Технология серийного производства и новые конфигурации акустооптических модуляторов тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.27.06, кандидат наук Чижиков Александр Ильич

• Чижиков Александр Ильич
• кандидат наук
• 2022

Оглавление диссертации кандидат наук Чижиков Александр Ильич

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1 АКУСТООПТИЧЕСКИЕ МОДУЛЯТОРЫ

1.1 Основные принципы создания акустооптических модуляяторов

1.1.1 Акустооптическое взаимодействие

1.1.2 Акустооптическое качество

1.1.3 Принцип действия и основные параметры акустооптических модуляторов

1.1.4 Интегрирование объемных элементов в волоконно-оптические системы

1.2 Акустооптический модулятор на основе кристалла NBM

1.3 Селекторы ультракоротких лазерных импульсов

1.3.1 Принцип действия и применение акустооптических селекторов оптических импульсов

1.3.2 Приборная реализация акустооптических селекторов импульсов

1.3.3 Акустооптическая система управления импульсами

1.4 Лазерные затворы

1.4.1 Принцип акустооптической модуляции добротности лазера

1.4.2 Акустооптический лазерный затвор с выводом тепловой энергии из резонатора лазера

1.5 Акустооптические пространственные модуляторы света

1.6 Согласование импеданса пьезопреобразователя АОМ

1.7 Определение порога лазерного повреждения кристаллов парателлурита

1.8 Результаты работы, изложенные в главе

ГЛАВА 2. ТЕХНОЛОГИЯ СЕРИЙНОГО ПРОИЗВОДСТВА АО ИЗДЕЛИЙ

2.1 Технология производства акустооптических устройств

2.1.1 Постановка задачи

2.1.2 Технология производства акустооптических устройств

2.1.3 Серийная технология производства АО устройств

2.2 Установка вакуумной диффузионной сварки

2.2.1 Конструкция УВДС

2.2.2 Подколпачное оборудование

2.2.3 Конструкция вакуумного пресса

2.3 Квалификационные испытания АОМ

2.4 Результаты работы, изложенной в главе

ГЛАВА 3 АКУСТООПТИЧЕСКИЕ МОДУЛЯТОРЫ НА КРИСТАЛЛАХ КАЛИЙ-ИТТРИЕВОГО ВОЛЬФРАМАТА

3.1 Физические свойства кристаллов KREW

3.1.1 Применения кристаллов KREW в лазерной технике

3.1.2 Структура и свойства кристаллов KYW

3.1.3 Акустические характеристики кристаллов KYW

3.1.4 Определение порога лазерного повреждения кристаллов KYW

3.2 Акустооптический эффект в кристаллах

3.2.1 Анализ фотоупругого эффекта в моноклинных кристаллах

3.2.2 Дифракция Шефера-Бергмана в кристаллах KYW

3.3 Акустооптический затвор на основе кристалла KYW

3.3.1 Геометрия АО взаимодействия для модулятора на медленной квазисдвиговой акустической моде

3.3.2 Экспериментальный образец акустооптического затвора на сдвиговой акустической моде

3.4 Акустооптический пространственный модулятор на основе кристалла KYW

3.4.1 Направления автоколлимации упругих волн в кристалле KYW

3.4.2 Экспериментальный образец пространственного модулятора на кристалле KYW

3.5 Монолитный двухкоординатный акустооптический дефлектор на одном кристалле KYW

3.5.1 Акустооптическое взаимодействия неполяризованного излучения в кристалле

KYW

3.5.2 Экспериментальный образец двухкоординатного дефлектора

3.6 Поляризационный затвор (модулятор поляризации)

3.7 Результаты работы, изложенные в главе

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ АВТОРА ПО ТЕМЕ РАБОТЫ

Список использованных сокращений

АО - акустооптический АОМ - акустооптический модулятор АОЗ - акустооптический затвор АОД - акустооптический дефлектор АОЯ - акустооптическая ячейка

АОПМ - акустооптический пространственный модулятор

ВОЛС - волоконно-оптическая линия связи

ВУ - волоконный усилитель

ГШП - глубокая шлифовка-полировка

ДАОД - двухкоординатный акустооптический дефлектор

КСВ - коэффициент стоячей волны

ОАВ - объемные акустические волны

ПГТ - призма Глана-Тейлора

СОИ - селектор оптических импульсов

ТТЛ - транзисторно-транзисторная логика

УВДС - установка вакуумной диффузионной сварки

ШВП - шарико-винтовая пара

KREW - калий-редкоземельные вольфраматы

KYW - калий-иттриевый вольфрамат, KY(WO4)2

KGW - калий-гадолиниевый вольфрамат, KGd(WO4)2

NBM - молибдат-натрия висмута, NaBi(MoÜ4)2

QL - квазипродольная (акустическая волна)

QS - квазисдвиговая (акустическая волна)

ВВЕДЕНИЕ

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Технология серийного производства и новые конфигурации акустооптических модуляторов»

Актуальность исследования

Явление акустооптического (АО) взаимодействия впервые описано Л.Бриллюэном в 1922г. Десятилетие спустя дифракция света на акустических волнах экспериментально наблюдалось Р. Люка и П. Бикаром, П. Дебаем и Ф. Сирсом. Интенсивное развитие акустооптики и её практического применения началось в 1960-е годы после создания лазеров и продолжается по сей день. В настоящее время опубликованы результаты многочисленных теоретических и экспериментальных работы по акустооптике, в том числе монографии и учебные материалы. [1 - 7]

Создаваемые на основе АО взаимодействия приборы и устройства обладают набором практически важных свойств, обеспечивающих их эффективное использование при управлении лазерным излучением с различными характеристиками. Развитие лазерной техники также порождает увеличение потребности в АО приборах. Становится необходимым не только создание новых по назначению и функциональным возможностям и более совершенных по характеристикам АО устройств, но и увеличение их выпуска.

Акустооптические модуляторы (АОМ) - это классика акустооптики, но их востребованность не уменьшается со временем. Поэтому значимым является расширение номенклатуры АОМ как за счет создания новых архитектур и геометрий АО взаимодействия, так и за счет использования новых материалов в качестве АО среды. На смену кристаллам, не обладающим высокой лучевой стойкостью, приходят, так называемые, лазерные материалы, имеющие высокий порог лазерного разрушения. Именно на их основе удается создавать эффективно и длительно работающие лазерные затворы и другие устройства для мощных импульсных лазеров.

К лазерным кристаллам, уверенно входящим в перечень перспективных материалов для акустооптики, относятся двуосные кристаллы калий-редкоземельных вольфраматов ККЕ^Оф (KREW), в частности, калий-иттриевый вольфрамат КУ^04)2 (КУ^. Причем причина интереса к этим материалам не ограничивается только их высокой лазерной стойкостью: низкая симметрия моноклинных кристаллов позволяет использовать геометрии АО взаимодействия, неосуществимые для более высокосимметричных кристаллов.

Актуальность разработки оригинальной технологии серийного производства АО устройств обусловлена отсутствием готового технологического оборудования для данного класса устройств оптоэлектроники. Серийная технология производства АОМ, существующая за рубежом, в России отсутствовала. При этом, технологическое оборудование, используемое зарубежными производителями, содержит оригинальные

разработки и охраняется в режиме секретов производства (ноу-хау). Таким образом, разработка технологии серийного производства АО устройств для отечественной промышленности, - несомненно, задача актуальная.

Актуальность и перспективность созданной технологии производства АОМ усиливаются и тем, что при незначительных технологических модификациях она становится пригодной для серийного выпуска любых типов АО изделий.

Таким образом, решение одной актуальной задачи - создание группы востребованных АОМ с новыми свойствами - позволило решить и вторую актуальную задачу - создание серийной технологии производства АОМ впервые в РФ. При это был использован большой практический опыт, приобретенный при исследовании свойств АО сред и при изготовлении АОМ различных конструкций и назначения, а также владение необходимыми знаниями в области материаловедения кристаллов.

