Спектральные и энергетические характеристики излучения He-Ne, Ar+ и YAG-Nd3+ -лазеров с активной внутренней и внешней модуляцией тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.27.03, кандидат физико-математических наук Карасев, Владимир Анатольевич

• Карасев, Владимир Анатольевич
• кандидат физико-математических наук
• 1998

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Карасев, Владимир Анатольевич

СОДЕРЖАНИЕ

стр.

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА1. ВЛИЯНИЕ ПАРАМЕТРОВ Не-№ - И Аг+-ЛАЗЕРОВ НА

НЕЭКВИДИСТАНТНОСТЬ ПРОДОЛЬНЫХ МОД

1.1 .Спектральный состав излучения и взаимодействие

продольных мод в газовых лазерах

1.2.Расчеты дисперсии активной среды в Не-Ие и Аг+- лазерах

1.3.Насыщение дисперсии активной среды в Аг+-лазере

с продольным магнитным полем

1.4.Влияние параметров Не-№ и Аг+-лазеров на неэквидистантность продольных мод

1.5.Выводы к главе 1

ГЛАВА 2. СПЕКТРАЛЬНО-ВРЕМЕННЫЕ ПАРАМЕТРЫ ИЗЛУЧЕНИЯ

Не-.\е - И Аг+- ЛАЗЕРОВ ПРИ МОДУЛЯЦИИ ПОТЕРЬ РЕЗОНАТОРА

2.1. Спектр межмодовых биений при несинхронной модуляции потерь резонатора Не-Ые-лазера

2.2. Применение акустооптического модулятора для измерений ненасыщенного коэффициента усиления и потерь в газовых лазерах

2.3.Синхронная модуляция потерь резонатора Аг+- лазера

2.4. Выводы к главе 2

ГЛАВА 3. СПЕКТРАЛЬНЫЕ И АМПЛИТУДНЫЕ

ХАРАКТЕРИСТИКИ ФЛУКТУАЦИЙ ИЗЛУЧЕНИЯ Не-\е И Аг+-ЛАЗЕРОВ

3.1 .Изучение спектра флуктуаций в излучении Не-№-лазера

3.2 Исследование флуктуаций излучения Не-Ме-лазера со специальной газоразрядной кюветой

3.3.Изучение влияния продольного магнитного поля на колебания плазмы Аг+ - лазера

3.4.Измерение частотной зависимости коэффициента передачи колебаний тока накачки в излучение Аг+-лазера

3.5.Выводы к главе 3

ГЛАВА 4. ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ И УГЛОВЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

ИЗЛУЧЕНИЯ ТВЕРДОТЕЛЬНЫХ ЛАЗЕРОВ С ВНЕШНЕЙ МОДУЛЯЦИЕЙ

4.¡.Оптическая схема мощного импульсно-периодического

твердотельного лазера с высоким качеством излучения

4.2.Новый кристалл Ca2Ga2Si07- Nd3+ для импульсно-периодических твердотельных лазеров

4.3.Широкоапертурный акустооптический модулятор неполяризованного излучения для мощных твердотельных технологических лазеров

4.4.Выводы к главе 4

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Спектральные и энергетические характеристики излучения He-Ne, Ar+ и YAG-Nd3+ -лазеров с активной внутренней и внешней модуляцией»

ВВЕДЕНИЕ

АКТУАЛЬНОСТЬ ТЕМЫ

Эпоха третьей промышленной революции, начавшаяся в 90-х годах, ознаменована большими успехами в исследованиях, разработке и широком применении лазерной техники и технологии во многих сферах человеческой деятельности. Прежде всего следует назвать наукоемкие отрасли промышленности, экологию, медицину, геодезию, геофизику, наземную и космическую связь, локацию, дальнометрию, вычислительную технику, военное дело и т. д. Стремительное внедрение лазеров в различные области науки и техники обусловлено такими уникальными свойствами лазерного луча как пространственная и временная когерентность, монохроматичность и малая угловая расходимость.

В настоящее время большой практический интерес проявляется к газоразрядным когерентным источникам излучения, работающим в широком диапазоне длин волн - от ультрафиолетовых до инфракрасных как в импульсном, так и в непрерывном режимах.

Исследования информационного потока публикаций к 1993 г., проведенные в работе [1], на основе материалов реферативного журнала «Физика», позволили определить следующие направления разработок газовых лазеров: лазеры на двуокиси углерода, гелий-неоновые лазеры, лазеры на парах металлов, эксимерные лазеры, лазеры на моноокиси углерода и азотные лазеры. Предполагается, что к 2000-му году линейность возрастания всего массива публикаций по газоразрядным лазерам сохранится, причем лидеры - С02-лазеры и аутсайдеры и СО-лазеры останутся на своих местах. Столь продолжительный и стабильный интерес к газовым лазерам объясняется рядом уникальных физических и технических свойств, присущих только этим источникам

когерентного излучения. Благодаря высокой однородности и низкой плотности газов, использующихся в качестве активной среды, газовые лазеры имеют более высокую направленность излучения, монохроматичность и стабильность частоты генерации, чем твердотельные и полупроводниковые лазеры.

Широко применяемые в последнее время полупроводниковые ва-Аз-лазеры имеют прекрасные массогабаритные параметры, малое потребление энергии, простую конструкцию, но большая расходимость излучения, составляющая единицы градусов и нестабильность длины волны излучения не позволяет их использовать в прецизионных системах [2]. Поэтому сегодня газовым лазерам отдают предпочтение при выборе источника излучения в высокоточных прецизионных измерительных и информационно-оптических системах (ИОС). Так, например, в настоящее время в большинстве серийных дальномеров в качестве источников излучения используют лазерные Оа-Аз-диоды. Однако, для решения конкретных практических задач, связанных с высокоточным измерением профиля и последующей юстировкой антенн радиотелескопов, измерением крупногабаритных деталей в машиностроении, юстировкой крупногабаритных оптических систем, измерением деформаций земной коры и т. д., где необходима минимальная инструментальная погрешность, составляющая 0,1...0,01 мм, используют прецизионные фазовые светодальномеры на базе Не-N6-лазеров [2].

Одним из наиболее перспективных высокочувствительных методов детектирования долгоживущих изотопов, включая естественный йод - 127 и -129, является лазерно-флуоресцентный метод с использованием Аг+- и Не- N6- лазеров [3].

На XVII Генеральной конференции по мерам и весам было

принято новое определение метра, в основе которого лежит постулат о постоянстве скорости света. В соответствии с этим, в практику, был введен способ интерференционного компарирования с помощью источников излучения с известной длиной волны или частотой. В качестве таких источников излучения рекомендован ряд высокостабильных лазеров, частоты которых были известны с высокой точностью. В настоящее время лучшим является Не-Ме/СН4- лазер, работающий на длине волны 3,39 мкм, который отличается самой высокой стабильностью 3-10"14) и воспроизводимостью частоты [4]. Международным комитетом по мерам и весам, в качестве вторичного эталона длины рекомендован также Аг+- лазер (Х= 0,514 мкм), несущественно уступающий по аналогичным параметрам Не-Ые/СЩ-лазеру [5].

В последнее время Не-Ые-лазеры нашли широкое применение в медицине. Внутреннее облучение крови Не-Ме-лазером (А, = 0,63 мкм) при гнойном пиеонефрите способствует относительно быстрому купированию активной фазы воспаления. Внутрипузырное облучение Не-КГе-лазером при остром и хроническом цистите позволяет достигнуть заметного терапевтического эффекта. Лазерная терапия простатического отдела уреты и предстательной железы, лечение острого неспецифического эпидидимита, также успешно проводится с применением Не-Ые-лазера [6].

Новым направлением в области ИОС является создание лазерных проекционных систем и лайт-шоу. Данное направление работ возникло в США в конце 80-х годов и продолжает прогрессировать в настоящее время. Это направление было также стимулировано бурным развитием лазерной технологии в США, выпустившей на широкий рынок целый спектр недорогих и мощных лазеров, доступных по цене для

приобретения рекламными фирмами, компаниями, ответственными за световое оформление рок-концертов, фестивалей и т. д. Примером применения лазерных систем может служить лазерное шоу Ж.-М. Жарра на Воробьевых горах, посвященное 850-летию Москвы (1997 г.).

