элементов в резонаторе играют нелинейные процессы, возникающие во время генерации.

При отсутствии специальных мер по реализации одномодового (одночастотного) режима лазеры генерируют значительное количество мод, определяемое параметрами и шириной спектра усиления (спектра люминесценции активной среды) [17].

В определенных условиях происходит взаимоувязка фаз генерирующих мод в лазере (синхронизация мод), которая приводит к

возникновению пикосекундной структуры излучения [18]. Возникновение синхронизации мод может происходить спонтанно (самосинхронизация мод) при создании определенных условий. В частности, самосинхронизации мод способствуют пассивные затворы Минимальная длительность импульсов пикосекундной структуры при синхронизации мод зависит от ширины спектра усиления: чем шире спектр, тем меньше предельная длительность импульсов и выше мощность пичков излучения. Многомодовая структура излучения за счет интерференции между модами ведет не только к появлению временной, но и пространственной микроструктуры излучения, выражающейся в резких колебаниях плотности мощности по сечению лазерного пучка [18].

Высокие лучевые нагрузки создаются из-за многомодового состава излучения, возникновения самосинхронизации мод, стимулируемой применением пассивного затвора, возникновения самофокусировки излучения в зонах высокой плотности мощности. Повышенная по отношению к кристаллам плотность мощности в локальных точках объема обусловлена более широким спектром усиления у лазерных неодимовых стекол [11,15].

Для обеспечения дискриминации лучевых нагрузок возможно использование нелинейных эффектов, в частности, явления ВКР.

В качестве материала для дискриминатора лучевых нагрузок (РДЛН) был предложен [19] неокрашенный кристалл КГВ, который обладает значительными нелинейными свойствами в части ВКР [20].

Возможности математических оценок необходимых параметров РДЛН в настоящее время отсутствуют ввиду сложности математического описания процессов формирования микроструктуры излучения и ее взаимодействия с нелинейным элементом. Развитие математической теории данного вопроса представляет собой сложную самостоятельную теоретическую задачу и в рамках данной работы выполнено быть не могло. Поэтому справедливость представленной выше физической модели процессов и механизма работы РДЛН была подтверждена экспериментальными исследованиями.

1.3 Различные схемы получения безопасного для зрения излучения

В связи с дальнейшим развитием лазерной техники, дальномеры на неодимовом стекле перестали удовлетворять требованиям к безопасности приборов для зрения. Были изобретены более высокочувствительные приемники излучения и исходя из требований безопасности для зрения, используемая длина волны излучения лазерных дальномеров сместилась дальше в ближний ИК диапазон. В качестве окна прозрачности атмосферы был выбран участок примерно от 1,52мкм до 1,75мкм[5], для которого существуют эффективные высокочувствительные скоростные приемники излучения.

Для этого диапазона возможны следующие механизмы генерации излучения:

1. лазеры с активными элементами из иттербий-эрбиевого фосфатного стекла[15], в которых в качестве затвора применяется:

1.1 НПВО-затвор (Нарушенное полное внутреннее отражение) [21-28],

1.2 акустооптический затвор[29],

1.3 электрооптический затвор[30,].

1.4 Также есть возможность использования пассивного затвора на основе алюмо-магниевой шпинели, активированной ионами Со2+, причем как в виде монокристаллов[31],

1.5 так и в виде оптической керамики, активированной ионами Со2+ [32].

1.6 Существует также возможность создания пассивных затворов на основе кристаллов ГСАГ:У3+[ЭЭ]

1.7 В литературе появились сообщения об успешной модуляции добротности при помощи затворов на основе кристаллов 7п8е:Сг2+ 7пБе:Со2+ [34,35]

Дальномеры с лазерами на иттербий-эрбиевом стекле получили широкое распространение, поскольку обладают несомненными достоинствами, такими как прямая генерация на полуторомикронном

переходе, большое ~7мс время жизни верхнего лазерного уровня, позволяющее осуществлять эффективную лазерную диодную накачку, возможность сенсибилизации Ег3+ ионами УЬ3+ и Сг3+. Причем, сенсибилизация Сг3+ необходима только для ламповой накачки. Однако, активные элементы из иттербий-эрбиевого стекла имеют и ряд существенных недостатков. Это трехуровневая схема генерации, определяющая высокий порог генерации и низкую концентрацию ионов Ег3+, кроме того, высокая вероятность ап-конверсии, уменьшающей инверсию. Частично, необходимая из-за трехуровневой схемы и ап-конверсии низкая концентрация Ег3+ компенсируется эффективной сенсибилизацией УЬ3+, имеющего широкую и эффективную полосу поглощения. Низкая теплопроводность стекол, не позволяет осуществлять генерацию на высокой частоте повторения импульсов. Плохая термооптика определяет невысокую лучевую прочность, вызванную самофокусировкой, а также термическое разрушение под действием накачки.

Активная модуляция добротности требует отдельных блоков управления, причем, например, затворы НПВО не являются идеальными по контрасту [21-24], либо по времени открывания затвора.