Цели и задачи диссертационной работы

Целью настоящей работы является создание новых конфигураций АОМ, а также разработка и внедрение технологии серийного производства АОМ.

Задачи работы:

1) расчетно-теоретическая разработка АОМ различных конфигураций на основе новых кристаллических материалов;

2) конструирование новых типов АОМ, изготовление экспериментальных образцов и исследование их характеристик;

3) разработка и внедрение в НТО «ИРЭ-Полюс» технологии серийного производства АОМ.

Научная новизна

1) Анализ акустооптического взаимодействия в кристалле KYW показал, что квазисдвиговая акустическая волна в плоскости симметрии кристалла позволяет реализовать уникальные конфигурации АО приборов, включая пространственные модуляторы с автоколлимацией акустической волны и монолитные двухкоординатные брэгговские ячейки.

2) Созданы и испытаны экспериментальные образцы акустооптического пространственного модулятора и двухкоординатного монолитного дефлектора на кристалле KYW.

3) Определен порог лазерного разрушения кристаллов парателлурита и KYW на длине волны 2,1 мкм для наносекундных лазерных импульсов, составляющих 6 и 20 Дж/см2 соответственно.

4) Экспериментальное исследование изотропного АО взаимодействия в кристалле NaBi(MoO4)2 (NBM) в направлении оси X показало, что данный материал обеспечивает не меньшую эффективность дифракции, чем парателлурит, и может быть использован для создания АОМ неполяризованного излучения.

5) Экспериментально продемонстрировано резонансное демпфирование объемных акустических волн согласованным пьезоэлектрическим поглотителем с внешней омической нагрузкой, позволяющее в 2,5 раза снизить тепловыделение в АОМ.

Практическая значимость

1) Разработана и создана прецизионная установка вакуумной диффузионной сварки, работающая по групповой технологии и рассчитанная на серийное производство АО изделий.

2) Разработанная и реализованная технология серийного производства АОМ внедрена на площадке НТО «ИРЭ-Полюс». Внедренная технология обеспечивает выпуск готовой продукции в объеме более 20 000 единиц в год.

3) Разработанные технологии изготовления АОМ позволяют создавать затворы для мощных импульсных лазеров диапазона длин волн от 2 до 5 мкм, существенно превосходящие традиционно используемые затворы на кварце по эффективности дифракции.

Достоверность полученных результатов

Экспериментальные исследования и технологические работы проводились на современном оборудовании с применением аттестованных приборов, что обеспечило корректное метрологическое обеспечение работ. Использовались следующие приборы и технологические установки: технологическое оборудование для обработки кристаллических материалов (отрезные станки с программным управлением Lоgitech APD, полировально-доводочные станки Lоgitech РА); рентгеновский дифрактометр Rigaku; Радиоэлектронная аппаратура Agilent, Rohde&Schwarz; прецизионный профилометр KLA Tencor Alpha Step 200

Наличие патентов и внедрение результатов в производство, а также апробация разделов работы на научных конференциях и в публикациях в рецензируемых журналах дают основания считать полученные результаты достоверными.

Положения, выносимые на защиту

1) Автоматизированная групповая технология вакуумной диффузионной сварки акустооптических элементов позволяет реализовать серийное производство акустооптических устройств, удовлетворяющих ГОСТ 20.57.406-81.

2) Резонансное пьезоэлектрическое демпфирование акустических волн позволяет выводить акустическую энергию из акустооптического элемента и снизить паразитное тепловыделение, не менее, чем на 60 %, для обеспечения термостабильной работы акустооптических модуляторов мощного лазерного излучения ближнего и среднего инфракрасного диапазона.

3) Применение акустооптической дифракции на медленной сдвиговой акустической волне в моноклинном кристалле KYW позволяет создавать новые типы акустооптических приборов: монолитные двухкоординатные дефлекторы неполяризованного лазерного излучения и модуляторы поляризации.

Апробация результатов работы

Результаты работы докладывались на конференциях, симпозиумах и на научно-практических школах:

- 13th School on Acousto-Optics and Applications, Москва: НИТУ «МИСиС», 2017;

- XX Харитоновские тематические научные чтения. Применение лазерных технологий для решения задач по физике высоких плотностей энергии, Саров: РФЯЦ-ВНИИЭФ, 2018;

- XXI Международная молодежная научная конференция «Волновая электроника и ее применения в информационных и телекоммуникационных системах», Санкт-Петербург: ГУАП, 2018;

- XVI Всероссийская школа-семинар «Волновые явления в неоднородных средах» имени А.П. Сухорукова, Красновидово: МГУ им. М.В. Ломоносова, 2018;

- IEEE International Ultrasonics Symposium, Kobe, Japan: IEEE, 2018;

- 14th School on Acousto-Optics and Applications, Torun, Poland: Nicolaus Copernicus University, 2019;

- IX Международная конференция по фотонике и информационной оптике, Москва: НИЯУ МИФИ, 2020;

- XXXII Всероссийская школа-семинар «Волновые явления: физика и применения» имени А.П. Сухорукова, Москва: МГУ им. М.В. Ломоносова, 2021;

- The 10th Advanced Lasers and Photon Sources, Yokohama, Japan: OPTICS & PHOTONICS International Council, 2021.

Публикации

По результатам диссертационной работы автором опубликовано 6 статей в рецензируемых научных журналах^1 - A6] 6 патентов РФ [A7 - A12] и 1 международный патент [A13], а также 19 тезисов и докладов в сборниках трудов научных конференций [A14 - A32], из которых 5 входят в международные системы цитирования Scopus и Web of Science.

Личный вклад автора

Все результаты, представленные в работе, получены диссертантом лично, либо в соавторстве при его непосредственном участии. Следует отметить, что автором собственноручно выполнены все работы по изготовлению экспериментальных акустооптических приборов: ориентация кристаллов для акустооптических ячеек и для пластин пьезопреобразователей; изготовление призм АО кристаллов и пластин пьезопреобразователей; диффузионная вакуумная сварка кристаллов. Также автором лично выполнено конструирование основных узлов установки вакуумной диффузионной сварки для серийного производства АОМ, а также разработка и отладка технологических процессов группового производства АОМ на этапах изготовления экспериментальных и опытных образцов.

Структура и объем диссертации

Диссертационная работа состоит из введения, 3 глав, общих выводов и списка литературы из 99 наименований. Диссертация изложена на 115 страницах, содержит 74 рисунка и 14 таблиц.

ГЛАВА 1 АКУСТООПТИЧЕСКИЕ МОДУЛЯТОРЫ

1.1 Основные принципы создания акустооптических модуляяторов

1.1.1 Акустооптическое взаимодействие

Акустооптические (АО) устройства создаются на основе эффекта дифракции света на ультразвуковых волнах. Они позволяют управлять различными параметрами световых пучков, а также обрабатывать информацию, носителем которой являются как световая, так и звуковая волны. Интерес к АО устройствам объясняется, в первую очередь, тем, что они позволяют воздействовать на параметры лазерного излучения электрическим управляющим сигналом, динамически и адаптивно управлять амплитудой и фазой электромагнитных полей, в том числе с высоким пространственным или спектральным разрешением. Кроме того, АО устройства высокоэффективны (более 70%), обладают достаточным быстродействием (от десятков наносекунд), относительно просты в изготовлении, малогабаритны, имеют низкую стоимость и, в основном, малую потребляемую мощность. Широко применяемыми АО устройствами являются акустооптические модуляторы (АОМ). В главе 1 рассмотрены распространенные виды АОМ.