Одним из потребителей лазерных проекционных дисплейных систем является военно-промышленный комплекс США [7]. Так, в штаб-квартире главнокомандующего американских ВВС установлена система LASAR 1000 фирмы «Visulux Laser Projection System». Система предназначена для отображения оперативной и стратегической информации на экране размером 4,8x9,7 м2. Другой экземпляр системы LASAR 1000 с экраном 3x4,3 м2, установлен в Лас-Вегасе в зале Национальной Ассоциации радиовещательных корпораций, рассчитанном на 4000 человек. Яркость и разрешение лазерной системы соответствуют параметрам классических проекционных систем с 35-миллиметровой кинопленкой.

Главным узлом любой проекционной лазерной системы является лазер. Точность формирования пространственно-информационного поля в значительной мере определяется угловыми параметрами лазерного излучения.

Наиболее перспективными и универсальными лазерами для проекционных ИОС за последнее десятилетие безусловно, признаны газовые аргоновые ионные лазеры работающие в сине-зеленой области спектра. Наиболее интенсивные линии излучения этих лазеров - синяя (А, =0,488 мкм) и зеленая (X =0,514 мкм) являются наиболее чувствительными для восприятия человеческим глазом. Основное достоинство таких лазеров - высокая выходная мощность при непрерывном одномодовом режиме работы.Мощность аргонового лазера может достигать от 5 до 25 Ватт, при диаметре пучка d00=l,9 мм

и расходимости 0,4 мрад (модель INNOVA 425 фирмы «Coherent Inc.»), что позволяет получать весьма яркие изображения на экранах площадью до 1000 м2. Аргоновые ионные лазеры в сине-зеленой области спектра имеют еще большие средние мощности. В 1996 г. фирма «Newport Corp.» производила 5 моделей одномодовых лазеров со средней мощностью от 10 до 150 Вт при диаметре пучка < 0,65 мм и расходимости не более 0,95 мрад. Главным недостатком аргоновых лазеров является ограниченный срок службы газоразрядной трубки и высокое энергопотребление (данный тип лазеров имеет КПД порядка ~ 0,1 %). Однако, альтернативы аргоновым лазерам в сине-зеленой области в настоящее время не существует. Кроме того, при создании трехцветных проекционных систем один лазер используется как источник двух линий: синей и зеленой.

Аргоновые ионные лазеры также представляют интерес для использования в космической связи с подводными лодками, находящимися под водой [8]. Излучение аргоновых лазеров X =0,514 мкм и А, =0,488 мкм попадает в диапазон прозрачности морской волны и способно проникать на глубину более 60 м. Американские разработчики считают, что для космического базирования необходимо создать надежный лазер, в котором будут реализованы сложные методы модуляции излучения для передачи информации с ИСЗ на подводную лодку.

Большой интерес проявляется потребителями и к криптоновым ионным лазерам. Максимально достижимая мощность их не превышает 3...5 Вт в одномодовом режиме. В настоящее время они являются практически единственным источником красного излучения такого уровня мощности и поэтому широко применяются до сих пор, наряду с газовыми лазерами на смеси He-Ne. Несмотря на то, что к настоящему

времени имеется огромное количество научных статей, монографий, обзоров и справочников по физике и технике Не-Ые-лазеров, в специализированной литературе периодически появляются публикации с сообщениями об исследованиях, оценках и новых разработках лазеров с параметрами излучения, необходимыми для решения конкретных прикладных задач [1-8].

Сегодня в мире выпускается более 270 моделей Не-Ые-лазеров, мощность излучения которых лежит в диапазоне от 3 нВт до 35 мВт. Почти все они работают в одномодовом режиме на длине волны генерации от 0,44 до 3,39 мкм [9]. В литературе имеется сообщение о создании экспериментального Не-Ме-лазера мощностью до 1 Вт [10].

Некоторые разработчики применяют для современных проекционных ИОС в качестве источников излучения в сине-зеленой области спектра импульсные лазеры на парах меди. Эти лазеры интересны тем, что маломощные модели имеют малые размеры и вес, отпаянные активные элементы, не требуют водяного охлаждения и трехфазной сети 380 В. Мощность таких лазеров в зеленой линии X =0,51 мкм и в желтой А, =0,57 мкм может достигать в среднем значении 5... 10 Вт на одной линии. Однако частота повторения импульсов этих лазеров достаточно низка (8...20 кГц) [11], что создает при сканировании пучка точечную структуру изображения.

Психофизиологические исследования показывают, что точечная структура изображения перестает восприниматься человеческим глазом (точки сливаются) при повышении частоты повторения импульсного лазера до 80... 120 кГц. Однако, при таких высоких частотах повторения возникают физические ограничения, приводящие к резкому уменьшению максимальной мощности лазерного излучения.Лазеры на парах меди со средней мощностью излучения в двух линиях 20...35 Вт

(например, отечественные модели СИСТА 20-1 и ИЛГИ-201), имеют малый ресурс активного элемента (~ 500 ч). Для их питания требуется трехфазная сеть 380 В и водяное охлаждение. По своим эксплуатационным и массогабаритным характеристикам они приближаются к более мощным аргоновым лазерам.

Идея создания мощных портативных твердотельных лазеров, не требующих водяного охлаждения и питания от трехфазной сети, представляется очень перспективной, поскольку на основе таких лазеров возможно создание мобильных передвижных систем оперативного отображения информации. Такие системы могут быть расположены в салоне легкового автомобиля или микроавтобуса и иметь автономное питание от дизель-генератора или электрогенератора автомобиля [12].

Наиболее перспективными для этой цели в будущем будут твердотельные лазеры с диодной полупроводниковой накачкой [13, 14]. Специфической особенностью твердотельных лазеров, работающих в видимом диапазоне длин волн, является применение внутри лазерного резонатора нелинейного элемента для преобразования инфракрасного основного излучения с длиной волны 1,064 мкм во вторую гармонику с длиной волны 0,532 мкм. Такие лазеры отличаются длительным сроком службы, надежностью, относительной компактностью, малым энергопотреблением.Следует отметить, что мощность непрерывных одномодовых твердотельных лазеров на А, =0,532 мкм не так велика, как у аргоновых на X =0,514 мкм. Она достигает в промышленных отечественных и в отдельных зарубежных моделях величины ~ 1,5...2 Вт. В работе [15] сообщается о применении в лазере ЛТИ-401 для преобразования излучения нелинейного кристалла ОСБА и получении средней мощности во второй гармонике 4 Вт.

Значительный прогресс, достигнутый в последнее десятилетие в области выращивания кристаллов - активных элементов твердотельных лазеров [16, 17, 18], позволил подойти вплотную к созданию твердотельных лазеров киловаттной мощности. Лазерные комплексы на их основе предназначены для сварки и резки стали, алюминия, медных сплавов, резки керамики. Основными «претендентами» среди кристаллов в качестве активной среды для лазеров такого уровня мощности являются УАО-Ш3+, ООС-Ш3+, УАР-Ш3+. КПД таких лазеров может достигать 3...7%. Рекордное значение КПД принадлежит 000-Ш3+ и составляет 6% [17, 18] при мощности 170 Вт.

На сегодняшний день в мире освоен коммерческий выпуск твердотельных лазеров мощностью от 300 Вт до 3000 Вт. Существует уже около 10 фирм в мире [19, 20], перешедших уровень мощности 500

Л |

Вт. Все указанные лазеры реализованы на кристалле УАО-№1 , наиболее продвинутом в технологии выращивания. Однако, в работе

О I

[21], где достигнута мощность 800-1000 Вт на ОвО-Ыс! , показано, что

о ]

у УАв-Ш появился достойный конкурент. В [22] анализируется проект «Евролазер», созданный рядом стран Западной Европы в рамках программы «ЭВРИКА». Согласно этому проекту предполагается создание типоряда ТТЛ мощностью 1...5 кВт (Италия, ФРГ, Франция). Считается, что с созданием ТТЛ такой мощности они будут иметь техническое и экономическое преимущество перед СОг-лазерами аналогичного уровня. Основанием для такого преимущества является: существенно большее поглощение металлами излучения с длиной волны 1,06 мкм; передача излучения ТТЛ по волоконному световоду на расстояние до сотни метров, простота совмещения^ роботизированными комплексами. Уже сейчас реализованы волоконные

световоды диаметром 0,4...0,8 мм, способные пропускать излучения с X=1,06 мкм, мощностью до 500 Вт;

- использование сравнительно недорогостоящих оптических материалов;

- обработка материалов в средах, непрозрачных для излучения СОг-лазера;

- термоупрочнение без применения поглощающих покрытий.