т,%

4

8

МКС

Рисунок 1.1 - Модуляционная характеристика затвора. 1 - X = 0,632 мкм, 2 - X = 1,54 мкм.

X

Рисунок 1.2 - Схема макета экспериментальной установки [26]. Условные обозначения на схеме: 1 - глухое зеркало, 2 - диффузный отражатель, 3 - лампа накачки, 4 - активный элемент, 5 - НПВО-затвор, 6 -выходное зеркало, 7 - фотоприемник, 8 - измеритель энергии.

Также, подобные затворы имеют проблемы с надежностью при низкой температуре окружающей среды. Электрооптические и акустооптические затворы имеют сравнительно большие габариты.

Пассивные затворы на основе имеют невысокий контраст ~3, что определяет невысокую эффективность работы в режиме модуляции добротности. Затворы на основе ГСАГ^3+ пока что не выпускаются серийно [33].

2 Лазеры с активными элементами из кристаллов оксиборатов, активированных иттербием и эрбием. [34-41]

Кристаллы оксиборатов, такие как GdCOB:Yb:Er и LaBO3:Er также как стекла имеют не слишком хорошую термооптику и сильные ап-конверсионные процессы, которые не позволяют получать эффективную генерацию существенно лучшую по сравнению со стеклами, активированными Yb:Er.

3 Лазеры на АИГ:№3+ с электрооптическим затвором излучающие на 1,064мкм и параметрическим преобразованием на базе кристалла ^^ с перестройкой на длину волны 1,57мкм [42].

Данные лазеры хорошо работают с лазерной диодной накачкой, могут генерировать на большой частоте повторения импульсов, но достаточно сложны в конструкции и изготовлении.

5 4 3 2 1 10

Рисунок 1.3 - Структурная схема лазера.

Условные обозначения на схеме: 1, 8 - зеркала резонатора; 2 - юстировочные клинья; 3 - электрооптический затвор; 4 - поляризатор; 5 - поворотные зеркала; 6 - активный элемент YAG:Nd3+; 7 - оптический отражатель; 9 - зеркала резонатора параметрического генератора света; 10 - нелинейные кристаллы ^^ 11 - выходное окно

Параметрическая генерация требует создания отдельного резонатора для нелинейных кристаллов, часто это кольцевой резонатор с тремя кристаллами ОР.

4 Лазеры на АИГ:№3+ с электрооптическим затвором излучающие на 1,064мкм и параметрическим преобразованием на базе ячейки со сжатым метаном. [43].

Данные дальномеры еще применяются в серийных приборах НАТО, однако требуют повышенных габаритов для ячейки и высокого, около 15Атм давления метана, что небезопасно и требует сложной системы переотражающих зеркал.

5 Полупроводниковые лазеры, легированные ионами Er3+, излучающие на длине волны около 1,54мкм[44].

В связи с крайне малой энергией каждого импульса(~10^Дж), дальномеры работают по схеме с «накоплением сигнала». На протяжении 0,5-1 секунды лазер излучает с килогерцовой частотой. Это делает невозможным измерение расстояния по быстродвижущейся цели, пока что дальность дальномера ограничивается примерно 2 км.

6 Лазеры на самоограниченном переходе ^3Н4 ионов Тт3+ [45-49].

Данный тип лазеров пока не получил большого практического распространения. Из особенностей этих лазеров следует отметить, что для осуществления в них непрерывного режима генерации требуются те или иные меры по преодолению самоограничения.

Рисунок 1.4 - Схематичная диаграмма энергетических уровней. УЬ3+ и Тш3+ ионов в УЬ1Б4 и перенос энергии между ионами УЬ и Тш включенный в механизм накачки.

Для этого в лазерный материал или вводится селективный тушитель люминесценции нижнего лазерного уровня (например, ионы или обеднение населенности нижнего лазерного уровня осуществляется при накачке по ап -конверсионному механизму через ионы Yb3+ , или устраивается каскадная генерация. Но лазеры на базе фторидов с Тш3+ излучают в район 1,505мкм, что не попадает в область прозрачности атмосферы.

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Иванов Владимир Николаевич, 2019 год

Цитируемая литература ( ссылки )

1. В.Е.Зуев, Г.М.Креков, Оптические модели атмосферы // Ленинград, Гидрометеоиздат,1986.

2. А.А.Мак, Л.Н.Сомс, В.А.Фромзель, В.Е.Яшин, Лазеры на неодимовом стекле, // М. Наука, 1990.

3. Лазерные фосфатные стекла, под ред. М.Е.Жаботинского.// М., Наука, 1980.

4. Н.С. Устименко, А.В. Гулин, Новые ВКР-лазеры на кристалле KGd(WO4)2:Nd3+ с самопреобразованием частоты излучения// Квантовая электроника, 32, №3, с. 229-231 (2002).