Обязательным элементом любого АО устройства на объемных акустических волнах (ОАВ) является акустооптическая ячейка (АОЯ), в которой реализуется АО взаимодействие, рисунок 1.1. АОЯ состоит из АО среды и системы возбуждения ультразвуковых волн в ней - пьезопреобразователя. Для реализации режима бегущих акустических волн используются поглотители ультразвука или специальное отражение акустических пучков.

(а) (б)

Рисунок 1.1 - Ход световых лучей в акустооптической ячейке (а) - дифракция Брэгга; (б) - дифракция Рамана-Ната

Акустическая волна, распространяясь в прозрачной среде, создает локальные механические деформации среды. Вследствие эффекта фотоупругости из-за механических напряжений возникают изменения тензора диэлектрической проницаемости е и, следовательно, изменения показателей преломления среды n = е1/2. В результате образуются периодические слои с возмущенным показателем преломления. Эти слои движутся со скоростью акустической волны. При прохождении света через такую слоистую фазовую структуру возникает дифракция света: на выходе АО системы кроме луча, имеющего то же направление, что и падающий луч (Io), формируется один или несколько отклоненных (дифрагированных) лучей (Ii,2...). Различают два вида АО дифракции, отличающихся видом угловых дифракционных спектров [3]: дифракция Рамана-Ната при низких акустических частотахf и малой длине АО взаимодействия L и дифракция Брэгга при высоких f и большой L. Дифракция Рамана-Ната возможна при произвольных углах падения света на АОЯ, а дифракционная картина содержит много дифракционных максимумов. При дифракции Брэгга дифракционный спектр состоит из двух максимумов: нулевого и первого порядков, а интенсивность первого максимума становится наибольшей при выполнении условия Брэгга

sin 6в=Х12Л, (1.1)

где 6в - угол между направлением света и волновым фронтом акустической волны (угол Брэгга или угол дифракции); X - длина световой волны в среде; Á=v/f - длина акустической волны, определяемая частотойf и скоростью v. Для численной оценки вида АО дифракции используется безразмерный параметр Кляйна-Кука [3]: Q = 2nLX/Á2. При Q <<1 имеет место дифракция Рамана-Ната, при Q>> 1 - дифракция Брэгга, значения Q ~ 1 соответствуют переходной области.

1.1.2 Акустооптическое качество

Для выбора оптимального АО материала конкретного устройства в первую очередь рассчитывают коэффициент АО качества среды М2 и далее учитывают другие факторы, влияющие на его выходные и эксплуатационные характеристики.

Например, часто рабочие характеристики АО приборов ограничиваются высокой потребляемой ВЧ-мощностью. Тепловыделение происходит как в пьезопреобразователе и элементах цепи согласования на паразитных омических потерях, так и в объеме АО матерала из-за поглощения ОАВ. Нагрев АО призмы является неоднородным, что приводит к преломлению световых пучков на градиентах показателей преломления и искажению их формы, смещению и искажению аппаратной функции. [8, 9, 10]. Проведенные измерения показали, что при отсутствии должного теплоотвода даже ВЧ-мощность в 1 Вт может приводить к значительному локальному нагреву АОЯ [A2]. Для лазерных затворов

потребляемая мощность может превышать десятки ватт, поэтому необходимо применять охлаждение АОЯ.

Расчет М2 в общем случае производится по формуле

2 р-У3 ' 4 '

где т, т - показатели преломления среды для падающей и дифрагированной волн; р -плотность среды; ре// - эффективная фотоупругая константа материала АО среды для выбранной геометрии АО взаимодействия.

В выражение для М2 входят только константы, характеризующие данный материал. Наряду с размерами пьезопреобразователя и величиной акустической мощности коэффициент М2 определяет интенсивность дифрагированного света ¡1 и дифракционную эффективность щ, равную отношению интенсивности дифрагированного света к интенсивности падающего света) [2, 3, 7]

П =11/10 = 8т2 (—^ ./РЖДО), (1.3)

где ¡о - интенсивность падающего света; ¡1 - интенсивность дифрагированного света; Ь - размер акустического пучка в направлении волнового вектора света (длина АО взаимодействия); Б - ширина пьезопреобразователя.

Как следует из (1.2), значения коэффициентов АО качества в анизотропных средах зависят от направления распространения как световых, так и акустических волн. Эффективная фотоупругая константа рв/[ для АО взаимодействия, содержащаяся в выражении (1.2) для вычисления М2, рассчитывается как

ре// = й<0)1 ё(1) рщпж, (1.4)

где

и - векторы поляризации нулевого и первого порядков дифракции; рун -тензор фотоупругих констант; и - вектор смещения ОАВ; ж - волновой вектор ОАВ.

Возможность использовать различные АО материалы и широко варьировать конструкцию АО ячеек обеспечила создание целого спектра устройств со специальными свойствами: лазерные затворы, дисперсионные линии задержки, дефлекторы, синхронизаторы мод, частотосдвигатели и многие другие.

1.1.3 Принцип действия и основные параметры акустооптических модуляторов

Светозвукопровод АОМ представляет собой призму, выполненную из специального стекла, плавленого кварца или кристаллического материала с подходящими акустооптическими свойствами. К АО призме присоединяется пьезоэлектрический преобразователь, посредством которого в систему вводится акустическая волна, рисунок 1.2 [11]. Наиболее распространенной технологией присоединения пьезопреобразователей к светозвукопроводам является вакуумная диффузионная сварка, обеспечивающая высокие механическое и акустическое качество соединения [12].

Рисунок 1.2 - Схема устройства акустооптического модулятора [11]

На АО призму, в котором распространяется акустическая волна, падает сфокусированный пучок света. При выключенном ВЧ генераторе оптический пучок проходит через АОМ практически без потерь; при включенном генераторе большая часть энергии пучка отклоняется в первый порядок. Простейшая операция, которая может быть выполнена таким модулятором, - преобразование непрерывного оптического излучения в импульсы задаваемой формы. Процесс управляется электрически - изменением частоты и напряжения электрического сигнала, подаваемого на пьезопреобразователь с ВЧ генератора.

Практическое применение нашли, в основном, АОМ, работающие в режиме дифракции Брэгга, требующие меньшей мощности звуковой волны и обеспечивающие высокую эффективность в достаточно широкой полосе рабочих частот.

Акустооптические модуляторы характеризуются следующими параметрами [3]: - длина волны лазерного излучения (или диапазон длин волн) X (ЛХ);

- центральная частота /;

- оптическая апертура Н;

- полоса модулирующих частот Л/т;

- диаметр перетяжки лазерного пучка 2шо;

- коэффициент контрастности К;

- параметр а - отношение расходимостей фсв света и фзв звука;

- эффективность дифракции щ;

- быстродействие т;

- управляющая акустическая мощность Р (ВЧ мощность);

- коэффициент стоячей волны (КСВ) в диапазоне рабочих частот;

- входное сопротивление ро в рабочем диапазоне частот (как правило, ро=50 Ом);

- угол дифракции в±.

Оптимизация конструкции АОМ носит компромисный характер. [1, 5, 6] Широкое распространение в фотонике получили АО модуляторы на основе кристалла парателлурита ТеО2, рисунок 1.2. Типичные значения технических характеристик для модуляторов из парателлурита приведены в таблице 1. 1

Таблица 1.1 - Типичные значения технических характеристик АО модуляторов из парателлурита [11]

Основные характеристики АОМ Типичные значения для АОМ на Те02

Оптический диапазон 514нм, 633нм, 1064нм, 1330нм

Оптическая апертура 0.3-3 мм

Тип взаимодействия Изотропное

Время отклика 9-200 нс

Разделение лучей (633 нм) 10-30 мрад

Эффективность дифракции 80-90%

Рабочая частота 40 - 400 МГц

1.1.4 Интегрирование объемных элементов в волоконно-оптические системы

Во второй половине 20 века впервые была реализована передача лазерного излучения по оптическому волокну, а спустя два десятилетия уже стремительно развивались исследования и технология производства волоконных лазеров и волоконных усилителей. Появилась необходимость их сопряжения с другими элементами оптических систем посредством волокон, в частности, с объемными. Одними из объемных устройств, обязательных для использования в ряде технических применений в волоконно-оптических линиях связи (ВОЛС), являются АОМ.

