ВКР активные кристаллы и разработка ВКР преобразователей на их основе тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 01.04.21, доктор физико-математических наук Зверев, Петр Георгиевич

• Зверев, Петр Георгиевич
• доктор физико-математических наук
• 2011

Оглавление диссертации доктор физико-математических наук Зверев, Петр Георгиевич

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. ВЫНУЖДЕННОЕ КОМБИНАЦИОННОЕ РАССЕЯНИЕ В

КРИСТАЛЛАХ (ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ)

1.1. Явление вынужденного комбинационного рассеяния света

1.2. Вынужденное комбинационное рассеяние света в твердых телах

1.3. Основные типы твердотельных ВКР преобразователей и ВКР лазеров

Глава 2. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ПОИСКА КРИСТАЛЛОВ ПЕРСПЕКТИВНЫХ ДЛЯ ВКР

2.1 Спектры спонтанного комбинационного рассеяния ВКР активных мод в кристаллах

2.2 Измерение коэффициентов ВКР усиления в кристаллах с использованием наносекундных импульсов 41 2.2.1. Исследование зависимости коэффициента ВКР усиления в кристалле Ва\\Ю от длины волны методом ВКР усиления при наносекундном возбуждении

2.3. Измерение коэффициентов ВКР усиления в кристаллах при возбуждении пикосекундными лазерными импульсами

2.4. Выводы к главе

Глава 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ФОНОН-ФОНОННОГО И ФОНОН-РЕШЕТОЧНОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ В ВКР АКТИВНЫХ КРИСТАЛЛАХ. ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ НА ПАРАМЕТРЫ ВКР АКТИВНЫХ МОД

3.1. Особенности спектров спонтанного комбинационного рассеяния кристаллов с анионными комплексами

3.2. Исследование температурного уширения комбинационных мод и установление преимущественных каналов релаксации их возбуждения в кристаллах нитратов

3.3. Спектроскопия спонтанного комбинационного рассеяния кристаллов вольфраматов и молибдатов с шеелитовой структурой

3.3.1 Исследование температурного уширения и сдвига частоты КР мод в кристаллах вольфраматов и молибдатов

3.3.2 Релаксация ВКР активной Аё(У]) моды в кристалле Ва\\Ю

3.4. Влияние температуры на параметры ВКР активных мод в кристаллах.

Анализ температурной стабильности твердотельных ВКР преобразователей

3.5. Выводы к главе

Глава 4. ВКР ПРЕОБРАЗОВАТЕЛИ НА ОСНОВЕ НОВЫХ КРИСТАЛЛОВ

4.1. ВКР преобразователи лазерного излучения наносекундной длительности

4.1.1. Одно и многопроходовые схемы ВКР преобразователей

4.1.2. ВКР преобразователь с дополнительным резонатором

4.1.2.1. ВКР преобразование излучения Ш:УАО лазера в кристалле Ва(ИОз) с дополнительным резонатором

4.1.2.2. Исследование ВКР преобразования излучения неодимового лазера в кристалле Ва'\\Ю4 с дополнительным резонатором

4.1.3. Исследование работы ВКР усилителя на кристалле Ва(ЫОз)

4.2. Рассеяние пикосекундных импульсов в ВКР кристаллах

4.2.1. Рассеяние пикосекундных импульсов при ВКР в кристалле Ва(1МОз)

4.2.2. Исследование ВКР преобразования пикосекундных лазерных импульсов в кристаллах вольфраматов

4.3. ВКР генерация квазинепрерывного излучения в кристалле Ва^7^

4.3.1. Особенности спектра спонтанного комбинационного рассеяния кристалла Ва\\Ю

4.3.2. ВКР генерация квазинепрерывного излучения накачки в кристалле

Ва\\Ю4 в первую Стоксову компоненту

4.3.3. Особенности генерации второй Стоксовой компоненты в ВКР лазере на кристалле Ва\\Ю

4.4. Искусственная натриевая звезда для адаптивной астрономии на основе лазера и ВКР преобразователя на кристалле Ва\\Ю

4.4.1. Использование ВКР преобразования для создания источника возбуждения искусственной натриевой звезды

4.4.2. Лазер накачки на кристалле ГГГ:Ш

4.4.3. Генерация лазерной системы на ГГГ:Кс13+ и Ва\\Ю4 с удвоением частоты на длине волны 589.0 нм

4.5. Выводы к главе

Глава 5. ВКР ЛАЗЕРЫ НА ОСНОВЕ НОВЫХ КРИСТАЛЛОВ

5.1. Внутрирезонаторное ВКР преобразования излучения неодимовых лазеров в новых нелинейных кристаллах в ближнем ИК спектральном диапазоне

5.1.1. ВКР лазер на кристалле Ва(1МОз)2С накачкой излучением Ш3+:УАО лазера (1064 мкм)

5.1.2. ВКР лазер на кристалле Ва(ЫОз)2 с накачкой излучением 1.3 мкм Ш3+:УАО лазера с пассивной модуляцией добротности У3+:УАО и фототропными затворами

5.1.3. ВКР лазер на кристалле Ва\¥С>4 с накачкой Ш:УАО лазером, работающий в безопасном для глаз спектральном диапазоне

5.1.4. Лазер на Ш:УУС>4 с внутрирезонаторным ВКР в кристалле Ва\\Ю с высокой средней мощностью на длине волны 1536 нм

5.2. Спектрально-люминесцентные и генерационные исследования ВКР активных кристаллов, активированных ионами неодима 254 5.2.1. Спектрально люминесцентные и генерационные свойства кристаллов Бг^/Од, активированных ионами

Ш3+ . Создание ВКР лазера на их основе.

5.2.2 Спектрально-люминесцентные свойства ионов Ыс13+ в кристаллах Ва\\Ю4. Исследование лазерной генерации в кристалле Ва\У04:Ыс13+ и создание ВКР лазера на его основе.

5.2.3 Спектроскопические свойства кристаллов 8гМо04:Нс13+ и исследование ВКР лазера на кристалле БгМоС^Нс!3, работающего в ближнем ИК спектральном диапазоне.

5.3. Выводы к главе

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «ВКР активные кристаллы и разработка ВКР преобразователей на их основе»

Актуальность работы. Развитие современной лазерной физики, широкое использование лазерных систем для решения научных и практических задач требует разработки и создания полностью твердотельных компактных, высокоэффективных источников лазерного излучения, работающих в новых спектральных диапазонах. Для многих применений необходимы спектрально позиционированные источники лазерного излучения, работающие на конкретных длинах волн. Для медицинских, лидарных и специальных применений требуются лазеры, работающие на длинах в безопасном для глаз спектральном диапазоне. Поэтому создание источников когерентного лазерного излучения на новых длинах волн, в новых спектральных диапазонах является актуальной задачей современной лазерной физики, как с научной, так и с практической точки зрения.

В настоящее время существуют несколько путей создания полностью твердотельных лазерных систем в новых спектральных областях:

• Поиск новых активных лазерных сред; получение генерации на новых частотах с использованием уже известных лазерных материалов; использование новых матриц, активированных традиционными лазерно-активными примесными ионами.

• Использование нелинейного преобразования частоты лазерного излучения уже имеющихся, доступных лазерных источников, включая параметрическое преобразование света, генерацию кратных, суммарных и разностных частот.

• Вынужденное комбинационное рассеяние (ВКР) излучения уже имеющихся, хорошо разработанных лазерных систем.