При мощности 1,1 кВт импульсно-периодического лазера на YAG-Nd3+ глубина проплавления нержавеющей стали 304 составляет 5 мм при скорости 1 см/с. Для С02-лазера в этом случае потребовалась бы мощность 5 кВт. В работе [23] показано, что ИП лазер мощностью 2 кВт дает проплавление до 16 мм при великолепной кинжальности направления.

С помощью ИП ТТЛ мощностью 400 Вт на слэбе фирме «GE Aircraft» удалось продемонстрировать резку стали толщиной 50 мм и сверление прямоугольных отверстий глубиной 12,5 мм при высоком качестве реза. Вообще, импульсно-периодический режим работы является предпочтительным в операциях резки, сварки и сверлении отверстий. В работе [24] подробно изучены механизмы взаимодействия металлов с излучением таких лазеров и показаны преимущества ИП режима перед непрерывным.

Чрезвычайно важный параметр излучения ТТЛ -расходимость, которая для YAG-Nd3+ ТТЛ является большой и составляет 10...30 мрад в интервале мощности 200... 1000 Вт. Это связано с большими термодеформациями используемых в большинстве лазеров активных элементов - стержнях цилиндрической формы. Дополнительным недостатком является сложная поляризационная структура излучения. Существует кардинальный путь улучшения

угловой расходимости - переход к прямоугольной, так называемой «слэб» конфигурации активного элемента [14]. Фирма ОЕ (США) в 1989 году заявила о создании 1 кВт ТТЛ УАО-Ш3+на «слэб»-кристалле [25], имеющим угловую расходимость всего лишь в 7 раз превышающую дифракционную. Это означало, что можно получить размеры сфокусированного пятна ~ 7... 10 мкм. Первый коммерческий УАв-Ш3+ на «слэбе» МЬ8Р-500 имел среднюю мощность излучения 500 Вт на 1=1,06 мкм.

Таким образом, сегодня исследования новых активных сред и создание твердотельных лазеров с длиной волны 1,06 мкм на их основе в сочетании со специальными оптическими схемами резонаторов позволит существенно повысить качество излучения, а следовательно эффективность и качество обработки металлов и сплавов, особенно цветных, в операциях сварки, резки и сверления отверстий.

Выше были перечислены некоторые сугубо прикладные задачи, решение которых связано с применением газовых и твердотельных лазеров. Сегодня во многих областях применения когерентных источников излучения возросли требования к лазерам с управляемыми параметрами и качеству их излучения, что делает актуальными работы по повышению монохроматичности, пространственно-временной когеретности, снижению уровня амплитудных и фазовых флуктуаций, стабильности частоты следования сверхкоротких световых импульсов, повышению надежности и совершенствованию конструкции.

Исследование лазеров с внутрирезонаторной модуляцией потерь представляет значительный интерес не только для решения конкретных прикладных задач по созданию источников с управляемыми параметрами, но и для изучения нелинейной динамики самих лазеров [26-28]. Понимание закономерностей изменения лазерных режимов при

внутрирезонаторной модуляции потерь позволит лучше разобраться в протекающих в них физических процессах.

Вначале лазеры с модуляцией потерь исследовались, главным образом, с целью получения коротких световых импульсов [29]. Использование импульсных полей длительностью 10"9...10~15с принципиально важно в физических экспериментах, когда длительность взаимодействия значительно меньше длительности наблюдаемого процесса. Пикосекундную технику широко применяют для исследования проблем фотосинтеза, изучения молекул таких важных биологических систем как гемоглобин, родопсин и ДНК [30].

В последнее время основной интерес при изучении эффективных способов внутрирезонаторной модуляции представляют вопросы влияния внутренних нелинейных свойств активной среды лазеров на стабилизацию частоты следования и формы световых импульсов, увеличение длины когерентности, повторяемости спектра от импульса к импульсу, стабилизации фазовых сдвигов спектральных компонент и т. д. [31].

В [32] показано, что изменения показателя преломления активной среды приводит к свипированию «мгновенной» частоты генерируемого излучения во времени высвечивания очередного импульса газового лазера с модуляцией потерь. При этом вклад аномальной дисперсии в изменение частоты достигает наибольшего значения при отстройках, для которых максимальна глубина модуляции выходного излучения. В свою очередь, свипирование частоты вызывает изменение энергетических и временных параметров излучения.

Для объяснения существования областей неустойчивости режима активной синхронизации мод в [33] было высказано предположение о зависимости отстройки периода следования импульсов относительно

периода модуляции от мощности генерации. Позднее в [34] было теоретически показано существование зависимости длительности импульсов от мощности генерации, обусловленной узкополосностью усиления активной среды (спектрально ограниченным усилением импульса активной средой).

На наш взгляд, более правильно рассматривать физические процессы протекающие при внутрирезонаторной модуляции потерь в зависимости от относительного возбуждения и аномальной дисперсии активной среды, что позволяет более полно учесть вклад всех нелинейных эффектов в модуляционный механизм.

При работе лазера в режиме свободной генерации многих продольных мод из-за аномальной дисперсии активной среды при неоднородно уширенной линии усиления частотное разделение мод не эквидистантно. Исследуя степень неэквидистантности мод по межмодовым биениям можно наблюдать переходы от хаотического распределения фаз мод к частичной, а затем полной их фазовой синхронизации. По ширине спектра и стабильности частоты межмодовых биений можно судить о стабильности частоты повторения импульсов излучения, это сегодня важно при создании источников излучения для квантовой метрологии, лазерной спектроскопии систем передачи и обработки информации [35].

Традиционно лазерные системы передачи информации строятся на основе одномодовых лазеров. В месте с тем известно, что в двухмодовых лазерах, которые отличаются от одномодовых наличием конкуренции и синхронизации мод, появляются новые режимы генерации, а параметры выходного излучения часто оказываются значительно выше, чем при одномодовой генерации [36]. В [27] обнаружено, что при модуляции частот резонатора с

внутрирезонаторным поглощением на частоте близкой к межмодовому расстоянию вблизи центра линии поглощения в интенсивностях отдельных мод наблюдаются узкие резонансные структуры с ширинами, меньше однородной ширины линии поглощения. В настоящее время рассматривается возможность создания вторичных эталонов длины на основе многомодовых лазеров, стабилизированных на межмодовой частоте [36].

Исследование оптического спектра биений трехмодового струйного лазера на красителе показало, что не смотря на то, что дисперсионные сдвиги от собственных частот резонатора для разных мод малы из-за огромной, по сравнению с разностями генерируемых частот 1 ГГц), ширины однородной полосы люминисценции, при нарушении эквидистантности мод возникает модуляция интенсивностей на частоте неэквидистантности. При генерации таких слабонеэквидистантных мод в эксперименте наблюдается многокомпонентный спектр оптических биений, обогащенный компонентами с частотами кратными и двукратными разности межмодовых частотных интервалов [37].

Для ряда применений, таких как, например, интерферометрия высокого разрешения, прецизионная дальнометрия и др. одной из причин уменьшения точности и увеличения случайных погрешностей измерений являются флуктуации интенсивности, амплитуды и фазы излучения. Флуктуации излучения, обусловленные конкуренцией и хаотической связью мод удается значительно ослабить ( на 20...30 дБ) путем перевода работы лазера из режима свободной генерации в режим принудительной фазовой синхронизации продольных мод [38].

Другими источниками шумов в излучении газовых лазеров являются различные технические шумы. К ним относятся механические

и акустические вибрации, флуктуации тока возбуждения из-за плазменных нестабильностей и собственных шумов источника накачки. Различные источники технических шумов могут воздействовать на излучение в отдельности и одновременно.

Точная теоретическая оценка уровня технических шумов затруднена из-за недостаточной изученности механизма их возникновения, а также в силу разнообразия конструкций, режимов работы и условий эксплуатации газовых лазеров. Поэтому при изучении технических шумов представляет большой интерес экспериментальные данные, полученные на конкретных, используемых на практике, моделях газовых лазеров [39].

К наиболее интенсивным источникам шума в низкочастотном диапазоне (до 106 Гц), можно отнести плазменные флуктуации и нестабильности источника накачки, которые модулируют интенсивность излучения на глубину до 10%. Зависимость флуктуаций интенсивности излучения от паразитной модуляции тока возбуждения достаточно сложна. В связи с этим знание параметров токовой модуляции не позволяет точно определить амплитуду и фазу модуляции излучения. В результате возникают проблемы при стабилизации мощности через обратную связь по излучению [40].