Для интегрирования АОМ в системы, работающие с оптоволокном, приборы изготавливают с волоконными вводами и выводами. В технологии производства ряда АОМ присутствует технологическая операция «пигтейлирования» - присоединение волоконных элементов к каналам ввода и вывода оптических пучков. На рисунке 1.3 показана конструкция АО модулятора с двумя волоконноптическими вводами и АОМ, изготовленный фирмой ОооеЬ & Ноше§о [13, 14].

(а) (б)

Рисунок 1.3 - Схема АОМ с волоконными выводами (а) [13, 14] и волоконный акустооптический модулятор фирмы Gooch & Housego (б)

Акустооптический модулятор Fibre-Q разработан для использования в импульсных волоконных усилителях или в качестве селектора импульсов в волоконных системах с высокой частотой повторения [14]. Характеристики АОМ Fibre-Q приведены в таблице 1.2.

В ВОЛС применяются различные типы АО устройств: фильтры на основе дифракции непосредственно в оптоволокне [15, 16], интегрально оптические фильтры и АОМ на основе дифракции на поверхностных акустических волнах в волноводах [17],а так же АОМ на основе АОВ с волоконными выводами [13]

Acousto-Optic Modulators

Impedance ■ 1 SMA Connector

Таблица 1.2 - Характеристики АОМ Б1Ьге-0

Характеристика Значение характеристики

Спектральный диапазон 1030 - 1090 нм

Средняя мощность до 1 Вт

Пиковая мощность до 1 кВт

Частота модуляции 200 МГц

1.2 Акустооптический модулятор на основе кристалла NBM

Другим из возможных АО материалов для АОМ является кристалл молибдата натрия висмута, №Б1(Мо04)2 (ЫБМ). Свойства этого материала исследованы достаточно полно и показано, что по многим акустическим и оптическим свойствам он близок к изоморфному молибдату свинца, который давно используется в акустооптике, и по ряду параметров - к парателлуриту [18 - 21]. На основе кристалла КБМ ранее был разработан коллинеарный акустооптический фильтр, по хараеткристикам аналогичеый фильтрам на основе молибдата кальция [22].

Одной из задач работы являлось исследование кристалла КБМ, как альтернативного материала для серийного производства АОМ [А23]. Были выполнены расчеты акустических и акустооптических свойств кристалла: фазовых скоростей, углов сноса ОАВ и М2 в зависимости от направления распространения упругой волны для изотропной дифракции. Основываясь на этих данных для изготовления экспериментальных образцов АОМ выбраны XV срез и продольная акустическая волна.

Для исследования характеристик АО дифракции на изготовленном АОМ была реализована геометрия изотропного АО взаимодействия, показанная на рисунке 1. 4 (а). Продольная акустическая волна распространяется вдоль оси 2 кристалла, лазерный пучок -вблизи оси X. На рисунке 1.4 (б) показана диаграмма волновых векторов для поляризационно нечувствительного модулятора на кристалле КБМ.

(а) (б)

Рисунок 1.4 - Геометрия АО взаимодействия (а) и диаграмма волновых векторов (б) в экспериментальном АОМ на кристалле КБМ

Значения рвт для использованной геометрии при различных направлениях волнового вектора и поляризации света приведены в таблице 1.3

Таблица 1.3 - Значения рвт для материала светозвукопровода модулятора на продольной акустической волне при изотропном АО взаимодействии

Направление волнового вектора света Направление поляризации света РвТ М2,10-15с3/кг

X У (е - волна) Р23=Р13 22,6

Ъ (о- волна) рзз 23,7

Для оценки потенциальных характеристик был изготовлен экспериментальный АОМ на кристалле КБМ, рисунок 1.5 (а). Размер пьезопреобразователя составлял 7.6 на 1.4 мм. Измерения проводились на длинах волн Х=532 нм и Х=1064 нм для двух взаимно-перпендикулярных поляризаций лазерного пучка. Для поворота вектора поляризации лазерного пучка в измерительную схему вводился поляризатор. Использовался измеритель мощности лазерного излучения ТЬог1аЬв РМ30. Полученные данные по эффективности изготовленного АОМ показаны на рисунке 1.5 (б). Измерения дифракционной эффективности проводились при/ = 120 МГц; КСВ < 1,2; X = 1064 нм. Диаметр перетяжки 0,4 мм по уровню 1/в2 по интенсивности. Дифракционная эффективность при Р=2,5 Вт составляла 80^87 %.

Геометрия АО взаимодействия такова, что эффективность дифракции для двух

ортогональных поляризаций лазерного пучка отличаются не более, чем на 10%. Следовательно, изготовленный модулятор, как и традиционные АОМ на парателлурите [6], позволяет работать с неполяризованным лазерным излучением. Так же можно сделать вывод, что фотоупругие константы, измеренные в работе [18] лучше соответствуют экспериментальным данным, чем данные из работы [ 19]

(а)

(б)

Рисунок 1.5 - Экспериментальный образец АОМ на кристалле №Б1(Мо04)2 (а) и зависимость его дифракционной эффективности щ от ВЧ мощности (б)

1 - расчетная кривая; 2 - экспериментальные точки для вертикальной поляризации; 3 - экспериментальные точки для горизонтальной поляризации

Акустооптический модулятор на основе двойного молибдата натрия висмута не обнаруживает существенных отличий от АОМ на основе парателлурита. Эффективность дифракции несущественно ниже (на 4-5 %), чем среднестатистическая эффективность АОМ на основе ТеО2. Мощность 2,5 Вт является характерной при паспортизации АОМ на парателлурите на 120 МГц.

Кристалл технологичен в обработке. Технологические процессы ориентации, распиловки, шлифовки, полировки кристалла КБМ не обнаруживают существенных особенностей по сравнению с кристаллом Те02. Кристалл имеет низкое рассеяние на длине волны 532 нм. Косвенно это свидетельствует о высокой структурной однородности кристалла (в использованном образце).

Таким образом, впервые создан АОМ на основе кристалла КБМ, показавший

высокую эффективность дифракции, - до 87% - при малой управляющей мощности (2,5 Вт), технологичность при механической обработке. Может быть использован в качества АО среды в видимом и ближнем ИК-диапазонах наряду с кристаллами парателлурита.

1.3 Селекторы ультракоротких лазерных импульсов

1.3.1 Принцип действия и применение акустооптических селекторов оптических импульсов

Селектор оптических импульсов (СОИ) представляет собой оптический прибор, предназначенный для выделения отдельных импульсов с требуемыми параметрами или их пачек, из импульсно-периодической последовательности. В фемто- и пикосекундной лазерной технике наиболее распространены следующие применения СОИ:

Список литературы диссертационного исследования кандидат наук Чижиков Александр Ильич, 2022 год

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ

1. Балакший В.И., Парыгин В.Н., Чирков Л.А. Физические основы акустооптики. М.: Радио и связь, 1985. - 280 с.

2. Корпел А. Акустооптика. Пер. с англ. М: «Мир», 1993. - 240 с.

3. Колесников А.И., Молчанов В.Я., Каплунов И.А. и др. Акустооптика. Тверь: ТвГУ, 2011. - 112 с.

4. Дьелесан Э., Руайе Д. Упругие волны в твердых телах. М.: Наука, 1982. - 424 с.

5. Магдич Л.Н., Молчанов В.Я. Акустооптические устройства и их применение. - М.: Сов. радио, 1978. - 112 с.