Поиском новых активных лазерных материалов занимаются многие десятки научных коллективов во всем мире. Хорошая лазерная среда должна обладать не только соответствующими спектральными свойствами, позволяющими создать инверсию населенности и получить лазерную генерацию, но и хорошими физико-техническими и оптическими характеристиками, быть технологичной, дешевой в изготовлении и эксплуатации, надежной и эффективной. К настоящему времени создано лишь считанное количество твердотельных сред, в основном кристаллы и стекла, активированные примесями редкоземельных и переходных металлов, на которых работает большинство промышленно выпускаемых лазерных систем на определенных длинах волн.

Преобразование длины волны излучения путем параметрической генерации, удвоения и утроения частот, генерации суммарных и разностных частот позволяет использовать уже имеющиеся, хорошо разработанные источники лазерного излучения. Однако, в данном случае основной проблемой является поддержание условий фазового синхронизма для эффективного преобразования частоты. При этом уход условий синхронизма может происходить как за счет механических возмущений системы, так и за счет изменения температуры нелинейного элемента при тепловом нагреве излучением или при изменении условий окружающей среды.

Сдвиг частоты в процессе ВКР определяется внутренней структурой среды. Рассеяние в стоксовы компоненты не требует выполнения условий фазового синхронизма. Кроме того, за счет нелинейной природы взаимодействия возбуждающего и рассеянного излучения, ВКР позволяет улучшать пространственное и угловое распределение излучения в лазерных системах.

Исследование ВКР активных кристаллов и создание на их основе ВКР преобразователей является актуальной задачей как с точки зрения расширения фундаментальных представлений о динамике кристаллической решетки, так и с точки зрения создания спектрально позиционированных источников лазерного излучения на новых длинах волн.

Целью диссертационной работы являлось исследование процесса ВКР генерации в кристаллах, разработка методики поиска высокоэффективных ВКР активных сред, исследование процессов релаксации возбуждения фононов в ВКР активных кристаллах и разработка ВКР преобразователей и ВКР лазеров для получения лазерного излучения в новых спектральных диапазонах.

В рамках этого основного направления решаются следующие основные задачи:

1. Исследование спектральных и временных параметров ВКР активных мод в кристаллах методами спектроскопии спонтанного комбинационного рассеяния (КР), ВКР усиления и когерентного антистоксова рассеяния света (КАРС), измерение интегрального и пикового сечений КР, зависимостей спектральной ширины и частоты, времени релаксации от температуры.

2. Создание методики поиска высокоэффективных ВКР активных кристаллов по спектрам спонтанного КР. Исследование зависимости стационарного и нестационарного коэффициента ВКР усиления от спектральных параметров ВКР активных мод. Анализ взаимосвязи параметров ВКР активных мод, химического состава кристалла, его кристаллической структуры.

3. Установление механизмов релаксации возбуждения ВКР активных мод в кристаллах с анионными комплексами.

4. Получение и исследование ВКР в кристаллах вольфраматов и молибдатов с шеелитовой структурой при возбуждении нано, пико и субмикросекундными лазерными импульсами. Измерение коэффициентов ВКР усиления в них.

5. Создание ВКР преобразователей, использующих одно- и много проходные схемы или дополнительный резонатор, с возбуждением пико-, нано- и субмикросекундными лазерными импульсами.

6. Получение лазерного излучения в безопасном для глаз спектральном диапазоне путем ВКР преобразования излучения стандартных неодимовых лазеров.

7. Разработка источника лазерного излучения на основе лазера и ВКР преобразователя на кристалле Ва\\Ю4 для создания искусственной натриевой звезды для адаптивной астрономии.

8. Создание высокоэффективного лазера высокой средней мощности с внутрирезонаторным ВКР преобразователем на кристалле Ва\\Ю4 для безопасного для глаз спектрального диапазона.

9. Исследование спектрально люминесцентных характеристик ионов Ш3+ в кристаллах Ва\\Ю4, 8г\УС>4 и БгМо04. Получение генерации в ВКР лазере на кристаллах БаХУС^Ис!'^, 8г\\Ю4:Ис1 и ЗгМоС^Ис! с ВКР самопреобразованием лазерного излучения в самой активной лазерной среде.

Научная новизна результатов, составляющих содержание диссертации, заключается в следующем:

Разработана методика поиска высокоэффективных ВКР активных материалов, исходя из спектров спонтанного КР кристалла, его химического состава и кристаллической структуры. Показано, что величины пикового и интегрального сечений КР ВКР активной моды определяют перспективность нелинейной среды для стационарного и нестационарного ВКР преобразования.

При помощи разработанной методики предложены новые ВКР активные кристаллы Ва\¥С>4, 8^04 и 8гМоС>4. Впервые получено эффективное ВКР преобразование на этих кристаллах при возбуждении пико-, нано- и субмикросекундными лазерными импульсами.

Установлено, что в кристаллах Ва(ЫОз)2 и РЬ(ИОз)2 из-за большого энергетического зазора между внутренними КР модами и решеточными колебаниями отсутствуют трехфононные механизмы релаксации для ВКР активной моды. Релаксация ВКР активной Аё(У[) моды при низкой температуре описывается четырехфононным процессом распада на три низкоэнергетичных фонона, который имеет меньшую вероятность, чем трехфононный, что приводит к меньшей вероятности этого процесса и обуславливает высокий коэффициент ВКР усиления в этих кристаллах.

Установлена зависимость спектральной ширины ВКР активной моды от особенностей кристаллической решетки и типа катиона в ряду кристаллов вольфраматов и молибдатов с шеелитовой структурой. Тяжелый катион с большим ионным радиусом и большое межионное расстояние в решетке приводят к низкой вероятности релаксационных процессов в кристаллах Ва\\Ю4 и ВаМоС>4 и высокому коэффициенту ВКР усиления в них.

Впервые предложена методика измерения порога ВКР генерации и коэффициента ВКР усиления за один лазерный импульс при использовании цуга пикосекундных импульсов с плавно изменяемой амплитудой.

Впервые путем ВКР преобразования излучения стандартных неодимовых лазеров, работающих на длинах волн в области 1,06 и 1,3 мкм, получено лазерное излучение в безопасном для глаз спектральном диапазоне.

Впервые предложен и продемонстрирован источник лазерного излучения на основе

3+ задающего генератора на кристалле N<1 :ГГГ и ВКР преобразователя на кристалле Ва\\Ю4 для создания искусственной натриевой звезды для целей адаптивной астрономии.

Разработан компактный ВКР лазер с выходной мощностью 0,6 Вт, работающий на длине волны 1536 нм, состоящий из задающего генератора на кристалле Ш:УУ04 и внутрирезонаторного ВКР преобразователя на кристалле Ва\\Ю4.

Впервые получена генерация в ВКР лазерах на кристаллах Ва\\Ю4:Ыс13+, 8^04 ^с!^ и БгМоС^Нс!34" при накачке излучением александритового лазера и газоразрядной лампы с ВКР самопреобразованием лазерного излучения в самой активной лазерной среде с пассивной модуляцией добротности кристаллом 1лР с Бг" ЦО.

Впервые в ВКР лазере на кристалле 8гМо04:Мс13+ с пассивным лазерным затвором на УАО:У3+ при накачке излучением александритового лазера получено лазерная генерация на переходе 4Рз/2—>411з/2 и ВКР самопреобразование излучения в безопасный для глаз спектральный диапазон.