Кроме непосредственного влияния на интенсивность излучения флуктуации тока накачки через механизм возбуждения вызывают изменения эффективного показателя преломления среды. В результате возникают частотные и фазовые флуктуации [31]. Изучение механизма передачи флуктуаций тока накачки позволяет, кроме решения чисто прикладных задач, глубже проникнуть в сущность физических явлений, происходящих в активной среде.

Данная диссертационная работа была выполнена с целью расширения круга задач, которые могут быть решены с помощью газовых и твердотельных лазеров с управляемыми параметрами, всестороннее и целенаправленное изучение которых представляет собой актуальную задачу большой теоретической, практической и методической значимости.

ЦЕЛЬ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

Все вышесказанное определило цели и задачи данной диссертационной работы. Целью работы является:

1. Теоретическое и экспериментальное исследование влияния дисперсионных и шумовых характеристик Не-№- и Аг+- лазеров на спектрально-временные параметры излучения.

2. Исследование зависимости спектрально-временных параметров излучения ГЛ от частоты и глубины модуляции потерь резонатора. Разработка методики измерения ненасыщенного усиления и потерь в ГЛ с помощью АОМ.

3. Исследование генерационных характеристик ТЛ на основе нового разупорядоченного кристалла Са2Оа28Ю7 - Ыс13+.

4. Оптимизация оптической усилительной схемы ТЛ с неустойчивым резонатором в задающем генераторе. Разработка и создание широкоапертурного АОМ для управления мощным неполяризованным излучением ТЛ.

НАУЧНАЯНОВИЗНА

1. Проведенные исследования дисперсионных свойств активной среды ГЛ низкого давления, работающих на основной поперечной и многих (N>3) продольных модах, впервые позволяют

проанализировать, с учетом бенетовского уширения провалов, изменения степени неэквидистантности генерирующих мод в широком интервале значений превышения усиления над потерями при различных длинах резонатора, как с аксиальным магнитным полем (МП), так и без него.

2. Впервые обнаружена и подробно изучена несимметрия сигнала модуляции и зеркального шумового сигнала относительно максимума СМБ при несинхронной модуляции потерь резонатора Не-№-лазера.

3. Впервые исследованы генерационные характеристики импульсно-периодического ТЛ на основе нового кристалла Са2Оа28Ю7 - Ш3+.

НАУЧНАЯ И ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ

1. Полученные в диссертационной работе расчетные и экспериментальные данные о связи ширины СМБ Не-Ые- и Аг+-лазеров с основными параметрами активной среды и резонатора могут найти применение при разработке ГЛ, стабилизированных на частоте межмодовых биений, а также лазеров с синхронизацией мод, генерирующих стабильные по форме и частоте следования световые импульсы.

2. Предложен и реализован метод автоматизированного измерения ненасыщенного усиления и потерь ГЛ с помощью АОМ.

3. Изученный новый материал Са2Оа28Ю7-Ш3+ может успешно конкурировать с неодимовыми стеклами в некоторых типах ТЛ.

4. Разработанный и созданный в данной работе широкоапертурный АОМ неполяризованного многомодового лазерного излучения с длиной волны 1,06 мкм может быть использован для управления излучением ТЛ со средней мощностью до 500 Вт.

ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ, ВЫНОСИМЫЕ НА ЗАЩИТУ

1. Нелинейное затягивание частот продольных мод Не-№- и Аг+-лазеров, обусловленное аномальной дисперсией активной среды при генерации большого числа (N>3) продольных мод и квазиоднородном уширении линии усиления, достигает своего максимального значения при относительном возбуждении г|~2...3. Снижение степени неэквидистантности продольных мод Аг+- лазера при наложении на активную среду аксиального МП величиной до 200 Э сдвигает вверх границу порогового значения относительного возбуждения режима самосинхронизации продольных мод с 1,2 до 1,7.

2. При несинхронной модуляции потерь резонатора Не-№- лазера несимметричное положение модуляционного и зеркального шумового сигналов относительно частотных компонент СМБ, имеющих максимальную амплитуду, обусловлено формой огибающей СМБ и зависит от относительного возбуждения. При 1<т]<1,5 асимметрия практически незаметна. Наибольшая величина несимметрии, относительно частоты биений, имеющей максимальную амплитуду, составляет 12,5 кГц при Г|=2,8.

3. Исследованные генерационные характеристики нового разупорядоченного кристалла Са2Оа28Ю7-Ш3+ и созданный на его основе лазер показывают, что новый материал может успешно конкурировать с неодимовыми стеклами в импульсно-периодических ТЛ. Оптимизация оптической усилительной системы с учетом термической линзы, образующейся в активном элементе в процессе накачки, позволяет достичь мощность генерации ТЛ 200...250 Вт при расходимости 3.. .5 мрад.

4. Расчет параметров и технические характеристики созданного широкоапертурного АОМ многомодового неполяризованного

излучения TJI с длиной волны 1,06 мкм показывают возможность эффективного управления лазерным излучением мощностью до 500 Вт.

АПРОБАЦИЯ РАБОТЫ

Основные результаты работы, включенные в диссертацию, представлялись в качестве докладов на Республиканских научно-теоретических конференциях молодых ученых и специалистов ТаджССР (Душанбе, 1985, 1987), Российской национальной конференции «Лазерные технологии' 93» (Шатура, 1993), V Международной конференции «Лазерные технологии - 95» (Шатура, 1995), семинарах отдела лазерной оптики и общих семинарах НИЦ ТЛ РАН и опубликованы в специализированных научных изданиях Доклады АН, Известия АН, Неорганические материалы, Квантовая электроника и Proc. SPIE.

По теме диссертации опубликовано 10 печатных работ, из них 3 -тезисы конференций и 7 - статьи в специализированных научных изданиях.

ВКЛАД АВТОРА

Все результаты в диссертации получены автором лично или в соавторстве при определяющем его участии.

ОБЪЕМ И СТРУКТУРА ДИССЕРТАЦИИ

Полный объем диссертации составляет 179 страниц, включая основной текст, 63 рисунка, 3 таблицы и список литературы из 169 наименований.

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения и списка литературы. В конце каждой главы дано заключение, в котором формулируются основные выводы по материалу данной главы.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

ВО ВВЕДЕНИИ обоснована актуальность выполненных исследований, сформулирована цель диссертационной работы и дано краткое содержание диссертации.

ПЕРВАЯ ГЛАВА посвящена теоретическому и экспериментальному изучению влияния аномальной дисперсии активной среды, параметров резонатора и аксиального магнитного поля на неэквидистантность продольных мод Не-№- и Аг+- лазеров.

Спектр продольных мод резонатора без активной среды эквидистантен. Введение в резонатор активной среды приводит к затягиванию мод к центру контура усиления. В случае линейной зависимости величины затягивания частоты генерации от расстройки по отношению к центру контура усиления, эквидистантность мод не нарушается. При неоднородно уширенной линии усиления из-за аномальной дисперсии активной среды появляется нелинейность затягивания, что приводит к нарушению эквидистантности продольных мод.

В отличие от расчетов, проведенных в работе [9], нами учитывалось радиационное уширение беннетовских провалов (Дурад=2Дчто позволило детально исследовать зависимость

функции р(х,у,г|) от относительного возбуждения т|. Кроме того, по вышеупомянутой методике были получены выражения для расчета отклонения от линейной зависимости функции р(х,у,т))при наложении на активную среду стационарного однородного магнитного поля (МП).

Проведенные расчеты и полученные экспериментальные данные позволили проанализировать зависимость ширины СМБ излучения Не-Ке- (А, =0,63 мкм) и Аг+ - (X =0,488 мкм) лазеров при большом (N>3)

числе продольных мод в широком диапазоне изменения относительного возбуждения при длинах резонатора L=350 см, 175 см, 87,5 см. Ширина СМБ при относительных возбуждениях т| < 2 определяется эффектами нелинейного затягивания генерирующих продольных мод. При относительных возбуждениях т| > 2 ширина СМБ определяется как нелинейным затягиванием, так и полосой пропускания резонатора. С ростом г) роль эффектов затягивания в формировании СМБ снижается.