5. В.А. Данильченко и др. «Лазерные дальномеры и целеуказатели» в сборнике

«Научно-исследовательский институт «Полюс» имени М.Ф. Стельмаха 50 лет» М. Техносфера, 2012 под общ.ред. С.М.Копылова.

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

7. О. Звелто «Принципы лазеров» С-Петербург «Лань» 2011 592с.

8. Бирнбаум Дж. Оптические квантовые генераторы М. Советское радио 1967.

9. Федоров Б.Ф. Лазеры. Основы устройства и применение. М.: ДОСААФ, 1988.

10. Patek К. Glass lasers. // Ed. J. G. Edwars. CRC Press. Cleveland, 1970.

11. МакА.А., Сомс Л.Н.,.Фромзель В.А.,Яшин В.Е., Лазеры на неодимовом стекле. // М.% Наука, 1990, 288с.

12. ОСТ 3-30-77 «Стекло оптическое ГЛС. Технические условия.» - Введ. 01.07.1978.

13. M. J. Weber, J. D. Myers, and D. H. Blackburn, "Optical properties of Nd3+ in tellurite and phosphotellurite glasses, // J. Appl. Phys. 52(4), 2944-2949 (1981).

14. Мезенов А.В., Сомс Л.Н., Степанов А.И. Термооптика твердотельных лазеров. // Л.: Машиностроение, 1986.

15. Лазерные фосфатные стекла Под ред. М.Е.Жаботинского.// М.: Наука, 1980.

16. . Митькин В.М., Щавелев О.С., Желтов Б.Б.//ОМП. 1978. №9. с.39.

17. Ярив А. Квантовая электроника и нелинейная оптика // М.: Сов. радио,1973.

18. Тарасов Л.В. Физика процессов в генераторах когерентного излучения // М.: Радио и связь,1981, 440с.

19. Сторощук О.Б., Балашов И.Ф., Березин Б.Г., Иванов В.Н., Лукин А.В., Беляев В.Д., Осолихин Л.В, Импульсный твердотельный лазер // Госпатент СССР SU 1819489 от 25.09.90.

20. Мочалов И.В. Нелинейная оптика лазерного калий-гадолиниевого вольфрамата, активированного неодимом KGd(WO4)2:Nd3+ Оптический журнал, №11, (1995). с 4-36.

21. А. Б. Губин; Ю. Б. Пирожков; Е. С. Сергеев Управление временными параметрами импульса генерации лазера на Yb-Er-стекле с затвором на эффекте нарушения полного внутреннего отражения // Оптический журнал, 76, 10, 2009 с.99-104.

22. Жильцов В.И., и др. Быстродействующий модулятор добротности лазера на эффекте нарушенного полного внутреннего отражения // ОМП. 1988. № 2. С. 1-3.

23. Денкер Б.И. и др. Высокоэффективные лазеры на эрбиевом стекле с модуляцией добротности затвором на основе нарушенного полного внутреннего отражения // Квант. электрон. 1992. Т. 19. № 6. С. 544-547.

24. Bufetova G.A. и др. Long pulse Lasing with Q-switching by FTIR shutter // Laser Physics. 1999. V. 9. № 1. P. 314-318.

25. Назаров В.В., Парахуда С.Е., Храмов В.Ю. Особенности использования динамического градиентного отражателя в резонаторе твердотельного моноимпульсного лазера // Изв. вузов. Приборостроение. 2005. Т. 48. №2 1. С. 49-53.

26. Батов Ю.Н., Малинин С.М., Симин С.А., Шапиро Л.Л. Способ управления модулятором оптического излучения // Патент РФ № 2022433. 1994.

27. Батов Ю.Н., Губин А.Б., Пирожков Ю.Б., Шапиро Л.Л. Тепловой баланс в малогабаритных импульсных лазерах на эрбиевых стеклах с диодной накачкой // Оптический журнал. 2002.Т. 69. № 9. С. 5-10.

28. Diode-pumped Yb-Er glass laser for range-finding [Электронный ресурс]: // ООО "Лазеры и оптические системы", URL: http://www.los.su/ru/produktsiya.html (дата обращения: 2.03.2018).

29. V. Fromzel, N. Ter-Gabrielyan, and M. Dubinskii, Acousto-optically Q-switched resonantly pumped Er:YVO4 laser. Optics express 1 July 2013 Vol. 21, No. 13 | DOI:10.1364/OE.21.015253.

30. Peng Wan, Jian Liu, Compact Pulsed High Energy Er:glass laser [Электронный ресурс]: // URL: http://www. polaronyx.com_(дата обращения: 4.09.2018).

31. Ruikun Wu, и др. Co2+:MgAl2O4 Crystal Passive Q-Switch Performance at 1.34, 1.44 and 1.54 micron [Электронный ресурс]: URL: http://www. kigre.comfiles/er100.pdf (дата обращения: 7.01.2018).

32. Дымшиц О.С., Жилин А. А., Шашкин А. В. Стеклокристаллический материал для пассивного лазерного затвора и способ его получения // Патент РФ №2 2380806 публикация патента: 27.01.2010.