6. Goutzoulis A., Pape D. Design and Fabrication of Acousto-Optic Devices. - New York: Marcel Dekker, 1994. - 520 p.

7. Молчанов В.Я., Китаев Ю.И., Колесников А.И., Нарвер В.Н., Розенштейн А.З., Солодовников Н.П., Шаповаленко К.Г. Теория и практика современной акустооптики. М.: МИСиС, 2015. - 459 с.

8. Balakshy V., Voloshinov V.B., Karasev V., Molchanov V., Semenkov V. Compensation of thermal effects in acousto-optic deflector // Proc. SPIE. - 1996. - V. 2413. - P. 164.

9. Maak P., Takacs T., Barocsi A. Kollar E., Richter P. Thermal behavior of acousto-optic devices: Effects of ultrasound absorption and transducer losses // Ultrasonics. - 2011. - V. 51, № 4.

- P. 441.

10. Tretiakov S.A., Kolesnikov A.I., Kaplunov I.A. et al. Thermal imaging and conoscopic studies of working acoustooptical devices on the base of paratellurite // Int. J. Thermophys. - 2016.

- V. 37. - P. 6.

11. Электронный ресурс. http://elent-a.net/ru/acousto-optic-modulators-aom/. - Дата доступа 10.03.2022.

12. Sittig E.K., Cook N.D. A method for preparing and bonding ultrasonic transducers used in high frequency digital delay lines // Proc. IEEE. - 1968. - V. 56. - №8. - P.1375-1376

13. Swain M., Fames M., Christie M., Reid T., Ward J., et al. Fiber coupled acousto-optic modulators for near UV and blue wavelength applications // Proc. SPIE. - 2018. - V. 10547 105470J. - P. 1-7.

14. Fiber-Q - Fiber Coupled Modulators [Электронный ресурс]. https://gandh.com/product-categories/fiber-coupled-modulators/. - Дата доступа 10.03.2022.

15. W.P. Risk, R.C. Youngquist, G.S. Kino, H.J. Shaw Tunable optical filter in fiber-optic form // Opt. Lett. - 1984. - V. 9, № 7. - P. 309.

16. Kim B.Y., Blake J.N., Engan H.E., Shaw H.J. All-fiber acousto-optic frequency shifter //

Opt. Lett.. - 1986. - V. 11, № 6. - P. 389.

17. Tsai C.S. Guided-Wave Acousto-Optics. - Berlin: Springer-Verlag, 1990. - 322 p.

18. Акимов С.В., Столпакова Т.М., Дудник Е.Ф., Синяков Е.В. Фотоупругие свойства NaBi(MO4)2 // Физ. тв. тела. - 1977. - Т. 19, № 9. - P. 1832.

19. Авакянц Л.И., Бондаренко В.С., Киселев Д.Ф., Молодцов В.В., Чкалова В.В., Фирсова М.М. Упругие и упругооптические свойства NaBi(MoO4)2 // Физика твердого тела. - 1986. -Т. 28, № 2. - C. 617.

20. Martynyuk-Lototska I., Mys O., Kushnirevych M., Crupuch O., Vlokh R. Acoustic anisotropy for acoustooptic NaBi(MoO4)2 crystals // Ukr.J.Phys. Opt. -2015. - V.16. - № 2. - P. 69 - 76.

21. Mys O., Krupych O., Vlokh R. Anisotropy of an acousto-optic figure of merit for NaBi(MoO4)2 crystals // Applied Optics. - 2016. - V.55. - №28. - P. 7941-7955.

22. Мазур М.М., Махмудов Х.М., Хмылева С.Е., Мазур Л.И. Коллинеарный акустооптический фильтр на кристалле NaBi(MoO4)2 // ЖТФ. -1990. - Т.60. - № 9. - P. 148 - 150.

23. Potma E.O. Evans C., Xie X.S., Jones R.J., Ye J. Picosecond-pulse amplification with an external passive optical cavity // Optics Letters. - 2003. - V. 28. - № 19. - P. 1835.

24. Vidne Y., Rosenbluh M., Hansch T.W. Pulse picking by phase-coherent additive pulse generation in an external cavity // Optics Letters. - 2003. - V. 28. - № 23. - P. 2396.

25. Breitkopf S., Wunderlich S., Eidam T. et al. Extraction of enhanced, ultrashort laser pulses from a passive 10-MHz stack-and-dump cavity // Applied Physics B: Lasers and Optics. - 2016. -V. 122. - № 6. - P. 297.

26. Savitski V.G., Hastie J.E., Calvez S., Dawson M.D. Cavity-dumping of a semiconductor disk laser for the generation of wavelength-tunable micro-Joule nanosecond pulses // Optics Express. - 2010. - V. 18. - № 11. - P. 11933.

27. Dai T.Y., Fan Z.G., Shi H.W. et al. Output characteristics of acousto-optical cavity dumped Tm:YAG ceramic laser // Optik. - 2016. - V. 127. - № 6. - P. 3175.

28. de Vries O., Saule T., Plotner M. et al. Acousto-optic pulse picking scheme with carrier-frequency-to-pulse-repetition-rate synchronization // Optics Express. - 2015. - V. 23. - № 15. - P. 19586.

29. Pulse Picker pulseSelect [Электронный ресурс].- https://www.ape-berlin.de/en/pulse-picker/. - Дата доступа 10.03.2022.

30. Cavity Dumper Kit [Электронный ресурс].- https://www.ape-berlin.de/en/cavity-dumper-kit/. - Дата доступа 10.03.2022.

31. Электронный ресурс. https://laser.spbu.ru/projects-rus/femto-piko-rus.

32. Миронов С.Ю., Хазанов Е.А., Муру Ж. Нелинейное сжатие сверхмощных лазерных импульсов: компрессия после компрессора // УФН. - 2019. - Т.189. - С. 1173-1200.

33. Гачева Е.И. Управление параметрами лазерных драйверов для фотоинжекторов ускорителей электронов. Дисс. канд. физ.-мат. наук, Н.Новгород: ИПФ РАН, 2015. - 104 с.

34. Миронов С.Ю. Формирование трехмерного пространственно-временного распределения интенсивности излучения фемтосекундных лазеров. Дисс. докт. физ.-мат. наук, Н.Новгород: ИПФ РАН, 2018. - 181 с.

35. Verluise F., Laude V., Huignard J.-P., Tournois P., Migus A. Arbitrary dispersion control of ultrashort optical pulses with acoustic waves // J. Opt. Soc. Am. B. - 2000. - V. 17. - № 1. - P. 138.

36. Molchanov V.Ya., Makarov O.Yu., Solodovnikov N.P., Ginzburg V.N., Katin E.V., Khazanov E.A., Lozhkarev V.V., Yakovlev I.V. Adaptive acousto-optic technique for femtosecond laser pulse shaping // Applied Optics. - 2009. - V. 48. - №7. - P. C118.

37. Molchanov V.Ya., Yushkov K.B. Advanced spectral processing of broadband light using acousto-optic devices with arbitrary transmission functions // Optics Express. - 2014. - V. 22, - № 13. - P. 15668.

38. Магдич Л.Н. Аппаратная функция акустооптического фильтра при перестройке частоты // Оптика и спектроскопия. - 1980. - V.49. - No. 13. - P. 387-390.

39. Young E.H., Belfatto R.V., Carbonell C.M. High loss modulation acousto-optic Q-switch for high power multimode laser // Pat. US 6,563,844 B1, 13.05.2003.

40. Есепкина Н.А., Кропоткина Е.П., Круглов С.К. [и др.] Акустооптические анализаторы спектра для радиоастрономии // Известия вузов. Радиофизика. - 1976. - Т. 19. - № 11. - С. 1732-1739.

41. Berg N.J., Pellegrino J.M. Acousto-Optic Signal Processing // 2nd ed. New York: Marcel Dekker, 1995.

42. Shcherbakov A. S., Sanchez Lucero D., Luna Castellanos A., Belokurova O. I. Direct multichannel optical spectrum analysis of radio-wave signals using collinear wave heterodyning in the single acousto-optical cell // J. Opt. - 2010. - V. 12. - № 4. - P. 045203.