ВО ВТОРОЙ ГЛАВЕ исследовались особенности формирования спектрально-временной структуры излучения при модуляции потерь резонатора He-Ne- и Аг+ - лазеров в условиях нелинейного взаимодействия и затягивания генерирующих мод, обусловленных эффектами аномальной дисперсии активной среды. Это взаимодействие приводит к тому, что закон изменения интенсивности излучения не всегда повторяет закон модуляции. В частности, при синхронной модуляции потерь, когда частота модуляции близка или равна частоте межмодовых биений, могут генерироваться сверхкороткие световые импульсы длительностью 10"9...10"и с.

Несинхронная модуляция потерь резонатора осуществляется на частотах, близких, но не равных частоте межмодового разделения Av = c/2L. При квазиоднородном насыщении усиления и генерации большого числа мод СМБ имеет шумовой характер, поэтому спектр дополнительных сигналов, возникающих около мод, также будет иметь шумовой характер. Но сигнал на частоте модуляции остается чистым, его ширина определяется стабильностью частоты управляющего модулятором сигнала.

На основании изученных закономерностей при несинхронной модуляции потерь резонатора, предложена методика

t

автоматизированного измерения ненасыщенного коэффициента усиления и уровня потерь в ГЛ, базирующаяся на внесении в резонатор калиброванных потерь с помощью АОМ.

Исследования режима синхронной модуляции потерь резонатора показали возможность активного воздействия модуляции потерь на формирование спектрально-временной структуры излучения.

В ТРЕТЬЕЙ ГЛАВЕ представлены результаты экспериментальных исследований спектральных и амплитудных характеристик шумов излучения Не-Ые и Аг+- лазеров, обусловленных наличием плазменных флуктуаций и нестабильностями источника накачки, которые модулируют ток в цепи газоразрядных активных элементов на величину >0,3%. Необходимость проведения этих исследований была продиктована, во-первых, тем, что флуктуации источника накачки и плазмы газового разряда находятся, как известно из литературы, в том же частотном диапазоне, что и флуктуации СМБ и затрудняют изучение спектральных характеристик излучения, во-вторых, необходимостью выработки практических рекомендаций по выбору стабильных режимов работы, используемых лазеров.

ЧЕТВЕРТАЯ ГЛАВА посвящена изучению одного из новых активированных ионами Ш3+ кристаллов, представляющих интерес для квантовой электроники - Оа-гелениту Са2Оа28Ю7, который способен генерировать ИК стимулированное излучение (СИ) в различных режимах, в том числе пикосекундно-импульсное с ламповым возбуждением и непрерывное с диодно-лазерной накачкой. СИ в последнем режиме получено благодаря интенсивным неоднородно уширенным линиям в спектрах поглощения и люминесценции кристалла Са2Оа28Ю7 -Кс13+, обусловленным разупорядоченностью его структуры.

п

3+

Эксперименты по установлению лазерного энергетического потенциала кристаллов Са2Оа28Ю7 - Ш3+ осуществляли при комнатной температуре в режиме импульсной свободной генерации на волне межштарковского перехода (Xси =1,0610 мкм) лазерного канала 4 ¥ъ/2 ->

4111/2. Выходная энергия СИ измерена в режиме генерации одиночного

импульса от энергии возбуждения. Порог возбуждения (Еп) СИ имел достаточно малую величину ~7 Дж, что соизмеримо с величинами Е, для таких лазерных кристаллов, как 0д30а5012 и УАЮ3 с ионами N(1 В этих измерениях достигнут абсолютный КПД=1,7% при Евозб=62 Дж. При средней мощности накачки 1,56 кВт и частоте следования импульсов СИ í=25 Гц достигнута средняя мощность генерации, равная 17 Вт. Изменение частоты накачки с 2 до 30 Гц приводило к снижению КПД генерации с 1,7% до 0,8% .

Уменьшение мощности генерации при Рвозб>1,6 кВт обусловлено возникновением в активном элементе тепловой линзы, величина которой определяется термооптическими характеристиками кристалла Са2Оа28Ю7- Ыс13+. Тепловая линза, возникающая в кристалле, вызывала искажение резонатора (рост потерь) и обуславливала спад мощности генерации на f=30 Гц. Однако следует отметить, что энергия генерации СИ при Ев03б=62 Дж и í=■25 Гц всего на 30% меньше энергии генерации в режиме одиночных импульсов.

В настоящей работе теоретически анализируется и оптимизируется усилительная оптическая система, включающая в себя импульсно-периодический задающий лазер (ЗЛ) со средней мощностью, излучения 30...50 Вт и усилитель, состоящий из двух квантронов с импульсно-периодической накачкой.

В рамках двухуровневой модели усиливающей среды проводился энергетический расчет усилителя. Расчеты показывают, что при мощности накачки в каждом из двух стержней, равной 3 кВт, выходная средняя мощность может превышать 200 Вт, при расходимости лазерного пучка по уровню 0,9 на выходе рассматриваемого усилителя

л

не более 5-10" рад.

В данной работе теоретически и экспериментально рассмотрены вопросы создания АОМ для управления неполяризованным многомодовым лазерным излучением ТЛ с длиной волны 1,06 мкм.

Создание широкоапертурного (в смысле и линейной и угловой апертуры) АОМ на основе известных в технике акустооптики принципов в случае изотропного взаимодействия является проблематичным. Причина заключается в том, что пучки лазеров, предназначенных для технологических целей, имеют типичное значение в диаметре несколько миллиметров и угловую расходимость порядка градуса.

Решить проблему создания широкоугольного и ширикоапертурного АОМ представляется возможным при использовании анизотропного акустооптического взаимодействия в монокристаллах парателлурита.

Основные параметры разработанного и изготовленного АОМ следующие: длина волны лазерного излучения 1,06 мкм, центральная рабочая частота 43,6 МГц, оптическая угловая апертура 1°, оптическая линейная апертура 6x6 мм2, управляющая мощность менее 1,5 Вт, остаточный поток лазерного излучения менее 3%. Модулятор рассчитан на использование с многомодовыми ТЛ мощностью до 500 Вт.

В ЗАКЛЮЧЕНИИ приведены основные результаты диссертационной работы.

Заключение диссертации по теме «Квантовая электроника», Карасев, Владимир Анатольевич

4.5. Выводы к главе 4.

1. Расчетные данные показывают, что оптическая усилительная система в которой задающий лазер имеет неустойчивый резонатор, образованный высокоотражающим выпуклым зеркалом, термической линзой активного элемента и плоским полупрозрачным зеркалом с супергауссовым профилем коэффициента отражения позволяет достичь в импульсно-периодических ТТЛ средней мощности генерации 200 Вт при расходимости 3. .5 мрад.

2. Изучены генерационные характеристики нового кристалла Са2Оа28Ю7 - Кс13+ для импульсно-периодических твердотельных л лазеров. С кристалла размером 0 5x85 мм была получена мощность генерации 17 Вт при частоте следования импульсов 25 Гц. КПД в режиме генерации одиночных имцульсов составил 1,7%. Сильная тепловая линза, возникающая в кристаллах Са2ва28Ю7 - №3+ при частоте следования импульсов 25 Гц и средней мощности накачки ~ 1,6 кВт, приводила к снижению КПД генерации до 0,8%. Изученный новый материал может успешно конкурировать с неодимовыми стеклами в некоторых типах ТТЛ.

3. Разработан и изготовлен широкоапертурный АОМ неполяризован-ного излучения со следующими параметрами:: длина волны лазерного излучения 1,06 мкм, центральная рабочая частота 43,6 мГц, оптическая угловая апертура 1 оптическая линейная апертура 6x6 мм, управляющая мощность менее 1,5 Вт, остаточный поток лазерного излучения менее 3%.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Проведены расчеты величины нелинейного затягивания частот продольных мод He-Ne- (х =0,63 мкм) и Аг+- (>.=0,488 мкм) лазеров с учетом радиационного уширения провалов в случае квазиоднородного насыщения усиления в широком диапазоне изменения относительного возбуждения при длинах резонатора L=350 см, 175 см, 87,5 см. Показано, что наложение аксиального МП, величиной 200 Э, на активную среду Аг+-лазера сдвигает вверх границу порогового значения относительного возбуждения для самосинхронизации продольных мод.

2. Теоретические и экспериментальные исследования ширины СМБ He-Ne и Аг+- лазеров показали, что ширина СМБ при относительных возбуждениях ц<2 определяется эффектами нелинейного затягивания генерирующих продольных мод. При относительных возбуждениях ц > 2 ширина СМБ определяется как нелинейным затягиванием, так и полосой пропускания резонатора. С ростом ц роль эффектов затягивания в формировании СМБ снижается.