Научная и практическая значимость работы:

Установленные закономерности зависимости коэффициента ВКР усиления от КР параметров ВКР активных мод позволили упростить методику поиска эффективных ВКР кристаллов. Данные спектроскопии спонтанного КР дают информацию о величине стационарного и нестационарного коэффициента ВКР усиления и указывают на оптимальные условия использования конкретного кристалла для ВКР. Разработанная методика измерения порога ВКР генерации и коэффициента ВКР усиления за один лазерный импульс при использовании цуга пикосекундных импульсов с плавно изменяемой амплитудой, существенно сокращает продолжительность проведения лазерных экспериментов и повышает их точность.

На основе новых ВКР активных кристаллов Ва\\Ю4, 8г\¥С>4 и БгМоС^ предложены высокоэффективные ВКР преобразователи и ВКР лазеры, дающие пико-, нано- и субмикросекундные лазерные импульсы, которые могут быть использованы в лазерных системах, работающих в видимом и ближнем ИК спектральных диапазонах. Созданный типоряд ВКР лазеров на кристаллах Ва^МО^Ш3"", 8г\У04:Ш3+ и 8гМо04:Ш3+ с ВКР самопреобразованием лазерного излучения в самой активной лазерной среде позволяет создать современные компактные полностью твердотельные источники лазерного излучения на новых длинах волн, в том числе в безопасном для глаз спектральном диапазоне.

Основные положения и результаты, выносимые на защиту:

1. Методика поиска новых высокоэффективных ВКР активных материалов, исходя из анализа спектра спонтанного КР.

2. Высокий коэффициент стационарного ВКР усиления в кристаллах Ва(ЫОз)2 и РЬ(Ж)3)2, узкие спектральные ширины ВКР активных мод обусловлены отсутствием трехфононных процессов релаксации в кристалле вследствие больших энергетических зазоров между внутренними КР модами и решеточными колебаниями.

3. Большие масса и радиус катиона Ва2+, большое межионное расстояние в кристаллах Ва\У04 и ВаМоС>4 обуславливают узкие ВКР активные Аё (V]) моды в этих кристаллах и высокий стационарный коэффициент ВКР усиления.

4. Кристалл Ва\\Ю4, обладающий высоким пиковым и интегральным сечениями КР, позволяет получать эффективное ВКР преобразование пико-, нано- и субмикросекундных импульсов лазерного излучения в видимой и ближней ИК спектральных областях.

5. Твердотельный лазер желтого спектрального диапазона, на основе неодимового лазера накачки на кристалле Мс13+:ГГГ, ВКР преобразователя частоты излучения на кристалле Ва¥/С>4 и удвоителя частоты, позволяет осуществить резонансное возбуждение переходов 3281/2 —> 32Р3/2, 32Р,/2 атомов натрия.

6. Компактный ВКР лазер на кристалле Ыс1:УУ04 с накачкой лазерным диодом, акустооптическим затвором и внутрирезонаторным ВКР преобразователем на кристалле Ва\¥С>4 дает излучение на длине волны 1536 нм с выходной мощностью 0,6 Вт и дифференциальным КПД преобразования излучения лазерного диода в стоксовое 44%.

7. Впервые получена лазерная генерация в кристаллах ВаМЮ^Ыс!3*, З^С^Ыс!"5* и 8гМо04:Нс13+ на оптическом переходе 4Рз/2—>41ц/2 в режимах свободной генерации и модулированной добротности при возбуждении импульсным лазером на кристалле александрита. В лазере на кристалле 8г\\Ю4:Ис13+ достигнут дифференциальный КПД преобразования, равный 46%, при возбуждении излучением александритового лазера.

8. ВКР лазер на кристалле SrMoO^Nd3"1" с пассивным лазерным затвором на YAG:V3+ при накачке излучением александритового лазера дает лазерное излучение в безопасном для глаз спектральном диапазоне за счет генерации ионов Nd3+ на оптическом переходе 4f3/2—>4ii3/2 и ВКР самопреобразования.

Апробация работы. Основные результаты диссертации докладывались и обсуждались на научных семинарах Института общей физики им. A.M. Прохорова РАН (Москва, Россия), физического факультета университета провинции Шандонг (Цзинань, Китай), факультета естественных наук университета Пуэрто Рико в Майягуэзе, (Пуэрто Рико, США), физического факультета университета штата Нью Мексика (Альбукерке, США).

Материалы диссертации обсуждались на международных конференциях: Advanced Solid State Lasers, ASSL-2002 (Квебек, Канада), Advanced Solid State Photonics, ASSP-2004 (Санта Фе, США), International Conference on Material Sciences and Solid State Physics, MSCMP-2004, MSCMP-2006 (Кишинев, Молдова), International Conference on Nonlinear Optics, ICONO/LAT 2005 (Санкт Петербург), International Conference «Photonics Prague-2002» (Прага, Чехия), Международная конференция «Лазерная физика и применения лазеров-2003» (Минск, Беларусь), «Оптика лазеров 2003 и 2006» (Санкт Петербург), International conference Photonics West, LASE 2006 (Сан Хосе, США), Conference on Lasers and Electro Optics, CLEO/Europe-2001 и CLEO/Europe-2007 (Мюнхен, Германия), International Conference on Advanced Optoelectronics and Lasers, CAOL-2003 (Алушта, Украина), CAOL-2005 (Ялта, Украина), CAOL-2008 (Алушта, Украина), International Conference on Photoacoustic and Photothermal Phenomena, ICPPP-2009 (Левен, Бельгия), International School-Seminar "Spectroscopy of molecules and crystals", ISSSMC-2009 (Береговое, Украина), International Conference on Phonons, Phonon-2007 (Париж, Франция), Phonon-2010 (Тайпей, Тайвань), Международная конференция «Лазерная физика и оптические технологии», ЛФиОТ-2008 (Минск, Беларусь), International Conference on Raman spectroscopy, ICORS-2010 (Бостон, США). Результаты работы докладывались на Национальной конференции по росту кристаллов, НКРК-2002, 2010 (Москва), Всероссийских конференциях «Нано-, микро-, оптоэлектроники и волоконной оптики: физические свойства и применение», ВМНШ-2007, 2008, 2009, 2011 (Саранск).

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 54 работы (выделены жирным шрифтом в списке литературы), из которых: 27 работ опубликованы в ведущих рецензируемых научных журналах, определенных ВАК, [22-24, 28, 41, 60, 62, 63, 66, 69-71, 86, 89, 90, 111, 118, 123, 127, 135, 150, 151, 190, 191, 194, 197, 217]; получено 2 патента [64,

151]; 25 работ опубликованы в материалах всесоюзных, всероссийских и международных конференций [52, 90, 110, 113, 116, 117, 119, 124, 126, 128-131, 145, 150, 176, 192, 193, 195197,215,216,219, 221].

Диссертационная работа выполнена в лаборатории лазерной спектроскопии твердого тела отдела лазерных материалов и фотоники Научного центра лазерных материалов и технологий Института общей физики им. A.M. Прохорова РАН. Работа выполнялась в рамках проектов РФФИ № 98-02-16523-а, № 02-0281003-Бел2002-а, № 03-02-17309-а, № 06-02-16339-а, руководителем которых являлся автор, а также при частичной финансовой поддержке Минобрнауки РФ (гос. контракт № 16.513.12.3019), проектов МНТЦ №2022, СПП РАН.

Личный вклад автора.