33. Л.И. Крутова, Н.А.Кулагин, В.А.Сандуленко, А.В. Сандуленко «Спектры поглощения и люминесценции октаэдрических и тетраэдрических ионов V3+ в РЗ гранатах». IX Всесоюзный симпозиум по спектроскопии кристаллов, активированных ионами редкоземельных и переходных металлов, тезисы доклада, Л. 1990г, с.81.

34. C.S.K. Mak , P.A. Tanner, Z. Zhuo Absorption spectroscopy of Er:GdCOB and Yb:GdCOB crystals // Journal of Alloys and Compounds 323 -324 (2001) 292-296.

35. H.Giesber, J. Ballato, G. Chumanov, J. Kolis, M.Deineka, Spectroscopic properties of Er and Eu doped acentric LaBO3 and GdBO3. // J. of Applied Physics, v.93, #11. pp.8987-8994 (2003).

36. I. Kudryashov and D. Garbuzov, M.Dubinskii Latest developments in resonantly diode-pumped Er:YAG lasers Laser Source Technology for Defense and Security III, edited by Gary L. Wood, Mark A. Dubinskii // Proc. of SPIE Vol. 6552, 65520K, (2007).

37. P.Burns, J.Dawes, P.Dekker, J.Piper, H.Jiang, J.Wang." CW diode-pumped microlaser operation at 1.5-1.6pm in Er,Yb:YCOB". // IEEE Photonics Technology lett. V.14 #12 Dec. 2002, pp. 1677-1679.

38. U. Demirbas, A. Sennaroglu, A. Kurt, and M. Somer, Preparation and spectroscopic investigation of diffusion-doped Fe2+:ZnSe and Cr2+:ZnSe, Proc. Advanced Solid-State Photonics, Vol. 98,

39. C. Denman and I.T. Sorokina, Eds., Crystalline mid-infrared lasers, // The Optical Society of America, Vienna, Austria, 2005, pp. 63-68.

40. R.Stultz, D.Nieuwsma, E.Gregor, Eyesafe high pulse rate laser progress at hughes. // Proc. SPIE Int.Soc.Opt.Eng., v.1419, paper 08, (1991).

41. H.Giesber, J. Ballato, G. Chumanov, J. Kolis, M.Deineka., Spectroscopic properties of Er and Eu doped acentric LaBO3 and GdBO3. // J. of Applied Physics, v.93, #11. pp.8987-8994 (2003).

42. М.О. Искандаров, А. А. Никитичев, М.А. Свердлов, А.Л. Тер-Мартиросян Твердотельные лазеры ближнего ИК-диапазона с диодной накачкой // Научное приборостроение, 2015, том 25, № 4, c. 67-70.

43. L. Shang, I-Ming Chou, R.Burruss. Raman spectroscopic characterization of CH4 density over a wide range of temperature and pressure [Электронный ресурс]: 2014 John Wiley & Sons, Ltd. https://doi.org/10.1002/jrs.4529_(дата обращения: 5.02.2018).

44. 1.5 ^m Diode Laser Rangefinder DLEM 20 [Электронный ресурс]: // URL: http://www.jenoptik.com (дата обращения: 14.02.2018).

45. A.Braud, и др. Passive Q-switching and wavelength tunability of a diode pumped Tm:Yb:YLiF4 laser around 1.5^m. Optics Communication, v.183, # 1-4, pp. 175-179, (2000).

46. A.Braud, S.Girard, J.Doualan, R.Moncorge, Spectroscopy and fluorescence dynamics of Tm, Tb and Tm, Eu doped LiYF4 single crystals for 1.5 ^m laser operation, // IEEE J of quantum Electronics v.34, #11, pp.2246-2255(1998).

47. A.Dienung, P.Mobert, G.Huber, Diode pumped continuous-wave, quasi-continuous-wave and Q-switched laser operation of Yb,Tm: LiYF4 at 1.5 and 2.3 ^m. // J. of Applied Physics, v.84, #11, pp. 5900-5904(1998).

48. F.Heine, V.Ostroumov, E.Heumann, T.Jensen, G.Huber." CW Yb,Tm: LiYF4 upconversion laser at 650 nm, 800 nm and 1500 nm // OSA TOPS v.24 Advanced Solid State Lasers 1995, pp.77-79.

49. R.D. Stultz, V. Leyva, and K. Spariosu, Short pulse, high-repetition rate, passively q-switched Er:yttrium-aluminum-garnet laser at 1.6 microns, // Appl. Phys. Lett. 87, 241118, 2005.

50. V. Leyva, K. Spariosu, R.D. Stultz, Saturable absorbed Er : YAG Q-switched laser with short pulse Proc. SPIE 6100, Solid State Lasers XV: Technology and Devices, 61000D (28 February 2006); doi: 10.1117/12.669534.