3. Впервые обнаруженная и подробно исследованная несимметрия сигнала модуляции и зеркального шумового сигнала относительно максимума СМБ при несинхронной модуляции потерь резонатора He-Ne-лазера обусловлена несимметричной формой огибающей СМБ.

При синхронной модуляции потерь резонатора Аг+-лазера, работающего в одномодовом режиме, возможна генерация пачек импульсов на частоте межмодового разделения. Исследованы два характерных режима работы Аг+-лазера в зависимости от глубины модуляции потерь резонатора. В первом режиме, при 8%<<хм<14%, существуют от 2 до 5 импульсов на периоде следования пачек. Во втором, при <хм > 14%, генерируется периодическая последовательность одиночных импульсов.

4. Создана методика автоматизированного измерения ненасыщенного коэффициента усиления и уровня потерь в ГЛ, базирующаяся на внесении калиброванных потерь с помощью АОМ. Для проведения измерений необходима отстройка частоты модуляции потерь от центральной частоты межмодовых биений на величину, большую или равную ширине СМБ.

5. Экспериментально показано, что основным источником флуктуаций излучения Не-№-лазеров являются нерегулярные страты, а Аг+- лазеров - анодные колебания. С наложением аксиального магнитного поля на разряд могут возбуждаться и подавляться анодные колебания на частотах выше 100 кГц. Исследованы условия существования этих колебаний.

6. Коэффициент передачи флуктуаций цепи разряда в излучение Не-Ке-лазера на частотах до 60 кГц равен 2. В диапазоне частот от 60 до 120 кГц наблюдается плавное уменьшение коэффициента передачи. Флуктуации в цепи разряда с частотами более 120 кГц слабо (<0,3%) влияют на излучение.

Сильная частотная зависимость коэффициента передачи флуктуаций цепи накачки в излучение Аг+-лазера приводит к тому, что флуктуации накачки на частотах выше 5 кГц незначительно (<0,3%) модулируют выходное излучение.

7. Исследованы шумовые характеристики излучения созданного экспериментального макета Не-Ые-лазера на основе секционированной газоразрядной кюветы в диапазоне частот от 40 Гц до 3 МГц. Выбраны оптимальные соотношения Не/Ые и давление наполнения смеси. Уровень шума излучения лабораторного макета лазера с секционированной газоразрядной кюветой не превышает 0,3%.

8. Впервые изучены генерационные характеристики нового кристалла Са2Оа28Ю7 - N<1 для импульсно-периодических твердотельных лазеров. С кристалла размером 0 5 мм х 85 мм была получена мощность генерации 17 Вт при частоте следования импульсов 25 Гц. КПД в режиме генерации одиночных импульсов составил 1,7%.

9. Оптимизация оптической усилительной системы ТЛ, в которой задающий лазер имеет НР, образованный высокоотражающим выпуклым зеркалом, термической линзой активного элемента и плоским полупрозрачным зеркалом с супергауссовым профилем коэффициента отражения, позволит достичь в импульсно-периодических ТЛ средней мощности генерации 200.250 Вт при расходимости 3.5 мрад.

10. Разработанный и изготовленный широкоапертурный АОМ неполяризованного излучения имеет следующие параметры: длина волны лазерного излучения 1,06 мкм, центральная рабочая частота 43,6 мГц, оптическая угловая апертура 1°, оптическая линейная апертура 6x6 мм, управляющая мощность менее 1,5 Вт, остаточный поток лазерного излучения менее 3%.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Карасев, Владимир Анатольевич, 1998 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

1. И. Ю. Байко, Е. А. Истомин, Б. Н. Пойзнер, Квантовая электроника, 21, N11, С. 1103, 1994.

2. Л. А. Аснис, В. П. Васильев, В. Б. Волконский, Е. Б. Клюшин,

A. Г. Кулясов, К. Б. Мейгас, Ю. В. Попов, X. В. Хинрикус, В. В. Яковлев, Лазерная дальнометрия, М.: Радио и связь, 256 С., 1995.

3. С. В. Киреев, Е. Д. Проценко, С. Л. Шнырев, Квантовая электроника, 22, N7, С. 738, 1995.

4. Ю. С. Домнин, В. М. Татаренков, Квантовая электроника, 21, N7, С. 701, 1994.

5. А. H Гончаров, И.Н. Кирдянов, А. Ю. Невский, С. А. Фарносов, M. Н. Скворцов, Квантовая электроника, 22, N12,. С. 1210, 1995.

6. В. Е. Привалов, Квантовая электроника, 21, N4, С. 394, 1994.

7. L. Iscoff, Lasers and Optronics, V7, N11, P.47, 1988.

8. И. Г. Разумовский, Оптика в военном деле, М., ДОСААФ, С.205. 1988.

9. The Laser Focus World Buyers Guide ISSUE, December 15,1996.

10. P. W. Smith, Quant. El., 2, N4, P. 77, 1966.

11. П. А. Бохан, Д. Э. Закревский, ЖТФ, 67, N5, С. 54, 1997.

12. Ю. Д. Голяев, В. В. Дедыш, В. Г. Дмитриев, Н. В. Кравцов, А.

B. Ливинцев, В. Е. Надточиев, О. Е. Наниий, В. В. Фирсов, Е. А. Шалаев, Электронная техника, сер. Лазерная техника и оптоэлектроника, вып. 3(55), С. 21-26, 1990.

13. Ю.Г.Дьякова, Г.А.Мирошниченко, Зарубежная радиоэлек -троникаШ, С. 42-55, 1988.

14. Laser Focus, Buyers Guide, 1996.

15. А. А. Казаков, Т. А. Чачина, Р. Ф. Чумичев, Е. А. Шалаев, Е. А. Стрижов, В. П. Мызников, Электронная техника, сер. Лазерная техника и оптоэлектроника, в N3, 32, 1982.

16. Г. М. Зверев, Ю. Д. Голяев, Е. А. Шалаев, А. А. Шокин, Лазеры на аллюмоиттриевом гранате с неодимом, М., Радио и связь, С.144. 1985.

17. В. В. Осико, Известия АН СССР, сер. физ., т. 51, N8, с. 1285, 1987.

18. В. В. Осико, А. М. Прохоров и др., Доклады АН СССР, т. 307, N1, С. 105, 1989.

19. Laser Focus, Buyers Guide, P. 117, 1990.

20. Laser and Optronics, Buyers Guide, P.282, 1990.

21. Y. Fugii Proc. CLEO, Paper v.3, April, P. 398, 1988.

22. L. Cleeman SPIE, v. 1020, P. 1, 1988.

23. C. L. M. Jornal Laser Focus\ Electro-optics, Nov., P. 49, 1988.

24. IO. R. Walker, Industrial Laser Review, Jyli, P. 5, 1990.

25. Laser Magazin, 4, P. 12-18, 1989.

26. H. А. Лойко, A. M. Самсон, Квантовая электроника, 21, N8, С.713, 1994.

27. О. Л. Гайко, Л. А. Котомцева, В. В. Невдак, Л.Н. Орлов, А. М. Самсон, Квантовая электроника, 21, N7, С. 655, 1994.

28. О. Е. Наний, Квантовая электроника, 22, N6, С. 585, 1995.

29. Е. I. Gordon, J. D. Rigden, Bell Sys. Tech. Journal, 42, 1, P. 155, 1963.

30. С. Шапиро, Сверхкороткие световые импульсы, М.: Мир, 1981.

31. С. Н. Батаев, В. Ф. Захарьяш, В. М. Клементьев, В. П. Чеботаев, Квантовая электроника, 23, N9, С. 807, 1996.

32. Б. Ф. Кунцевич, В. В. Чураков, Квантовая электроника, 22. N1. С. 41, 1995.

33. JI. В. Тарасов, Физика процессов в генераторах когерентного оптического излучения: лазеры, резонаторы и динамика процессов, М., Радио и связь, 1981.

34. Б. В. Аникеев, Р. Ш. Затру дина, Квантовая электроника, 22, N1, С. 49, 1995.

35. Н. В. Наумов, В. Н. Петровский, Е. Д. Проценко, Р. А. Шанакин, Квантовая электроника, 22, N10, С. 1055, 1995.

36. В. М. Ермаченко, Н. В. Наумов, В. Н. Петровский, Е. Д. Проценко, Р. А. Шанакин, Квантовая электроника, 22, N6, С.573, 1995.