43. Hanado Y., Imae M., and Sekido M. Millisecond pulsar observation system using acousto-optic spectrometer // IEEE Trans. Instrum. Meas. - 1995. - V. 44, № 2.- P. 107

44. Есепкина Н.А., Лавров А.П., Молодяков С.А. Акустооптический компенсатор дисперсии для наблюдения радиоизлучения пульсаров // Антенны. - 2016. - № 7. - C. 69.

45. Лавров А.П., Молодяков С.А. Метод измерений момента прихода импульсов радиоизлучения пульсаров в широкополосном оптоэлектронном процессоре // Измерительная техника. - 2016. - № 10. - C. 3.

46. C. W. Hillegas, J. X. Tull, D. Goswami, D. Strickland, and W. S. Warren. Femtosecond laser

pulse shaping by use of microsecond radio-frequency pulses // Opt. Letters. - 1994. - V. 19. - No. 10. - P. 737-739.

47. Dugan M.A., Tull J.X., Warren W.S. High-resolution acousto-optic shaping of unamplified and amplified femtosecond laser pulses // J. Opt. Soc. Am. B. - 1997. - V. 14. - № 9. - P. 23482358.

48. Roth M., Mehendale M., Bartelt M., Rabitz H. Acousto-optical shaping of ultraviolet femtosecond pulses // Appl. Phys. B. - 2005.- V. 80. - № 4-5. - P. 441-444.

49. Nag A., Chaphekar P.A..Goswami D. Applying genetic algorithm optimization to a folded geometry acousto-optic modulated spatial pulse shaper // Review of Scientific Instruments. - 2010. - V. 81. - P. 013101.

50. Dinda S., Bandyopadhyamy S.N., Goswami D. Rapid programmable pulse shaping of femtosecond pulses at the MHz repetition rate // OSA Continuum. - 2019. - V. 2. - No. 4. - P. 1387-1400.

51. Kearns N.M., Mehlenbacher R.D., Jones A.C., Zanni M.T. Broadband 2D electronic spectrometer using white light and pulse shaping: noise and signal evaluation at 1 and 100 kHz // Opt. Express. - 2017. - V. 25. - № 7. - P. 7869-7883.

52. Nicolai F., Muller N., Manzoni C., Cerullo G., Buscup T. Acousto-optic modulator, based dispersion scan for phase characterization and shaping of femtosecond mid-infrared pulses // Optics Express. - 2021. - V. - 29. - No. 13 / 21. - P. 20970-20980.

53. Dinda S., Bandyopadhyay S.N., Goswami D. Rapid programmable pulse shaping of femtosecond pulses at the MHz repetition rate // OSA Continuum. - 2019. - V. 2. - № 4. - P. 13861400.

54. Molchanov V.Ya., Makarov O.Yu.. Phenomenological method for broadband electrical matching of acousto-optical device piezotransducers // Opt. Eng. - 1999. - V. 38. - № 7. - P. 11271135.

55. ГОСТ 58369-2019. Лазеры и лазерное оборудование. Методы определения порога лазерного разрушения. Часть 1. - 2020.

56. Ristau D. Laser-Induced Damage in Optical Materials. - CRC Press, Boca Raton, FL, USA, 2015

57. Чижиков С.И., Молчанов В.Я. Способ изготовления акустооптических модуляторов. Патент РФ на изобретение № 2461097, 03.03.2011 г.

58. Диффузионная сварка материалов: Справ. / Под ред. Н.Ф. Казакова. М.: Машиностроение, 1981.

59. Чернышов Ю.Л., Курдин Ю.А. Сварка кристаллов изделий твердотельной электроники // Обзоры по электронной технике, серия «Технология, организация

производства и оборудование». - 1980. - В. 4 (710).

60. Shimatsu T., Uomoto M. Atomic diffusion bonding of wafers with thin nanocrystalline metal films // Journal of Vacuum Science & Technology B. - 2010. - V. 28, № 4. - P. 706.

61. Nagisetty S.S., Severova P., Miura T. Lasing and thermal characteristics of Yb:YAG/YAG composite with atomic diffusion bonding // Laser Physics Letters. - 2017. - V. 14, № 1. - P. 015001.

62. Finstad T.G., Andreassen Т., Olsen Т. Characterization of evaporated gold-indium films on semi-conductors // Thin Solid Films. - 1975. - № 29. - P. 145-154.

63. Simic V., Marincovic Z. Thin film interdiffusion of Au and In at room temperature // Thin Solid Films. - 1977. - V. 41. - P. 57-61.

64. Bjontegaard J., Buene L., Finstad T., Lonsjo O. and Olsen T.Low temperature Interdiffusion in Au In Thin Film Couples // Thin Solid Films. - 1983. - V.101. - P.253-262.

65. Sohn Y.-C., Wang Q., Ham S.-J. Wafer-level low temperature bonding with Au-In system // Proc. 57th Electronic Components and Technology Conference. - Reno, NV: IEEE, 2007. -P.633.

66. Диаграммы состояния двойных металлических систем под ред. Лякишева Н.П. Машиностроение. 1996-2000 г.

67. ГОСТ 20.57.406-81. Комплексная система контроля качества. Изделия электронной техники, квантовой электроники и электротехнические. Методы испытаний.

68. ГОСТ 30631-99. Общие требования к машинам, приборам и другим техническим изделиям в части стойкости к механическим внешним воздействующим факторам при эксплуатации.

69. ГОСТ 15150-69. Машины, приборы и другие технические изделия. Исполнения для различных климатических районов. Категории, условия эксплуатации, хранения и транспортирования в части воздействия климатических факторов внешней среды.

70. van Dalfsen K., Aravazhi S., Geskus D., Worhoff K., Pollnau M. Efficient KY1-x-yGdxLuy(WO4)2:Tm3+ channel waveguide lasers // Optics Express. - 2011. - V. 19, - № 6. - P. 5277.

71. Gacheva E.I., Zelenogorskii V.V., Andrianov A.V. et al. Disk Yb:KGW amplifier of profiled pulses of laser driver for electron photoinjector // Optics Express. - 2015. - V. 23, - № 8. - P. 9627.

72. Mateos X., Loiko P., Lamrini S.et al. Ho:KY(WO4)2 thin-disk laser passively Q-switched by a GaSb-based SESAM // Optics Express. - 2018. - V. 26, - № 7. - P. 9011.

73. Mazur M.M., Velikovskiy D.Yu., Mazur L.I., Pavluk A.A., Pozhar V.E., and Pustovoit V.I. Elastic and photo-elastic characteristics of laser crystals potassium rare-earth tungstates KRE(WO4)2, where RE = Y, Yb, Gd and Lu // Ultrasonics. - 2014. - V. 54. - P. 1311-1317.

74. Мазур М.М., Кузнецов Ф.А., Мазур Л.И., Павлюк А.А., Пустовойт В.И., Упругие и

фотоупругие свойства монокристаллов KY(WO4)2 // Неорганические материалы. - 2012. -T. 48. - № 1. - C. 74-80.

75. Acousto-Optic Mode Lockers [Электронный ресурс]. -https://www.brimrose.com/free-space-ao/acousto-optic-mode-lockers. - Дата доступа 10.03.2022.

76. Акустооптический затвор MZ-321M. [Электронный ресурс]. https://niipolyus.ru/products-and-services/acoustooptic-devices/867366.- Дата доступа 10.03.2022.

77. На заводе «Оптик» освоили выращивание нового вида кристаллов, являющегося уникальным лазерным материалом. [Электронный ресурс]. http://lidanews.by/news/economy/14439news.html.- Дата доступа 10.03.2022.