Содержание диссертации и основные положения, выносимые на защиту, правильно отражают личный вклад автора. Все основные результаты работы получены автором лично, либо при его непосредственном участии. Часть экспериментальных исследований по ВКР пикосекундных импульсов выполнена совместно с м.н.с. Чунаевым Д.С. Часть работ по измерению спектров спонтанного КР кристаллов была выполнена совместно с в.н.с. Соболем А.А. Основные работы выполнены в соавторстве с сотрудниками Института общей физики РАН, а также в творческом содружестве с зарубежными коллегами, которые принимали участие и оказывали помощь в проведении отдельных исследований. Во всех случаях использования результатов других исследований в диссертации приведены ссылки на источники информации.

Объем и содержание работы. Объем диссертации составляет 328 страницы, включая 211 рисунков, 51 таблицу и список литературы из 223 наименований. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, выводов, заключения и списка цитированной литературы. Каждая глава заканчивается выводами.

Заключение диссертации по теме «Лазерная физика», Зверев, Петр Георгиевич

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

В результате проведенных в работе исследований были получены следующие основные результаты:

1. Экспериментально обнаружена и теоретически обоснована взаимосвязь коэффициентов ВКР усиления в кристаллах со спектральными и временными параметрами ВКР активных мод. Разработана методика поиска и создания новых перспективных ВКР кристаллов с рекордными параметрами. В широком классе исследованных кристаллов экспериментально подтверждена зависимость стационарного коэффициента ВКР усиления от величины пикового сечения комбинационного рассеяния ВКР активной моды. Время дефазировки и величина интегрального сечения рассеяния ВКР активной моды являются основными параметрами, определяющими коэффициент ВКР усиления в нестационарном случае.

2. С использованием методов спектроскопии двухфотонного КР усиления, пикосекундного анти-Стоксова КР и спонтанной спектроскопии КР выявлено влияние однородного уширения, фазовой релаксации и температуры на величину пикового сечения КР для ВКР-активных мод. Установлено, что процессы релаксации высокочастотных колебательных мод в кристаллах с анионными комплексами определяются их взаимодействием с оптическими и решеточными фононами. В кристалле Ва(ЫОз)2 сильная изоляция внутренних колебательных мод, большой энергетический зазор между ними приводит к запрету на 3-х фононный механизм распада ВКР активного Аё(У1) колебания на два низкочастотных, обуславливая низкую вероятность релаксации Аё(У1) моды, аномально малое однородное уширение (0.4 см"1 при Т=300К), высокое пиковое сечение КР и рекордный стационарный коэффициент ВКР усиления.

В ряду кристаллов кальциевых, стронциевых и бариевых вольфраматов и молибдатов с шеелитовой структурой установлено, что совмещение тяжелого катиона Ва2+ и большого межионного расстояния в решетке приводят к большому энергетическому зазору между внутренними КР модами в кристаллах Ва\УС>4 и ВаМоС>4, уменьшению вероятности релаксационных процессов в них, узким ВКР-активным Аё(У]) модам (1.6 см"1 и 2.2 см"1) и высокому значению стационарного коэффициента ВКР-усиления при комнатной температуре.

3. Впервые, исходя из спектров спонтанного КР, предложен универсальный кристалл Ва\\Ю4 для эффективного ВКР при возбуждении пико-, нано- и субмикросекундными лазерными импульсами. Проведенные экспериментальные исследования продемонстрировали высокий коэффициент ВКР-усиления, хорошие теплофизические свойства, технологичность кристалла, что подтверждает перспективность кристалла Ва\¥С>4 для создания эффективных твердотельных ВКР преобразователей.

4. На основе кристаллов Ва\У04, 8^04 и 8гМоС>4 предложены и реализованы высокоэффективные ВКР преобразователи для видимого и ближнего ИК спектральных диапазонов.

Предложен и экспериментально реализован твердотельный ВКР преобразователь излучения перестраиваемого лазера на кристалле ЫБ с центрами окраски, который дает перестраиваемую генерацию в широком спектральном диапазоне в ближней ИК области 84(Н1600 нм, а после удвоения частоты в видимой области от 420 до 800 нм.

Предложен и экспериментально реализован твердотельный лазер желтого спектрального диапазона для создания искусственной натриевой звезды с целью коррекции адаптивных оптических систем в астрономии, в котором неодимовый лазер накачки выполнен на кристалле Ис13+:ГТТ, а ВКР преобразователь частоты излучения выполнен на ВКР-активном кристалле Ва\\Ю4.

Создан компактный твердотельный лазер, работающий на длине волны 1536 нм в безопасном для глаз спектральном диапазоне на кристалле Ш:УУ04 с накачкой лазерным диодом, акусто-оптическим затвором и внутрирезонаторным ВКР преобразователем на кристалле Ва\\Ю4 с выходной энергией до 0.6 Вт и дифференциальным КПД преобразования излучения диода в стоксово равным 44%.

5. Предложены и реализованы твердотельные ВКР лазеры на полифункциональных кристаллах, активированных ионами Ис13+, для ближнего ИК спектрального диапазона, работающие с ВКР самопреобразованием лазерного излучения в активной лазерной среде. Впервые получена генерация на длинах волн первой и второй стоксовых компонент в ВКР лазере на кристалле Ва\\Ю4:Мс1 с пассивным лазерным затвором и накачкой непрерывным лазерным диодом. Впервые в ВКР лазере на кристалле ЗгМоС^Ш34" с пассивным лазерным затвором на УАО:У3+ получено лазерное излучение на оптическом переходе 4Рз/2—И113/2 и ВКР самопреобразование излучения в безопасный для глаз спектральный диапазон.

Заключение

В заключение автор благодарит научного консультанта работы члена корреспондента РАН Т.Т. Басиева за внимание и поддержку работы. Автор признателен директору НЦЛМТ ИОФ РАН академику РАН В.В. Осико за всестороннюю поддержку работы. Автор искренне признателен д.т.н. Л.И. Ивлевой и сотрудникам ее лаборатории И.С. Ворониной, П.А. Лыкову за предоставление экспериментальных образцов новых ВКР кристаллов, к.ф.м.н. A.A., Соболю за проведение исследований спектров спонтанного комбинационного рассеяния кристаллов, д.ф.м.н. А.Я. Карасику и Д.С. Чунаеву за помощь в проведении исследований ВКР при возбуждении пикосекундными лазерными импульсами, проф. В. Геллерману из университета штата Юта, США за помощь в проведении исследований спектров спонтанного комбинационного рассеяния кристаллов при криогенных температурах, проф. В.А. Орловичу, к.ф.м.н. A.C. Грабчикову и их сотрудникам из ИФ HAH РБ за помощь в измерении нелинейных характеристик кристаллов BaWC>4, проф. Х.У. Жанг и д-ра X. Лю из университета Шандонг, Китай за помощь в проведении лазерных экспериментов. Автор благодарит к.ф.м.н. O.K. Алимова, к.ф.м.н. М.Е. Дорошенко, к.ф.м.н. С.Б. Кравцова, к.т.н. В.А. Конюшкина, д.ф.м.н. Ю.В. Орловского, А.Г. Папашвили, A.B. Нехороших, В.В. Скорнякова, д.т.н. Е.Е. Ломонову, к.т.н. М.А. Борика, всех сотрудников НЦЛМТ ИОФ РАН за плодотворные дискуссии, помощь и поддержку в работе.