37. И. П. Коновалов, Квантовая электроника, 24, N9, С. 833, 1997.

38. R. Targ, J. M. Yarborngh, V12, N1, Р.З, 1968.

39. В. О. Папаян, Ю.И. Григорян, Квантовая электроника, 21, N4, С.. 309, 1994.

40. X. В. Хинрикус, Шумы в лазерных информационных системах, М.: Радио и связь, 108 .С. 1987.

41. H. Kogelnik, Т Li Appl. Optics, 5, 1550, 1966.

42. W. W. Rigrod, J. Appl. Phys., 34, N9, 2602, 1963.

43. A. L. Bloom, Proc. IEEE, 54, N10, 1262, 1966.

44. W. E. Lamb, Phys. Rev., 134, A, 1429,1964.

45. R. E. Mc Clure, Appl. Phys. Lett., 7, N6, 148, 1965

46. T. Uchida, A. Ueki, IEEE J. Quant. El, 3, N1,17, 1967.

47. В. В. Лебедева, А. И.Одинцов, B.M. Салимов, ЖТФ, 38, 1373 1968.

48. T. Suzuki, J. Appl. Phys, 41, 3904, 1970.

49. F. R. Nash, IEEE J. Quant. El, 3, N5, 189, 1967.

50. О. К. Егоров, Д. П. Криндич, М. И. Ландман, Б .И. Назаров,

B.М. Салимов, ЖЭТФ, 69, N8, 585, 1975.

51. М. Борн, Е. Вольф, Основы оптики, «Наука», 1970.

52. P. W. Smith, Proc. IEEE, 58, N9, 1342, 1970

53. P. W. Smith, Opt. Commun., 2, N6, 292, 1970.

54. M. Di Domenico, J.E. Geusic, H.M.Marcos, R.G. Smith, Appl. Phys. Lett., 8, N7, 180, 1966.

55. О. P. Mc Duff, S. E. Harris, IEEE J. Quant. El., 3, N3, 101, 1967.

56. В. Беннет, сб. «Лазеры», ил, M, 1963.

57. Ю .В. Троицкий, Письма в ЖТФ, 1, С.200-203, 1975.

58. Д .П. Криндач, А. П. Кузнецов, В .М. Салимов, Кв. эл-ка, Б, N7,

C. 1601-1603, 1978.

59. Ю. Д. Голяев, А .В. Грушецкий, Л .Н. Капцов, В. А. Соколов, Письма в ЖТФ, 3, вып. 22, 1226,1977.

60. В. К. Garsaide, IEEE J. Quant. El., 5, N2, P. 97-107, 1969.

61. B. H. Фадеева, H.M. Терентьев, Таблицы значений интеграла вероятностей от комплексного аргумента, М: Гос. изд-во тех.-теор. лит-ры, 1954.

62. F.R. Faxvog, J.A. Carruthers, J. Of Appl. Phys., 41, N6, P. 24572458, 1970.

63. Ф .А. Королев, В .M. Салимов, M. В. Цурикова, Опт. и спектр., 45, N1, С. 191-193, 1978.

64. Л. Н. Гуськов, В. П. Сологуб, Б И. Трошин, Кв. эл-ка, 2, N10, С. 2346-2347, 1975.

65. Ф.А. Королев, П. В. Короленко, А. И. Одинцов, В.А. Спажакин, Радиотехн. и эл-ка, 19, N12, С.2648-2651, 1974.

66. L.Allen, D.G.C. Jones, M.D. Sayers, J.Phys. (Proc. Phys. Soc.) A2 N1,87-94, 1969.

67. В.А. Карасев, А.К. Малков Тез.докл. Респ. научно-теор.конф. Таджик.ССР.Душанбе,1985.С.26

68. Е.Р.Мустель, В.Н.Парыгин, Методы модуляции и сканирования света М :Наука, 1970.

69. A.C. Петров, Л.Н. Попов, В.Д. Фомин, Радиотех. и эл-ка, 17, 1758, 1972.

70. Э.С. Воробейников, Е.Р. Мустель, В.Н. Парыгин, Л.Н. Попов, Изв. вузов, физика, N6, 111, 1973.

71. Л.Н. Попов, Б.Л. Пивоваров, Изв. вузов, физика, N5, 114, 1974.

72. H.A. Бродович, H.H. Розанов, Опт. и спектр, 42, вып. 4, С.763-765, 1977.

73. В.А.Карасев, В.П.Попов, В.М.Салимов Тез.докл. Респ. научно-теор.конф. Таджик.ССР. Душанбе, 1977.С. 83.

74. А. П. Скибарко, Ю. В. Причко, Опт. и спектр,Т.20, N 5, С.908, 1966.

75. Ю. В. Троицкий, Рад. и электр, Т. 10, N 5, С. 954, 1965.

76. Т. Takahashi, T.Shigematsu, К. Kakizaki, Proc. IEEE, V. 52, P.1741, 1964.

77. Ю. M. Яковлев, ЖПС, Т. 13, N 4, С.728, 1970.

78. В. В. Лебедева, И. В. Лебедев, А. И. Одинцов, ЖПС, Т. 23, N2, С. 294, 1967.

79. М. И. Молчанов, А. Ф. Савушкин, Рад. и электр, N 11, С.2020, 1969.

80. С. С. Картапева, Автореф. канд. дис. МГУ, 1973.

81. В.А. Карасев, Л.Н. Магдич, В.М. Салимов, Изв. АН Тадж. ССР 103, N1, 84-87, 1987.

82. Л.Н.Магдич, В.Я.Молчанов, Акустооптические устройства и их применение, М.: Советское радио, 1978.

83. Л. Н. Магдич, ЖЭТФ, Т. 51, N7, С. 19, 1966.

84. P. W. Smith, IEEE J. QE - 2, N 3, P. 62, 1966.

85. L.E. Hargove, R.L. Fork, M.A. Pollack, Appl. Phys. Lett., 5, N1, P.4-5, 1964.

86. A. Yariv, J. Appl. Phys., 36, 388-391, 1965.

87. C.E. Харрис, ТИИЭР, N10, С. 193-206, 1966.

88. D. Maydan, IEEE J. Quant. EL, 6, N1, 3, 1970.

89. И.О. Сафронов, B.H. Можайский и др., Квант, эл., N8, С. 1854, 1974.

90. Л. Н. Магдич, ЖЭТФ, 52,0.344,1967.

91. Л. Н. Магдич, ЖЭТФ, 53, N3, С.802, 1967.

92. И.М. Бетеров, В.Н. Лисицын, В.П. Чеботаев, Радиотех. и эл., 13, N6, С. 1127, 1968.

93. V.P. Chebotayev, I.M. Beterov, V.N. Lisitsyn, IEEE J. Quant. El., 4, 788, 1968.

94. A.G. Fox, S.E. Schwarz, P.W.Smith, Appl. Phys. Lett., 12, P.371, 1968.

95. Runge, Optics Commun., 3, P. 434, 1971.

96. B.C. Летохов, В.П. Чеботаев, Принципы нелинейной лазерной спектроскопии, М., 1975.

97. М.С. Борисова, Опт. и спектр., 33 , N6, С.1134-1138, 1972.

98. Z.A. Yasa, N.M. Amer, Opt. Lett., 6, N2, P. 61-63, 1981.

99. Х.Г. Гафуров, Д.П. Криндач, Б.И. Назаров, В.И. Новодережкин, ЖТФ, 53, N8, Р. 1536-1540, 1983.

100. Х.Г. Гафуров, Д.П. Криндач, Кв.эл-ка 1985.Т 12.№З.С.625.

101. В.А.Данилов,С.А.Зенченко,Г.В.Шаронов,Т.И.Шевчик, Кв. эл-ка. 1981.Т.8.№12.С.2687.

102. В.А.Карасев,Тез. докл. Респ. научно-теорет. Конф. ТаджССР.

Душанбе, 1987.С.44.

103. В.Е.Войтович , А.П.Шкадаревич Опт. и спектр. 1975.Т.38.С.6.

104. Ю.Г. Захаренко, В.Е. Привалов, Опт. и спектр, 29, вып.2, С.236- 241, 1970.

105. В.Е. Привалов, Квантовая электроника, 4, N10,C.2085-2119, 1977..

106. Ю .Г. Захаренко, Опт. и спектр, Т.37, N5, С.990-991,1974.