51. A. Aubourg, J. Didierjean, N. Aubry, P.Georges Passively Q-switched diode-pumped Er:YAG solid-state laser Optics letters Vol. 38, No. 6 2013 p.938-940.

52. А.А.Каминский Лазерные кристаллы, // М.: Наука 1975. 256 с.

53. А.А.Каминский, Б.Н. Антипенко, Многоуровневые функциональные схемы кристаллических лазеров. // М.: Наука. 1989. 270с.

54. Физика и спектроскопия лазерных кристаллов. под ред. А.А.Каминского, М.: Наука. 1986. 272 с.

55. А.А.Каминский С.Э.Саркисов, А.А.Павлюк, В.В.Любченко, Анизотропия люминесцентных свойств лазерных кристаллов KGd(WO4)2 и KY(WO4)2 с ионами Ш3+//Известия АН СССР Неорганические материалы 1980, т.16, №4, с.720.

56. Мочалов И.В. Нелинейная оптика лазерного кристалла калий-гадолиниевого вольфрамата, активированного неодимом KGd(WO4)2:Nd3+// Оптический журнал 1995, №11, с.4-36.

57. Вищакас Ю.К., Мочалов И. В., Михаилов А.В., Клевцова Р.Ф., Любимов А.В. Кристаллическая структура и комбинационное рассеяние света в кристаллах KGd(WO4)2 // Литовский физический сборник. - 1988.- 28, №2 - С.- 224-235.

58. Kaminski A. A. Achievement in the field in Physics and spectroscopy of activated laser Crystals // Phys.stat. sol (Q). - 1985.- 87, N 11 - P. 36.

59. Каминский А.А., Агамалян П.Р., Павлюк А.А., Бобович Л.И., Любченко В.В. Получение и люминесцентно-генерационные свойства KLu(W04)2 // Известия АН СССР, серия Неорганические материалы. - 1983 г.- Т.19, №6 - С. 982-991.

60. Волынкин В.М., Лукин А.В., Саховский С.Е., Ханков С.И., Малогабаритный твердотельный лазер с частотой повторения до 100Гц./Юптический журнал. 2000. Т.67, №8. с.74-79.

61. Исаев М.П., Кушнир В.Р., Новиков С.Г. О выборе осветителя для лазера на ГСГГ. Электронная техника. Лазерная техника и оптоэлектроникаЛ991.выпЛ (57) с.33-36.

62. Н.Р.Белашенков, С.В.Гагарский, А.Н.Титов. 1.54 мкм ВКР-лазер. -Труды VII Международной конференция "Лазеры в науке, технике и медицине", Пушкинские Горы, 1997, сентябрь, с.5.

63. Ананьева Г.В., Афанасьев И.И., Васильева В.И., Глазов А.И., Мамонтов И.Я., Меркуляева Т.И., Структурные, морфологические и оптические характеристики кристаллов калий-гадолиниевого вольфрамата // Оптико-механическая промышленность, 8, 35 (1983).

64. Маршак И.С. (ред) - Импульсные источники света// М.: Энергия 472c. (1978).

65. Н.С.Устименко, А.В.Гулин Новые ВКР-лазеры на кристалле KGd(WO4)2:Nd3+ с самопреобразованием частоты излучения // «Квантовая электроника»,32, №3, (2002).

66. Андрюнас К. и др. ВКР-самопреобразование при пикосекундной генерации в кристаллах KY(W04)2:Nd3+. // Письма в ЖЭТФ, 42, 333 (1985).

67. Иванюк А.М. и др. Пикосекудные световые импульсы при внутрирезонаторном ВКР на активном элементе неодимового лазера.. // Оптика и спектроскопия, 59, с. 950 (1985).

68. Каминский А.А., Устименко Н.С., Гулин А.В., Багаев С.Н., Павлюк А.А. Комбинационно-параметрические взаимодействия в моноклинных кристаллах KGd(WO4)2 и KGd(WO4)2:Nd3+: пикосекундная многокомпонентная стоксова и антистоксова генерация и наносекундное ВКР-самопреобразование в безопасный для глаз человека 1,5-мкм диапазон длин волн // ДАН, 359, 179 (1998).

69. А.Ю.Абазадзе, Г.М.Зверев, Ю.М.Колбацков, Н.С.Устименко Исследование лазера на кристалле KGW: Nd3+ с поперечной накачкой линейками лазерных диодов. // «Квантовая электроника» 34, №1(2004) с. 20-22.

70. Гулин А.В., Нархова Г.И., Устименко Н.С. Многоволновая генерация стоксовых компонент в лазерах с ВКР-самопреобразователем на кристалле KGd(WO4)2:Nd3+ // Квантовая электроника, 25, 825 (1998).

71. Дмитриев В.Г., Конвисар П.Г., Михайлов В.Ю. Квазинепрерывный мощный комбинационный лазер оптического диапазона на йодате лития // Квантовая электроника, 13, 1063 (1986).