Список литературы диссертационного исследования доктор физико-математических наук Зверев, Петр Георгиевич, 2011 год

1. Г. С. Лансберг, Л. И. Мандельштам, «Новое явление рассеяния света», Журнал Русского Физико-химического общества, 60, 335 (1928).

2. С. V. Raman, К. S. Krishnan "A new type of secondary emission", Nature, 121 (3048), 501 (1928), С. V. Raman, Indian Journal Phys., 2, 387 (1928).

3. G. Placzek, Handbuck der Radiologie VI. Akademische Verlagsgesellschaft, Leipzig, 11, 205 (1934), Г. Плачек, "Релеевское рассеяние и Раман-эффект", Пер. с нем. Харьков-Киев: Гостехиздат Украины, 173 с. (1935).

4. Е. J. Woodbury, W. К. Ng, Ruby Laser Operation in the Near IR, Proc. IRE, 50, 2367 (1962).

5. E. J. Woodbury, G. M. Eckhardt, US Patent №3 371, 265 (27 Febr.1963).

6. R. W. Hellwarth, Theory of stimulated Raman scattering, Phys. Rev. 130, 1850-1852 (1963).

7. E. Garmire, E. Pandarese, С. H. Townes, Coherently driven molecular vibrations and light modulation, Phys. Rev. Lett. 11, 160-163 (1963).

8. N. Bloembergen, Y. R. Shen, Coupling between vibrations and light waves in Raman laser media, Phys. Rev. Lett., 12, 504-507 (1964); Phys. Rev., 137, A1786 (1965).

9. H. Бломберген. Нелинейная оптика: Пер. с англ. М.: Мир, 424 с. (1966); УФН 97, 26 307 (1969).

10. С. А. Ахманов, Р. В. Хохлов. Проблемы нелинейной оптики, Изд. АН СССР, (1964).

11. С. А. Ахманов, Н. И. Коротеев. Методы нелинейной оптики в спектроскопии рассеяния света. М.: Наука, 544 с. (1981)

12. В. Н. Луговой. Введение в теорию вынужденного комбинационного рассеяния, М.: Наука, 230 с. (1968).

13. П. А. Апанасевич "Вынужденное комбинационное рассеяние", Весщ Акадэмп навук беларуской ССР, сер. фiз.-мaт. навук, №4, 89 (1965).

14. В. А. Зубов, M. М. Сущинский, И. К. Шувалов, "Исследование порога возбуждения вынужденного комбинационного рассеяния", ЖЭТФ, 47, 784 (1964); "Исследование вынужденного комбинационного рассеяния в смесях", ЖЭТФ 48, 378 (1965).

15. M. М. Сущинский "Вынужденное комбинационное рассеяние света". М.: Наука, 1985. 173 с.

16. В. А. Зубов, M. М. Сущинский, И. К. Шувалов, Стимулированное комбинационное рассеяние света, УФН 83, с. 197-222 (1964).

17. G. Erckhart, Selection of Raman laser materials, IEEE J. Quant. Electronics QE-2, 1, 1 (1966).

18. R. Loudon, The Raman effect in crystals, Advan. Phys. 13, 423-482 (1964).

19. W. Kaiser and M. Maier, Stimulated Rayleigh, Brillouin and Raman spectroscopy, in Laser Handbook, ch.E2, vol. 11 (Eds. Arecchi F.T. and Shultz-Dubois E.O.) (Amsterdam: North-Holland, 1077-1150 (1972).

20. A.3. Грасюк, "Комбинационные лазеры", Квант, электроника, 1, 485 (1974).

21. Ю. Е. Дьяков, С. Ю. Никитин, О взаимодействии и конкуренции прямого и обратного рассеяний при ВКР // Квантовая электроника, т. 9, с. 1259 (1982).

22. Т. Т. Basiev, A. A Sobol, P. G. Zverev, L. I. Ivleva, V. V. Osiko, and R. С. Powell. «Raman spectroscopy of crystals for stimulated Raman scattering», Optical Materials, 11 (1999) 307-314

23. P. G. Zverev, Т. T. Basiev, V. V. Osiko, A. M. Kulkov, V. N. Voitsekhovskii, and V. E. Yakobson. «Physical, chemical and optical properties of barium nitrate Raman crystal», Optical Materials, 11 (1999) 315-334.

24. P. G. Zverev, Т. T. Basiev, and A. M. Prokhorov. «Stimulated Raman scattering of laser radiation in Raman crystals», Optical Materials, 11 (1999) 335-352.

25. T.T. Basiev, R.C. Powell "Solid state Raman lasers", in Handbook of Laser Technology and Applications, C.E. Webb and J.D.C. Jones (eds.), Taylor & Francis Group, CRC Press, chapter B1.7, 469-497 (2003).

26. Басиев T.T., Осико В.В. «Новые материалы для ВКР лазеров», Успехи химии, 75 (10) 939-955 (2006).

27. Т.Т. Basiev, V.V. Osiko, A.M. Prokhorov, E.M. Dianov, "Crystalline and fiber Raman lasers" in Solid-State Mid-Infrared Laser Sources, I. T. Sorokina, K. L. Vodopyanov (eds) Topics Appl. Phys. 89, 351-396, 2003.v

28. Cerny P., Jelinkova H., Zverev P., Basiev Т., Solid state lasers with Raman frequency conversion, Progress in Quantum Electronics, Volume 28, Issue 2, p.113-143, Elsevier Ltd., (2004).

29. G. Eckhardt, D. P. Bortfeld, M. Geller, Stimulated emission of Stokes and anti-Stokes. Raman lines from diamond, calcite and a-sulphur single crystals, Appl. Phys. Lett., 3, 137-138 (1963).

30. G. Bisson, and G. Mayer, „Effects Raman stimule's dans la calcite," Cr.Acad.Sci.(Paris), 265,397(1967).

31. M. Sparks. Stimulated Raman and Brillouin scettering: parametric instability, explanation of anomalies, Phys. Rev. Lett. 32, 450-453, 1974.

32. С. H. Карпухин, А. И. Степанов, "Внутрирезонаторное ВКР преобразование в кристаллах Ва(ТЧОз)2, NaN03 и СаСОз", Квантовая электроника, 13, 1572 (1986).

33. R. Chiao, В. P. Stoicheff, Angular dependence of stimulated Raman radiation in calcite, Phys. Rev. Lett. 1964, v. 12, 290-293.

34. Б. M. Атаев, В. H. Луговой, "Об угловом распределении ВКР компонент в кальците", Краткие сообщения по физике, 700 (1969).

35. К. McQuillan. Angular distribution of stimulated Raman radiation in diamond. Bull. Amer. Phys. Soc. 12(17) (1967) 60.

36. Г. П. Джотян, E. Ю. Дьяков, И. Г. Зубарев, А. Б. Миронов, С. И. Михайлов, Квант, электр., Влияние ширины спектра и статистики стоксова сигнала на эффективность ВКР немонохроматической накачки 4, 1377-1380 (1977).

37. Е. О. Ammann, С. D. Decker, "0.9-W Raman oscillator", Journal of Appl. Phys., 48, 1973 (1977).

38. Ф. С. Еременко, С. H. Карпухин, А. И. Степанов, "ВКР второй гармоники неодимового лазера в кристаллах нитратов", Квантовая электроника, 7, 196 (1980).