78. Gallucci E., Goutaudier C., Boulon G., Cohen-Adad M.Th., Mentzen B.F. Nonstoichiometric KY(WO4)2: crystal growth, chemical and physical characterization // J. Cryst. Growth. - 2000. - V. 209, № 4. - P. 895.

79. Мазур М.М., Мазур ЛИ., Пожар В.Э., Шорин ВН., Константинов Ю.П. Акустооптические модуляторы на кристалле KYW // Квантовая электроника. - 2017. - Т. 47. - № 7. - С. 661-664.

80. Мазур М.М., Мазур Л.И., Пожар В.Е. Оптимальная конфигурация акустооптического модулятора на кристалле KY(WO4)2 // Письма в ЖТФ. - 2015. - T. 41. - В. 5. - C. 91-96.

81. Mazur M.M., Mazur L.I., Pozhar V.E. Specific directions of ultrasound propagation in double potassium tungstates for light modulation // Ultrasonics. - 2017. - V. 73. - P. 231.

82. Mazur M.M., Mazur L.I., Pozhar V.E. Powerful 3-pm lasers acousto-optically Q-switched with KYW and KGW crystals // Optics Letters. - 2019. - V. 44, № 19. - P. 4837.

83. Великовский Д.Ю. Кристаллы семейства калий-редкоземельных вольфраматов как материалы для акустооптики // Дисс. канд. физ.-мат. наук. - М.: НТЦ УП РАН, 2015.

84. ГОСТ Р 8.942-2017. Стандартные справочные данные. Лазерные кристаллы (калиевые вольфраматы редкоземельных элементов). Упругие константы. Упругие модули для изотропной дифракции. Национальный стандарт Российской Федерации. Федеральное агентство по техническому регулированию метрологии // Москва, Стандартинформ. 2018. -C. 1-15.

85. Kaminskii A.A., Konstantinova A.F., Orekhova V.P., Butashin A.V., Klevtsova R.F., Pavlyuk A.A. Optical and nonlinear laser properties of the x(3)-active monoclinic a-KY(WO4)2 crystals // Crystallography Reports. - 2001. - V. 46. - № 4. - P. 733-741.

86. Клевцов П.В., Козеева Л.П., Клевцова Р.Ф. Кристаллографическое изучение калий-иттриевых вольфрамата и молибдата // Неорганические материалы. - 1968. - Т. 4. - №7. - C. 1147-1151.

87. Naumenko N.F., Molchanov V.Ya., Chizhikov S.I., and Yushkov K.B. Anisotropic diffraction of bulk acoustic wave beams in lithium niobite // Ultrasonics. - 2015. - V. 63. - P.126-129.

88. Курилкина С.Н., Белый В.Н. Дифракционные катастрофы в оптике и акустике кристаллов // Сборник статей XXIII международной научной конференции «Волновая электроника и инфокоммуникационные системы».- СПб.: ГУАП, 2020. - С. 53.

89. Mochalov I.V. Laser and nonlinear properties of the potassium gadolinium tungstate laser crystal KGd(WO4)2 Nd3+-(KGW:Nd)// Optical Engineering. - 1997. - V. 36, - № 6. - P. 1660.

90. Фокин С.В. Исследование процессов глубокой шлифовки и полировки стеклообразных и кристаллических материалов//Научно-технический вестник информационных технологий механики и оптики. Университет ИТМО. - 2002. - Т.2. - №1.

- С.153-154.

91. Schaefer C., Bergmann L. Über neue Beugungserscheinungen an schwingenden Kristallen. // Die Naturwissenschaften. - 1934. - V. 22. - №41. - P. 685-690.

92. Pfeiffer J.B., Wagner K.H. Measuring photoelastic coefficients with Schaefer-Bergmann diffraction // Appl. Opt. - 2018. - V. 57(10). - P. 26-35.

93. Хаткевич А. Г. Дифракция и распространение пучка ультразвукового излучения в монокристаллах // Акустический журнал. - 1978. - Т. 24. - № 1. - С. 108-114.

94. Балакший В.И., Манцевич С.Н. Распространение акустических пучков в кристаллах парателлурита // Акустический журнал. - 2012. - Т. 58. - №5. - C. 600-609.

95. Naumenko N.F., Yushkov K.B., Molchanov V.Ya. Extreme acoustic anisotropy in crystals visualized by diffraction tensor // The European Physical Journal - Plus. - 2021. - V. 136. - № 1.

- P. 95.

96. Pape D.R. Multichannel Bragg cells: design, performance, applications // Optical Engineering. - 1992. - V. 31. - № 10. - P. 892.

97. Aubin G., Sapriel J., Molchanov V.Ya., et al. Multichannel acousto-optic cells for fast optical crossconnect // Electronics Letters. - 2004. - V. 40. - № 7. - P. 448.

98. Shinada H., Sumi K., Shiina T. Two-dimensional acousto-optic deflector using on-axis anisotropic diffraction // Optical Engineering. - 2017. - V. 56. - P. 085107.

99. Молчанов В.Я., Чижиков С.И., Юшков К.Б. Акустооптическая электронно-управляемая мягкая лазерная диафрагма (варианты). Патент RU 2 622 243 C1, 13.06.2017.

СПИСОК ПУБЛИКАЦИЙ АВТОРА ПО ТЕМЕ РАБОТЫ

A1 Gacheva E.I., Poteomkin A.K., Mironov S.Yu., Zelenogorskii V.A., Khazanov E.A., Ychkov K.B., Chizhikov A.I., Molchanov V.Ya. Fiber laser with random-access pulse train profiling for a photoinjector driver // Photonics Research. - 2017. - V.5. - №4. - P. 293-298.

A2 Zarubin V.P., Yushkov K.B., Chizhikov A.I., Makarov O.Yu., Molchanov V.Ya., Tretiakov S.A., Kolesnikov A.I., Cherepetskaya E.B., Karabutov A.A. Laser-ultrasonic temperature mapping of an acousto-optic dispersive delay line // NDTE International. - 2018. - V. 98. - P. 171-176.

A3 Yushkov K.B., Chizhikov A.I., Makarov O.Yu., Molchanov V.Ya. Linear phase design of piezoelectric transducers for acousto-optic dispersion delay lines using differential evolution for matching circuit optimization // IEEE Transactions on Ultrasonics, Ferroelectrics, and Frequency Control. - 2020. - V. 67. - № 5. - P. 1040-1047.

A4 Yushkov K.B., Chizhikov A.I., Makarov O.Yu., Molchanov V.Ya. Optimization of noncollinear AOTF design for laser beam shaping // Applied Optics. - 2020. - V. 59. - № 28. - P. 85758581.

A5 Чижиков А. И., Науменко Н. Ф., Юшков К. Б., Молчанов В. Я., Павлюк А. А. Акустооптическая модуляция поляризации излучения в моноклинных кристаллах // Квантовая электроника. - 2021. - V. 51. - № 4. - P. 343-347.

A6 A.I. Chizhikov, A.V. Mukhin, N. A. Egorov, V.V. Gurov, V.Y. Molchanov, N.F. Naumenko, K.V. Vorontsov, K.B. Yushkov, N.G. Zakharov High-efficiency KYW acousto-optic Q-switch for a Ho:YAG laser // Opt. Lett. -2022 -V. 47 - № 5. - P. 1085-1088.

A7 Гуров В.В., Мещанинов А.Ф., Молчанов В.Я., Чижиков С.И., Чижиков А.И. Установка для диффузионной сварки // Патент RU 2646517 С1, 05.03.2018.

A8 Чижиков С.И., Молчанов В.Я., Чижиков А.И. Пьезоэлектрический акустический демпфер // Патент RU 187662 U1, 14.03.2019.

A9 Молчанов В.Я., Юшков К Б., Науменко Н.Ф., Чижиков А.И., Гуров В В., Захаров Н.Г., Павлюк А.А. Способ модуляции лазерного излучения и устройство для его осуществления // Патент RU 2699947 C1, 11.09.2019.