72. A. Brenier , F. Bourgeois, G. Metrat, N. Muhlstein, G. Boulon Spectroscopic properties at 1.351 ^m of Nd3+-doped KY(WO4)2 and KGd(WO4)2 single crystals for Raman conversion // Optical Materials 16 (2001) 207-211.

73. Л.И. Крутова, Н.А. Кулагин, В.А. Сандуленко, А.В. Сандуленко "Спектры поглощения и люминесценции октаэдрических и тетраэдрических ионов V3+ в РЗ гранатах. // IX Всесоюзный симпозиум по спектроскопии кристаллов, активированных ионами редкоземельных и переходных металлов, тезисы доклада, Ленинград 1990г, с.81.

74. Merczyk Z., Frukacz Z. YAG:V3+ New passive Q-switch for lasers generating radiation within near infrared range // Opto-electronics review. 1999. V. 4. ISSN. 12303402.

75. V.N.Ivanov, A.V.Sandulenko, V.A.Sandulenko, I.V.Mochalov, V.I.Ustugov, G.E.Novikov, Uk Kung, Kyeong-Hee Lee., 1.32 ^m YAG:Nd Q-switch laser with YAG:V3+ passive shutter. // Proceedings of SPIE, Laser Optics 2003, Solid State Lasers and Nonlinear Frequency Conversion, 2003, v. 5478, p.26-30.

76. Н.Н.Ильичев, Э.С.Гулямова, П.П.Пашинин, Пассивная модуляция добротности неодимового лазера с помощью затвора на основе кристалла YAG:Cr4+«Квантовая электроника», 24, №11, с.1001.

77. A.G. Okhrimchuk and A.V. Shestakov Absorption saturation mechanism for YAG:Cr4+ crystals, // Phys. Rev. B. V. 61.№ 2. P. 988-995.

78. Н.Н.Ильичев, А.В.Кирьянов, П.П.Пашинин, В.А. Сандуленко, А.В.Сандуленко, С.М.Шпуга, Анизотропия нелинейного поглощения в кристалле ИАГ^3+. // Квантовая электроника 1995, т.22, №12, c.1192-1194.

79. V.N.Ivanov, A.N.Titov, O.B.Storosthuk, V.N.Vetrov, B.A.Ignatenkov, K.V.Dukelskiy. Parameter optimization for serial Raman's eye-safe passive Q-switched laser // Conference "Laser optics 2010" St. Petersburg.

80. Алексеева В.А., Гагарский С.В., Ук Канг, Кенг Хи Ли, Лукин А. В., Себерев М. Ю., Ханков С. И. Температурная зависимость энергетических параметров KGW/Nd3+-лазера, генерирующего на длинах волн 1.06 мкм и 1.35 мкм. // Оптический журнал 2003г. т.70 №2, стр. 33-39.

81. M. Pollnau, P. J. Hardman, M. A. Kern, W. A. Clarkson, and D. C. Hanna, Upconversion-induced heat generation and thermal lensing in Nd:YLF and Nd:YAG. // Physical review B, Volume 58, 1998-II, number 24, p. 16 076-16092.

82. V.N.Ivanov, V.Yu.Khramov, A.N.Titov, O.B.Storosthuk, I.P.Krotov,A.V. Sandulenko, and B.A.Ignatenkov The difference of the thermal dependences of generation energy KGW:Nd3+ passive Q-switch laser for X = 1,538 prn and X=1.067 prn wave lengths generation // «Laser optics 2012» St. Petersburg, Russia.

83. V.N.Ivanov, V.Yu.Khramov, A.N.Titov, O.B.Storosthuk, I.P.Krotov The influence of the excited state Nd3+ absorption band thermal broadening to Raman laser threshold energy increasing // «Laser optics 2012» St. Petersburg, Russia.

84. Н.Н.Ильичев, Э.С.Гулямова, П.П.Пашинин Пассивная модуляция добротности неодимового лазера с помощью затвора на основе кристалла YAG:Cr4+«Квантовая электроника»,24,№11,с.1001.

85. L. M. Pecora and T. L. Carroll, Synchronization in Chaotic Systems // Phys. Rev. Lett. 64, 821 (1990).

86. M. Rosenblum, A. Pikovsky, and J. Kurths, Identification of coupling direction: application to cardiorespiratory interaction. // Phys. Rev. Lett. 76, 1804 (1996).

87. A. S. Pikovsky, M. Rosenblum, G. V. Osipov, adj. Kurths, Phase synchronization of chaotic oscillators in terms of periodic orbits // Chaos 7 (1997), No. 4, 680-687.

88. Z. Zheng, G. Hu, and B. Hu, Generalized synchronization versus phase synchronization, // Phys. Rev. Lett. 81, 5318 (1998).

89. A. Pikovsky, M. Rosenblum, and J. Kurths, Phase Synchronization in Regular and Chaotic Systems// International Journal of Bifurcation and Chaos (1999) p. 2291-2305.

90. L. Fabiny, P. Colet, and R. Roy, Coherence and phase dynamics of spatially coupled solid-state lasers. // Phys. Rev. A 47, 4287 (1993).