39. А. М. Иванюк, М. А. Тер-Погосян, П. А. Шавердов, В. Д. Беляев, В. Л. Ермолаев, Н. П. Тихонова, "Пикосекундные световые импульсы при внутрирезонаторном ВКР в активном элементе неодимового лазера", Оптика и спектроскопия, 59 950 (1985).

40. К. Андрюнас, Ю. К. Вищакас, В. Кабелка, И. В. Мочалов, А. А. Павлюк, «ВКР самопреобразование излучения лазера в кристаллах вольфраматов», Письма в ЖЭТФ, 42, 410 (1985).

41. Т. Т. Basiev, A. A. Sobol, P. G. Zverev, V. V. Osiko, and R. С. Powell, «Comparative spontaneous Raman spectroscopy of crystals for Raman lasers», Applied Optics, 38, 594 (1999).

42. R. H. Stolen, E. P. Ippen, and A. R. Tynes, "Raman oscillator in glass optical waveguide", Appl. Phys. Lett., 20, 62 (1972).

43. G. P. Agraval, Nonlinear Fiber Optics, Academic Press, San Diego (1995).

44. Т. Т. Басиев, E. M. Дианов, Э. А. Захидов, Карасик А.Я., Миров С.Б., Прохоров A.M. "Селективная нелинейная спектроскопия неоднородно уширенных фононных резонансов в неоднородных средах", Письма в ЖЭТФ, т.37, 192-195 (1983).

45. W. R. Trutna and R. L. Byer, "Multiple-pass Raman gain cell", Applied Optics, 19, 301 (1980).

46. Е.М. Дианов, И.А.Буфетов, И.М.Машинский, В.Б.Неуструев, О.И.Медведков, А.В.Шубин, М.А.Мелькунов, А.Н.Гурьянов, В.Ф.Хопин, М.В.Яшков, Волоконные ВКР-лазеры с длиной волны генерации более 2 мкм, Квантовая Электроника, 2004, Том 34, № 8, с. 695-697.

47. Е.М. Дианов, И.А.Буфетов, Простая аналитическая модель непрерывного многокаскадного ВКР-лазера на волоконном световоде, Квантовая Электроника, 2000, Том 30, № 10, с. 873-877.

48. R. Т. V. Kung. "Multiple pass stimulated Raman conversion with pump depletion", IEEE J. of Quantum Electronics", QE-17, 509 (1981).

49. R. W. Minck, E. E. Hagenlocker, W. G. Rado. "Stimulated pure rotational Raman scattering in deuterium." Phys.Rev.Lett., 17, 229 (1966).

50. P. G. Zverev and Т. T. Basiev, "Barium nitrate Raman laser", J. de Physique IV, coI.C4, 4, (1994) C4-599;

51. J. T. Murray, R. C. Powell, N. Peyghambarian, et al. "Generation of 1.5цт radiation through intracavity solid-state Raman shifting in Ва(.МОз)2 nonlinear crystals", Opt. Lett., 20, 1017 (1995).

52. E. O. Ammann. "High average power Raman oscillator employing a shared resonator configuration." Appl. Phys. Lett., 32, 52 (1978).

53. H. Ф. Евланова, А. С. Ковалев, В. А. Копцик и др. "Индуцированное излучение кристаллов LiNb03 с примесью неодима", Письма в ЖЭТФ, 5, 351 (1967).

54. JL И. Ивлева, А. А. Каминский, Ю. С. Кузьминов, В. Н. Шпаков, "Поглощение, люминесценция, и индуцированное излучение кристаллов LiNb03-Nd3+", Докл. АН СССР, 183, 1068 (1968).

55. А. А. Каминский, С. Е. Саркисов, А. А. Павлюк, В. В. Любченко, "Анизотропия люминесцентных свойств лазерных кристаллов KGd(W04)2 и KY(W04)2 с ионами Nd3+", Неорганические материалы, 16, 720 (1980).

56. R. L. Carman, F. Shimizu, С. S. Wang, andN. Bloembergen, „Theory of Stokes pulse shapes in transient stimulated Raman scattering," Phys. Rev., A2, 60-72 (1970).

57. Y. Wang, „Theory of stimulated Raman scattering," Phys. Rev., 182, 482-494 (1969).

58. Т. Т. Basiev, A. A. Sobol, Yu. К. Voronko, P. G. Zverev, "Spontaneous Raman spectroscopy of tungstate and molybdate crystals for Raman lasers" Optical Materials, 15, 205-216 (2000).

59. Т. T. Basiev, A. A. Sobol, P. G. Zverev, Yu. K. Voron'ko, V. V. Osiko. «Comparative Raman spectroscopy study of crystals for Raman lasers», OSA TOPS, vol. 19, 546-549 (1998).

60. П. Г. Зверев, Т. Т. Басиев, А. А. Соболь, В. В. Скорняков, Л. И. Ивлева, Н. М. Полозков, В. В. Осико «Вынужденное комбинационное рассеяние в кристаллах щелочноземельных вольфраматов» Квантовая Электроника 30, №1 стр. 55-59 (2000).

61. Т. Т. Басиев, А. А. Соболь, П. Г. Зверев, Л. И. Ивлева, В. В. Осико, «Лазерный материал для вынужденного комбинационного рассеяния света», Патент РФ 2178938 С1 (заявка №2000110182/28 от 25.04.2000) опубл. 27.01.2002, Бюл.№3.

62. V. A. Lisinetskii, S. V. Rozhok, D. N. Bus'ko, R. V. Chulkov, A. S. Grabtchikov, V. A. Orlovich, Т. T. Basiev, P. G. Zverev, "Measurements of Raman gain coefficient for barium tungstate crystal", Laser Physics Letters, 2 (8), pp. 396-400 (2005).

63. W.K.Bischel, M.J. Dyer Wavelength dependence of the absolute Raman gain coefficient for the Q (1) transition in H2, J. Opt. Soc. Am. B, v.3, p.677-682 (1986).

64. J.K.Brasseur, K.S.Repasky, J.L.Carlstein, Continuous-wave Raman laser in H2, Optics Letters v.23, 367-369 (1998).

65. П. Г. Зверев, А. Я. Карасик, Т. Т. Басиев, Л. И. Ивлева, В. В. Осико, «Вынужденное комбинационное рассеяние пикосекундных импульсов в кристаллах SrMo04 и Саз(У04)г», Квантовая электроника, 33, 331-334 (2003).

66. Т.Т. Басиев, П.Г. Зверев, А.Я. Карасик, Д.С. Чунаев, "Вынужденное комбинационное рассеяние в кристаллах в условиях фазомодулированной пикосекундной накачки", Квантовая электроника, 2004, 34 (10), 924-926.

67. Басиев Т.Т., П.Г. Зверев, А.Я. Карасик, В.В. Осико, А.А. Соболь, Д.С. Чунаев Пикосекундное вынужденное комбинационное рассеяние в кристаллах ЖЭТФ 126, №5, стр. 1073-1082 (2004).

68. Т. Т. Basiev, N. A. Es'kov, V. V. Osiko, A. A. Sobol, М. Helbig, S. N. Ushakov, A. Ya Karasik, Disordered garnets Ca3(Nb,Ga)sOi2:Nd3+ —prospective crystals for powerful ultrashortpulse generation, Optics Letters, 17, 201-203 (1992).

69. И. В. Мочалов, Нелинейная оптика лазерного кристалла калий гадолиниевого вольфрамата, активированного неодимом KGd(W04)2:Nd3+. Оптический журнал, №11, 4 (1995).