A10 Молчанов В.Я., Юшков К.Б., Даринский А.Н., Науменко Н.Ф., Чижиков А.И., Гуров В.В. Акустооптический лазерный затвор с выводом энергии из резонатора лазера // Паент RU 2751445 C1,13.07.2021.

A11 Молчанов В.Я., Гуров В.В., Науменко Н.Ф., Чижиков А.И., Юшков К.Б. Акустооптическое устройство 2D отклонения и сканирования неполяризованного лазерного излучения на одном кристалле // Патент RU 2755255 C1,14.09.2021.

A12 Чижиков С.И., Молчанов В.Я., Чижиков А.И., Гуров В.В. Способ изготовления акустооптических приборов // Патент RU 2762515 C1, 21.12.2021.

A13 Molchanov V.Ya., Yushkov K.B., Naumenko N.F., Chizhikov A.I., Gurov V.V., Pavlyuk A.A. Method and Device for Laser Radiation Modulation // International patent application, WO2020180205A1 of 10.09.2020.

A14 Chizhikov A.I., Gurov V.V., Molchanov V.Ya., Chizhikov S.I. Platelet piezotransduser bonding by advanced vacuum nanotechnology // 13th School on Acousto-Optics and Applications. Abstract Book. - M. MISIS, 2017. - P. 29.

A15 Molchanov V.Ya., Chizhikov A.I., Chizhikov S.I., Naumenko N.F., Yushkov K.B., Highperformance lithium niobate quasi-collinear acousto-optic filter // 2017 IEEE International Ultrasonics Symposium. Abstract Book. - Washington, DC, USA: IEEE, 2017. - P. 6C-3.

A16 Zarubin V P., Yushkov K.B., Chizhikov A.I., Molchanov V.Ya., Tretiakov S.A., Kolesnikov A.I., Cherepetskaya E.B., Karabutov A.A., Laser-induced ultrasound imaging for evaluation of temperature fields in paratellurite optical crystal // 2017 ICU Honolulu: Sixth International Congress on Ultrasonics, Proceedings of Meetings on Acoustics.- 2017.- V. 32.- P. 032002.

A17 Anikin S.P., Chizhikov A.I., Esipov V.F., Gurov V.V., Kolesnikov A.I., Molchanov V.Ya., Potanin S.A., Tatarnikov A.M., Yushkov K.B., Wide-field acousto-optical imaging spectral polarimeter: design and commissioning // Ground-based and Airborne Instrumentation for Astronomy VII. Proc. SPIE. - 2018. - V. 10702. - P. 1070233.

A18 Чижиков А.И., Гуров В.В., Молчанов В.Я., Чижиков С.И. Усовершенствованная нанотехнология для вакуумной диффузионной сварки пьезопластин и светозвукопроводов акустооптических устройств // XXI Международная молодежная научная конференция «Волновая электроника и ее применения в информационных и телекоммуникационных системах». Сборник статей. - СПб: ГУАП, 2018. - С. 69-72.

A19 Юшков К.Б., Чижиков А.И., Макаров О.Ю., Молчанов В.Я., О возможности акустооптического корректора волнового фронта лазерных импульсов // XXI Международная молодежная научная конференция «Волновая электроника и ее применения в информационных и телекоммуникационных системах». Сборник статей, -СПб: ГУАП, 2018. - С. 72-75.

A20 Molchanov V.Ya., Yushkov K.B., Chizhikov A.I., Naumenko N.F., Design of acoustooptical devices based on KY(WO4)2 crystal // 2018 IEEE International Ultrasonics Symposium. Abstract Book. - Kobe, Japan: IEEE, 2018. - P. 2G-3.

A21 Юшков К.Б., Чижиков А.И., Молчанов В.Я., Романов В.В. Пикосекундное профилирование лазерных импульсов акустооптическим методом для задач радиографии и инерциального удержания плазмы // Применение лазерных технологий для решения

задач по физике высоких плотностей энергии. Труды международной конференции «XX Харитоновские тематические научные чтения»: Сборник докладов. - Саров: ФГУП «РФЯЦ-ВНИИЭФ», 2019. - С. 191-195.

A22 Yushkov K.B., Chizhikov A.I., Naumenko N.F., Molchanov V.Ya., Makarevskaya E.V., Pavlyuk A.A., Zakharov N.G. KYW crystal as a new material for acousto-optical Q-switches // Components and Packaging for Laser Systems V. Proc. SPIE. - 2019. - V. 10899. - P. 1089913.

A23 Chizhikov A.I., Yushkov K.B., Molchanov V.Ya. Acousto-optic modulator based on crystal NaBi(MoO4)2 // Fourteenth School on Acousto-Optics and Application. Proc. SPIE. - 2019. -V. 11210. - P. 112100B.

A24 Molchanov V., Yushkov K., Gurov V., Chizhikov A., Darinsky A. Novel method of the unscattered phonons energy removal from acousto-optical devices // 14th School on Acousto-Optics and Applications. Book of Abstracts & Conference Guide. - Torun, Poland: Nicolaus Copernicus University, 2019. - P. 33.

A25 Molchanov V.Ya., Chizhikov A.I., Makarov O.Yu., Yushkov K.B., Acousto-optical phase corrector for pulsed lasers // 2019 International Congress on Ultrasonics. Abstract Book-Brugge, Belgium: KU Leuven, 2019.- P. 291.

A26 Чижиков А.И., Молчанов В.Я. Юшков К.Б., Акустооптический модулятор на основе кристалла NaBi(MoO4)2 // IX Международная конференция по фотонике и информационной оптике: Сборник научных трудов, М.: НИЯУ МИФИ, 2020. - C. 45-46.

A27 Molchanov V., Yushkov K., Gurov V., Chizhikov A., Darinskii A. Active removing of unabsorbed phonon energy in acousto-optic devices // Proceedings of Symposium on Ultrasonic Electronics.- Kyoto, Japan: Institute for Ultrasonic Electronics, 2019.- V. 40.- P. 3P1-8.

A28 Chizhikov A.I., Molchanov V.Ya., Naumenko N.F., Yushkov K.B. Acousto-optic spatial light modulator (SLM) based on KYW crystal // Laser Beam Shaping XX. Proc. SPIE. - 2020. - V. 11486. - P. 114860B.

A29 Anikin S.P., Chizhikov A.I., Molchanov V.Ya., Yushkov K.B. AOTF transmission shaping for spectral polarimetric imaging // SPIE Future Sensing Technologies. Proc. SPIE. - 2020. - V. 11525. - P. 115251C.

A30 Науменко Н.Ф., Чижиков А.И., Юшков К.Б., Молчанов В.Я. Анализ акустооптического взаимодействия неполяризованного излучения в кристалле KY(WO4)2 // X Международная конференция по фотонике и информационной оптике: Сборник научных трудов, М.: НИЯУ МИФИ, 2021. - C. 55-56.

A31 Naumenko N.F., Chizhikov A.I., Yushkov K.B., Molchanov V.Ya. Acousto-optic polarization controlling in KY(WO4)2 crystal for solid state laser Q-switching // The 10th Advanced Lasers

and Photon Sources (ALPS2021).- Yokohama, Japan: The Laser Society of Japan, 2021.- P. ALPS-06-03.

A32 Чижиков А.И., Науменко Н.Ф., Юшков К.Б., Молчанов В.Я. Акустооптическое устройство 2D сканирования неполяризованного лазерного излучения на одном кристалле KY(WO4)2 // Сборник трудов XXXII Всероссийской школы-семинара «Волновые явления: Физика и применение» имени профессора А.П. Сухорукова. Акустика и акустооптика.- М.: МГУ им. М.В. Ломоносова, 2021.- C. 10-12.