91. J. F. Heagy, T. L. Caroll and L. M. Pecora, Synchronous Chaos in Coupled Oscillator Systems, // Phys. Rev. A 50, 1874 (1994).

92. S. K. Han, C. Kurrer, and Y. Kuramoto, Dephasing and bursting in coupled. neural oscillators. // Phys. Rev. Lett. 75, 3190 (1995).

93. M. Rosenblum, A. Pikovsky and J. Kurths, Phase synchronization of chaotic oscillators. // Phys. Rev. Lett. 78, 4193 (1997).

94. E. Rosa, Jr., E. Ott, and M. H. Hess, Transition to Phase Synchronization of Chaos // Phys. Rev. Lett. 80, 1642 (1998).

95. K. J. Lee, Y. Kwak, and T. K. Lim, Phase jumps near a phase synchronization transition in systems of two coupled chaotic oscillators // Phys. Rev. Lett. 81, 321 (1998).

96. K. Otsuka, R. Kawai, S.-L. Hwong, J.-Y. Ko, and J.-L. Chern, Synchronization of mutually coupled self-mixing modulated lasers // Phys. Rev. Lett. 84, 3049 (2000).

97. C. W. Gardiner, Handbook of Stochastic Methods (Springer-Verlag, 1985), Second Edition.

98. H. Risken, The Fokker-Planck Equation (Springer-Verlag, 1996) second edition.

99. C. M. Kim, W. H. Kye, and Y. J. Park, "Phase synchronization with Type-II Intermittency in Chaotic Oscillators," Phys. Rev. E 62, 8826 (2000).

100. R. L. Stratonovich, Topics in the Theory of Random Noise (Gordon and Breach, New York, 1963).

101. J. E. Hirsch, M. Nauenberg, and D. J. Scalapino, Intermittency in the presence of noise: a renormalization group formulation, // Phys. Lett. 87A, 391 (1982).

102. B. Hu and J. Rudnick, Asymptotic Integrability and periodic solutions of a Hamiltonian system in I : 2 : 2 - resonance // Phys. Rev. Lett. 48, 1645 (1982).

103. J.P. Eckmann, L. Thomas, P. Wittwer, Intermittency in the presence of noise, J. Phys. A 14 (1981) 3153-3168.

104. J. P. Crutchfield, J. D. Farmer, and B. A. Huberman, "Fluctuations and simple chaotic dynamics // Phys. Rep. 92, 45 (1982).

105. P. Manneville and Y. Pomeau, Intermittent transition to turbulence in dissipative dynamical systems // Phys. Lett. 75A, 1, (1979).

106. C. M. Kim, G. S. Yim, J. W. Ryu, and Y. J. Park, Characteristic relations of typeIII intermittency in an electronic circuit // ,Phys. Rev. Lett. 80, 5317 (1998).

107. I. B. Kim, C. M. Kim, W. H. Kye, and Y. J. Park, Periodic phase synchronization in coupled chaotic oscillators, // Phys. Rev. E 68, 025201(R) (2003).

108. F. T. Arecchi and R. G. Harrison, eds., Instabilities and Chaos in Quantum Optics (Springer-Verlag, Berlin, 1987).

109. D. Dangoisse, P. Glorieux, and D. Hennequin, Chaos in CO2 laser with modulated parameters, // Phys. Rev. A 36, 4775-4791 (1987).

110. T. Midavaine, D. Dangoisse, and P. Glorieux, Observation of chaos in a frequency-modulated CO2 laser, // Phys. Rev. Lett. 55, 1989-1992 (1985).

111. C. Bracikowski and R. Roy, ''Chaos in a multimode solid state laser system, // Chaos 1, 49-64 (1991).

112. S.-H. Gong and C.-M. Kim, ''On-off intermittency in the threshold of a cw Nd:YAG laser, // J. Opt. Soc. Am. B (to be published).

113. H. Fujisaka and T. Yamada, A new intermittency in coupled dynamical systems, // Prog. Theor. Phys. 74, 918-921 (1985).

114. N. Platt, E. A. Spiegel, and C. Tresser, On-off intermittency: a mechanism for bursting, // Phys. Rev. Lett. 70, 279-282 (1993).

115. J. F. Heagy, N. Platt, and S. M. Hammel, Characterization of on-off intermittency, // Phys. Rev. E 49, 1140-1150 (1994).

116. N. Platt, S. M. Hammel, and J. F. Heagy, Effects of additive noise on on-off intermittency, // Phys. Rev. Lett. 72, 3498-3501 (1994).

117. P. W. Hammer, N. Platt, S. M. Hammel, J. F. Heagy, and B. D. Lee, Experimental observation of on-off intermittency, // Phys. Rev. Lett. 73, 1095-1098 (1994).

118. L. Yu, E. Ott, and Q. Chen, Transition to chaos for random dynamical systems, // Phys. Rev. Lett. 65, 2935-2938 (1990).