70. S. P. S. Porto and J. F. Scott, "Raman spectra of CaW04, CaMo04, SrW04 and SrMo04", Phys. Rev. 157 (1967) 716-719.

71. J. F. Scott , "Lattice perturbations in CaW04 and CaMo04", J. Chem. Phys., v.48, (1968) 874-876.

72. J. F. Scott, "Dipoler-dipole interactions in tungstates", J. Chem. Phys. v.49, (1968) 98-100.

73. R. K. Khanna, W. S. Brower, B. R. Guscott and E. R. Lippinatt, J. Res. Nat. Boreau of Stand.72A (1968) 81-84.

74. H. Kanamori, S. Hayashi and Y. Ikeda, "External lattice vibration modes in scheelites", J. Phys. Soc. Japan 36 (1964) 511-516.

75. R. Righini, L. Angeloni, E. Castellucci, P. Foggi, S. Califano, and D. A. Dows, Croat. Chem. Acta, 61,495 (1988).

76. P. J. Delfyett, R. Dorsinville, and R. R. Alfano, "Multiphonon dephasing of the 1086 cm"1 mode in calcite," Phys. Rev. B, 39, 3845-3853 (1989).

77. L. Angeloni, R. Righini, E. Castellucci, P. Foggi, and S. Califano, "Temperature-dependent decay of vibrational excitons in K2S04 crystal measured by picosecond time-resolved CARS," J. Phys. Chem. 92, 983-988 (1988).

78. L. Angeloni, R. Righini, "Anomalous temperature dependence of the vibrational exciton lifetime inNaN03 crystal," Chem. Phys. Lett. 154, 115-120 (1989).

79. S. Califano and V. Schettino, "Vibrational relaxation in molecular crystals," Int. Rev. Phys. Chem. 7, 19(1988).

80. S. S. Mitra, in "Optical properties of solids," ed. S. Mudelman and S. S. Mitra, New York: Plenum, p.333 (1969).

81. J. Kalus, "Temperature dependence of phonon-frequencies and linewidths for weakly anharmonic molecular crystals," J. Chimie Physique, 82, 137-152 (1985).

82. П. Г. Зверев, Т. Т. Басиев, "Исследование уширения линии ВКР-активиого колебания в кристалле нитрата бария с помощью двухфотонной спектроскопии усиления," Квантовая электроника, 25,1241-1244 (1995).

83. P. G. Zverev "The influence of temperature on Raman modes in lead nitrate crystaP', Proceedings of 15th International Conference on Photoacoustic and Photothermal Phenomena, Leuven, Belgium, 19-23 July 2009, p.277 (2009).

84. P. G. Zverev, W. Jia, H. Liu, T. T. Basiev, "Vibrational dynamic of Raman-active mode in barium nitrate crystal", Optics Letters, 20, 2378-2380 (1995).

85. L. Couture and J. P. Mathieu, The Raman Effect in Cubic Crystals, Ann. Phys. (N.Y.) 3, 521 (1948).

86. С. C. Addison and A. Walker, Anhydrous Nitrates of the Group II Metals, J. Chem. Soc. 1220(1963).

87. M. H. Brooker, D. E. Irish, and G. E. Bond, "Ionic interactions in crystals: infrared and Raman spectra of powdered Ca(N03)2 , Sr(N03)2 , Ba(N03)2 and Pb(N03)2 ," J. Chem. Phys., 53, 1083 (1970).

88. A. M. Bon, C. Benoit, and O. Bernard, "Dynamical properties of crystals of Sr(N03)2, Ba(N03)2 and Pb(N03)2. I. Infrared spectra and structure", Phys. Stat. Sol. (b), v. 78, 67-78 (1976).

89. A. M. Bon, C. Benoit, and O. Bernard, "Dynamical properties of crystals of Sr(N03)2, Ba(N03)2 and Pb(N03)2. II. Temperature dependence of the infrared spectra," Phys. Stat. Sol. (b), v.78, 453-464 (1976).

90. R. A. Santos, T. Tang, W. J. Chien, S. Kwan, and G. S. Harbison, "NMR Resolution of a Crystallographic Controversy: 14N Single Crystal Studies of Barium, Lead and Silver Nitrate" J. Chem. Phys., v.94, 2717-2721 (1990).

91. P. G. Zverev and Т. T. Basiev, "Barium nitrate Raman laser for near IR spectral region," OSA Proceedings on Advanced Solid-State Lasers, Bruce H. T. Chai and Stephen A. Payne, eds. (Optical Society of America, Washington, DC ), 24, 288 (1995).

92. С. А. Ахманов, Ю. Е. Дьяков, Л. И. Павлов. Статистические явления при возбуждении вынужденного комбинационного рассеяния накачкой с широким спектром. ЖЭТФ, 66, 520-536(1974).

93. A. Laubereau, W. Kaiser, Vibrational dynamics of liquids and solids investigated by picosecond light pulses, Rev. Mod. Phys. 50, 607-665 (1978).

94. Л. И. Белевцева, В. H. Войцеховский, Н. А. Назарова, Г. И. Романова, М. В. Шведова, В. Э. Якобсон. "Основные свойства оптических кристаллов нитрата бария". Оптико-Механическая промышленность, 56, No. 4, 38 (1989).

95. H.Poulet and J.P.Mathieu, «Spectres de vibration et symmetric des cristaux», Publisher «Gordon and Breach», Paris,(1970).103. «Фазовые диаграммы систем тугоплавких оксидов», № II, часть 4, ред. Ф.Д.Балашов, Ленинград, Наука (1988).

96. А. Н. Лазарев, А. П. Миргородский, И. С. Игнатьев, «Колебательные спектры сложных оксидов», Издательство «Наука», Ленинград (1975).

97. Ю. К. Воронько, А. Б. Кудрявцев, В. В. Осико, А. А. Соболь, в сборнике «Рост кристаллов» 16 (1988) 199-217, (ред. X. С. Багдасаров).

98. R. Т. Sanderson, Chemical bonds and bond energy, Academic Press, 1976.

99. A. S. Barker, Jr., Phys. Rev. "Infrared lattice vibrations in calcium tungstate and calcium molybdate", v. 135 (1964) A742.

100. A. A. Maradudin and R. G. Wallis, "Lattice anharmonicity and optical absorption in Polar crystals. Classical treatment in linear approximation", Phys. Rev. v.123, (1961) 777-789.

101. Petr G. Zverev "Investigation of Raman mode relaxation in tungstate and molybdate sheelite crystals", Book of abstracts, Phonons-2007, Paris, July 15-20, 2007, p.134.

102. J. Suda and P.G. Zverev, "Investigation of phonon band gap, heat capacity and Raman active phonons in BaW04 crystal." AIP Proceedings vol. 1267, p. 1150-1151 (2010).

103. P. G. Zverev, "Vibronic relaxation of Raman modes in CaMo04 and PbMo04 molecular ionic crystals", Phys. stat. sol. (c) 1, No.ll, 3101-3105 (2004).

104. Petr G. Zverev, Werner Gellerman, "The influence of ambient temperature on Raman laser parameters", in Proceedings of 2nd International Conference on Advanced

105. Optoelectronics and Lasers (CAOL-2005'), 12-17 September 2005, Yalta, Ukraine, vol.2, 2831 (2005).

106. P. G. Zverev "The influence of temperature on Raman modes in YV04 and GdV04 crystals", Journal of Physics: Conference Series, vol. 92, 012073 (2007).