107. С. А. Алякишев, Д В. Гордеев, Е. П. Остапченко, JIM. Пяткова, Рад. и электр, N10, С. 1769-1776, 1967.

108. В. Е. Привалов, ЖТФ, 41, N8, С. 1682-1688, 1971.

109. Ю.Г. Захаренко, В.Е.Привалов, ЖТФ, Т.42, N9, С.1899-1903, 1972.

110. A.A. Зайцев, Б.Н. Швилкин, Рад. и электр, N4, С.736-739.

111. Н.В. Кириллова, М.И. Молчанов, Радиотехника и электроника, 23, N12, С.2574-2580, 1978.

112. Ю.Г. Захаренко, В.Е. Привалов, Опт. и спектр, 27, 5, С.821-827, 1969.

113. И.П. Мазанько, М.И. Молчанов, Н.Г. Ярошенко, Радиотехника и электроника, 20, вып.6, С.1301-1304, 1975.

1,14. В.В. Тучин, Г.Г. Акчурин, Квантовая электроника, 2, N1, С.146-148, 1975.

115. Г.А.Милушкин, Б.И. Трошин, Квантовая электроника,Т. 1 .N1, С91, 1974.

116. Ю.П. Райзер, Основы современной физики газоразрядных процессов, М, «Наука», С.148, 159-161, 1980.

117. B.JL Грановский, Электрический ток в газе, М, «Наука», С.292, 1971.

118. Н. А. Капцов, Электрические явления в газах и вакууме, Гостехиздат, М., 1954.

119. В.Е. Привалов, Оптика и спектроскопия, 41, С. 859, 1976.

120. A.A. Зайцев, Г.С. Леонов, Рад. и электр., N5, С. 913-921, 1965.

121. А.Б. Басаев, М.И. Молчанов, Н.Г. Ярошенко, ЖТФ, Т.45,. вып. 9.С. 1929-1933, 1975

122. A.A. Зайцев, В.Ф. Махров, А.И. Савченко, Б.Н. Швилкин, ЖТФ, 39. N4, 764, 1969.

123. С.А. Алякишев, Д.В. Гордеев, Е.П. Остапченко, Л.М. Пяткова, Радиотехника и электроника, 10, 1769, 1967.

124. J. Bensimon, De La Forest Divonne, J. Phys. D. Appl. Phys. (Gr. Brit.), 3, N10, 58, 1970.

125. D.C. Galehous, Appl. Phys. Lett., 18, 1,1971.

126. А.Э. Фотиади, С.А. Фридрихов, ЖТФ, 43, N9, 2010, 1973.

127. Т. Suzuki, Japan J. Appl. Phys., 60, N10, 1419, 1971.

128. Б.И. Клярфельд, M.A. Неретина, ЖТФ, 28, 296, 1958.

129. И. Ленгмюр. УФН, 13, N1, 291, 1933.

130. В .Б. Бриджес, А.Н. Честер, A.C. Холстед, Д.В. Паркер, ТИИЭР, 59, N5, 1971.

131. В.Д. Ригрод, Выходная мощность и эффект насыщения в лазерах. В кн. «Оптические квантовые генераторы» под ред. Бункина Ф.В., М., «Мир», 1966.

132. A.J. Wallard and Р.Т. Woods, J. Of Phys. E. Sceentific instruments 1974, Vol.7., P. 209-212.

133. Л.Н. Гуськов, В.П. Сологуб, Б.И. Трошин, Радиотехника и электроника, 21, N1, С. 196-198, 1976.

134. Т.А. Заборцева, A.C. Левченко, Е.П. Остапченко, В.А. Степанов Радиотехника и электроника, 22, вып.6, С. 1300-1302, 1977.

135. Техническое описание и инструкция по эксплуатации к прибору типа ЛГ-36А.

136. Т . Suzuki, Japan. J. Appl. Phys, 1968, 7, N7, P.788-789.

137. T. Suzuki, IEEE Journal of Quantum Electronics, Febr. 1969,P. 132133.

138. T. Suzuki, Japanese Journal of Appl. Phys. Vol.9, N3, March, 1970

139. Ю.Л. Климонтович, A.C. Ковалев, П.С. Ланда, УФН, 106, вып.2.С. 279, 1972.

140. А. Ван дер Зил, Шумы при измерениях, Изд-во «Мир», 1979.

141. Д.Ф. Смирнов, И.В. Соколов, ЖЭТФ 70, вып.6. 2098, 1976.

142. В. В. Kadomtzev, V.A. Nedospasov, J, Nuel. Energy. Parte, 1, N4, 230, 1960.

143. В.Ф. Китаева, А.И. Одинцов, H.H. Соболев, УФН, 12, 3,1969.

144. Ю.В. Богданов, A.A. Панченко, В.Н. Сорокин, Препринт ФИАН. N2, 1994.

145. A.B. Горланов, С.А. Димаков, С.И. Климентьев, И.Б. Орлова, Н.А.Свенцицкая, Оптика и спектроскопия, Т. 77, N4, С. 667, 1994.

146. Г.М.Галушкин, В.А. Карасев, Тез.докл. Междун.конф «Лазерные технологии - 95», Шатура, С. 51, 1995.

147. M.Alam, К.Н. Gooen, Dibartolo et al, J. Appl. Phys. V.39. N10. P. 4728-4730, 1968.

148. D.J.Horowitz, L.E. Gillespie, J.E. Miller, E.J. Sharp, J. Appl. Phys. V.43. N8. P. 3527-3530, 1972.

149. A.A. Каминский, Е.Л. Белоконева, Б.В. Милль и др. Изв. АН СССР. Неорган, материалы. Т.22. N7. С. 1138-1141, 1986.

150. A.A.Kaminskii, E.L. Belokoneva, B.V. Mill' et al, Phys. status solidi (a). V.97. N1. P.279-290,1986.

151. ëW. Ryba-Romanovski, В. Jezowska-Tzebiatovska, W. Piekarczyk, M.Berkowski, J. Phys. Chem. Solids. V.49. N2. P.199-203, 1988.

152. F. Hanson, D. Dick, H. R. Verdun, M. Kokta, J. Opt. Soc. Amer. V.8. N8. P.1668-1673, 1991.

153. A.A. Каминский, A.B. Буташин, М.И. Демчук и др., Изв. АНСССР. Неорган, материалы. Т.24. N12. С. 2075-2077, 1988.

154. A.A.Kaminskii, M.I. Demchuk, N.V. Zhavoronkov, V.P. Michailov Phys. status solidi (a). V.l 13. N2. P. k257-260, 1989.

155. A.A.Kaminskii, H. R. Verdun, B.V. Mill', Phys. status solidi (a). V.141.N1.P. kl00-105, 1992

156. Б.В. Милль, A.B. Буташин, Кристаллография. T. 27. N 3 . С. 574-579, 1982.

157. A.A.Kaminskii, Berlin-Heidelberg-N. Y.-L.-Paris-Tokio: Springer Verlag, 1981 and 1990..

158. В. R. Judd, Phys. Rev. V. 127. N 2. P. 750-761, 1962..

159. G. S. Ofelt, J. Chem. Phys. V.37. N 1. P. 511-520, 1962..

160. W. F. Krupke, IEEE J. Quantum Electronics. V. 10. N 6. P. 450,. 1974.

161. A.A. Каминский, В.А. Карасев, В.Д. Дубров, В.П. Якунин, A.B. Буташин, Кв. эл-ка, 19, N2, 1992.

162. A.A. Каминский, В.А. Карасев, В.Д. Дубров, В.П. Якунин, A.B. Буташин, А.Ф.Константинова Неорганич. Материалы Т 28. №5. 1992.

163. W. Koechner, Appl. Optics. V. 9. N 11. P. 2548-2553, 1970.

164. Л.Н.Магдич ., В .Я.Молчанов. Оптика и спектроскопия. Т.48. С. 159. 1980.

165. З.Т.Азаматов.,Л.Б.Беликов.,В.Б.Волошинов. и др. Вести МГУ Сер. З.Т. 25.№1. С.59. 1984.

166. В.М.Епихин,Ф.Л.Визен,Л.Л.Пальцев. ЖТФ. Т.57.С.1910.1987.

167. H. Lee. Appl.Opt. V. 27. P. 815. 1988.

168. В.Б.Волошинов.,О.В.Миронов. Оптика и спектроскопия. Т. 68 С. 452. 1987.

169. Fuigin Mo//Acta optika sínica . Y. 6. P. 446. 1986.