119. D. J. Gauthier and J. C. Bienfang, Intermittent loss of synchronization in coupled chaotic oscillators: toward a new criterion for high-quality synchronization // Phys. Rev. Lett. 77, 1751-1754 (1996).

120. H. L. Yang and E. J. Ding, Synchronization of chaotic systems and on-off intermittency // Phys. Rev. E 54, 1361 (1996).

121. Y. C. Lai and C. Grebogi, Intermingled basins and two state on-off intermittency // Phys. Rev. E 52, R3313 (1995).

122. F. Xie, G. Hu, and Z. Qu, On-off intermittency in a coupled map lattice system // Phys. Rev. E 52, R1265 (1995).

123. M. Ding and W. Yang, Distribution of the first return time in fractional Brownian motion and its application to the study of on-off intermittency // Phys. Rev. E 52, 207 (1995).

124. S. Rim, D. W. Hwang, I. Kim, and C. M. Kim, Chaotic transition of random dynamical systems and chaos synchronization by common noises, // Phys. Rev. Lett. 85, 2304-2307 (2000).

125. В.В.Афонин, Т.К.Болецкая Вейвлет-анализ перемежаемоти II и III типов, Нелинейная динамика. Т. 7. (2011). № 3. c. 427-436.

126. Carnall W.T., Fields P.R. and Wybourne B.G. Spectral intensieties of the trivalent lanthaniedes and actinides in solution. I. Pr3+, Nd3+, Er3+, Tm3+, and Yb3+ // J. Chem Phys. 1965. V. 42. № 11. P. 3797-3806.

127. W. F. Krupke, Radiative transition probabilities within the 4F3/2 ground configuration of Nd:YAG, // IEEE J. Quantum Electron. 7(4), 153-159 (1971).

128. Брачковская Н.Б., Грубин А.А., Лунтер С.Г. и др. Интенсивности оптических переходов в спектрах поглощения и люминесценции неодима в стеклах// Квантовая электроника 1976. Т. 3, № 5. С. 998-1005.

129. Дианов Е. М., Карасик А. Я., Корниенко Л.С. Соотношения энергий люминесценции различных переходов с метастабильного уровня иона неодима в стеклах // Квантоая электроника, 1975, т. 2, № 2, с. 422-423.

130. В.Н.Иванов, И.В.Мочалов, А.В.Сандуленко. Влияние селективных распределенных потерь в кристаллах гадолиний-скандий галлиевого граната (ГСГГ:Сг:Ш) на генерацию 1.3 мкм. 5 Международная конференция "Прикладная оптика", Труды оптического общества им. Д.С.Рождественского, С-Пб, 2002, т.3, с.49.

131. И.Ф.Балашов, Б.Г.Березин, В.Н.Иванов, Исследование термической прочности активных элементов из фосфатных стекол Тезисы докладов Всесоюзной конференции «Оптика лазеров», Л. 1990 с.243.

132. V.N.Ivanov, V.Yu.Khramov, A.N.Titov, O.B.Storosthuk, I.P.Krotov, A.V. Sandulenko, and B.A.Ignatenkov The difference of the thermal dependences of generation energy KGW:Nd3+ passive Q-switch laser for X = 1,538 ^m and X=1.067 ^m wave lengths generation // «Laser optics 2012» Technical Program WeR1-p21, St. Petersburg, Russia June 25-29.

133. V.N.Ivanov, V.Yu.Khramov, A.N.Titov, O.B.Storosthuk, I.P.Krotov The influence of the excited state Nd3+ absorption band thermal broadening to Raman laser threshold energy increasing // «Laser optics 2012» June 25-29, Technical Program WeR1-p61 St. Petersburg, Russia.

134. V.N.Ivanov, A.N.Titov, O.B.Storosthuk, V.N.Vetrov, B.A.Ignatenkov, K.V.Dukelskiy. Parameter optimization for serial Raman's eye-safe passive Q-switched laser. SPIE-The International Society for Optical Engineering.. 2013. V. 10. № 1.P. 015301.

135. Московченко Л.В. Сторощук О.Б. Иванов В.Н. Московченко А.Л. Титов А.Н. патент РФ RU 2545687 C1 Заявка 2013150464/28, от 12.11.2013 Импульсный твердотельный лазер с преобразованием длины волны излучения на вынужденном комбинационном рассеянии.

136. Московченко Л.В. Сторощук О.Б. Иванов В.Н. патент РФ RU 2 548 592 С2 Заявка 2013133026/28, от 16.07.2013 Импульсный двухрежимный твердотельный лазер.

137. В.Н.Иванов, Способ увеличения предельной энергии генерации рамановского лазера, излучающего на безопасной для зрения длине волны, Известия СПбГЭТУ «ЛЭТИ» № 6, 2018 с.68-75.

138. Справочник по лазерам. В 2 - х томах. Прохоров А.М. (ред.) // М.: Советское Радио 1978г. 905с.

Приложение А

Приложение Б