107. P. G. Zverev "Prediction of temperature dependent KGd(W04)2 crystalline Raman laser performance" in Proceedings of 4th International Conference on Advanced Optoelectronics and Lasers (CAOL-2008), Alushta, Ukraine, 425-427 (2008).

108. Petr G. Zverev, "The influence of temperature on Ag(vi) Raman mode in NaBK>3 crystal", AIP Proceedings vol. 1267 p. 1125-1126 (2010).

109. Т. T. Basiev, F. A. Vakhidov, P. G. Zverev, F. V. Karpushko, S. B. Mirov, "Room-temperature color center laser with solid-state Raman shifter for 0.84-1.6 jj.m spectral region", Proceedings SPIE, vol. 1033, p.30-32 (1988).v

110. П.Г. Зверев, T.T. Басиев, «Компактный ВКР лазер на кристалле нитрата бария», Материалы Всесоюзной конференции «Оптика лазеров», Ленинград, т.2, с.363 (1993).

111. Т. Т. Basiev, P. G. Zverev, А. М. Prokhorov, "Stimulated Raman scattering in barium nitrate crystal in the external optical cavity" CLEO/Europe'94, Tech. Digest, 94TH0614-8, (1994) 154.

112. D. C. Hanna, D. J. Pointer, D. J. Pratt, IEEE J. Quantum Electron. QE-22, (1986) 332.

113. P. G. Zverev, J. T. Murray, R. C. Powell, R. J. Reeves, Т. T. Basiev, "Stimulated Raman scattering of picosecond pulses in barium nitrate crystals", Optics Commun., 97, 59-64 (1993).

114. P. G. Zverev, Т. T. Basiev, J. T. Murray, R. C. Powell, R. J. Reeves, "Stimulated Raman scattering of picosecond pulses in Ва(1ЧОз)2 crystals", OSA Proceedings on

115. Advanced Solid-State Lasers, Albert A. Pinto and Tso Yee Fan, eds (Optical Society of America, Washington, DC 1993) 15, pp. 156-160.

116. M. Sheik-Bahae, A.A.Said, T.H.Wei, D.J.Hagan, and E.V.Van Stryland, IEEE Journal of Quantum Electron., vol.QE-26, 760 (1990).

117. P. Cerny, P. G. Zverev, H. Jelinkova, Т. T. Basiev, «Efficient Raman shifting of picosecond pulses using BaW04 crystal», Optics Commun., 177, 397-404 (2000).

118. P.Cerny, H.Jelinkova, M.Miyagi, T.T.Basiev, P.G.Zverev, Efficient picosecond Raman laser on BaW04 and KGd(W04)2 tungstate crystals emitting in 1.15 to 1.18 (J.m spectral region, in: Proceedings of SPIE, Vol.4630, p.108-118, 2002.

119. Cerny P., Jelinkova H., Sulc J., Doroschenko M., Zverev P., Komyakova A., Skornjakov V., Basiev Т., Comparative Study of Picosecond Stimulated Raman Scattering in New Crystals Nd:SrW04 and SrMo04, In: Proceedings of SPIE Vol.4968, p.178-184, 2003.

120. К. Андрюнас, Ю. К. Вищакас, В. Кабелка, И. В. Мочалов, А. А. Павлюк, Г. Т. Петровский, В. Сырус, «ВКР-самопреобразование при пикосекундной генерации в кристаллах KY(W04)2:Nd3+», Письма в ЖЭТФ 42, (1985) 333.

121. К. Андрюнас, А. Барила, Ю. К. Вищакас, И. В. Мочалов, Г. Т. Петровский, В. Сырус, «Временные характеристики пикосекундных импульсов при ВКР-самопреобразовании лазерного излучения», Оптика и спектроскопия 64, (1988) 397.

122. A. I. Vodchits, V. A. Orlovich, P. A. Apanasevich, Т. Т. Basiev, P. G. Zverev, "Nonlinear optical properties of BaW04 crystal", Optical Materials, 29,1616-1619 (2007).

123. M. Sheik-Bahae, D.C. Hutchings, D.J. Hagan, E.W. Van Stryland, "Dispersion of bound electron nonlinear refraction in solids", IEEE J. Quant. Electron. QE-27 (1991) 1296-1309.

124. R.L. Sutherland, Handbook of Nonlinear Optics, Marcel Dekker Inc., New York, 1996.

125. Васильева M.A., Вищакас Ю., Гульбинас В., Кабелка В., Масалов А.В., Сирус В. «Измерение нелинейного показателя преломления в неодимсодержащих лазерных средах», Квантовая электроника, т.12, с.997 (1985).

126. R.W. Boyd, Nonlinear Optics, Academic Press, New York, 1992.

127. R. DeSalvo, A.A. Said, D.J. Hagan, E.W. Van Stryland, infrared to ultraviolet measurements of two-photon absorption and П2 in wide bandgap solids", IEEE J.Quant. Electron. QE-32 (1996) 1324-1333.

128. J. Castillo, V.P. Kozich, A.O. Marcano, "Thermal lensing resulting from one- and two-photon absorption studied with a two-color time-resolved Z-scan" Opt. Lett. 19 (1994) 171-173.

129. V.P. Kozich, F.E. Hernandez, A.O. Marcano, "Pulse-Induced Thermal Lensing in Kerr Media", Appl. Spectrosc. 49 (1995) 1804-1808.

130. A.I. Vodchits, V.P. Kozich, V.A. Orlovich, P.A. Apanasevich, "Z-scan studies of KYW, KYbW, KGW and Ba(N03)2 crystals", Optics Communications, v.263, (2006) 304-308.

131. P. G. Zverev, Т. T. Basiev, A. A. Sobol, I. V. Ermakov, W. Gellerman, "BaW04 crystal for quasi-cw yellow Raman laser", in Advanced Solid-State Lasers, OSA Technical Digest, (Optical Society of America, Washington D. C. 2001) 124-125.

132. R. B. Stewart, R. Т. V. Kung "A kilohertz Repetition Rate 1.9 (im H2 Raman Oscillator", IEEE J. of Quantum Electron., 25, 2142 (1989).

133. E. O. Ammann, „Simultaneous stimulated Raman scattering and optical frequency mixing employing a three-mirror Raman configuration", J. Appl. Phys., v.51, 118-122 (1980).

134. H. M. Pask, J. A. Piper "Efficient all-solid-state yellow laser source producing 1.2-W average power", Optics Lett. 24, 1490 (1999).

135. К. S. Repasky, L. Meng, J. K. Brasseur, J. L. Carlsten, R. C. Swanson, "High-efficiency, continuous-wave Raman lasers, J. Opt.Soc. Am. В 16, 717 (1999).

136. Т. Т. Басиев, M. E. Дорошенко, П. Г. Зверев, А. М. Прохоров, «Твердотельный лазер желтого спектрального диапазона», Патент РФ 2178939 С1 (заявка №2000110183/28 от 25.04.2000) опубл. 27.01.2002, Бюл.№3.

137. R. Q. Fugate, D. L. Fried, G. A. Ameer, В. R. Boeke, S. L. Browne, P. H. Roberts, R. E. Ruane, G. A. Tyler, L. M. Wopat "Measurement of atmospheric wavefront distortion using scattered light from a laser guide-star", Nature 353, 144-146 (1991).

138. C. A. Primmerman, D. V. Murphy, D. A. Page, B. G. Zollars, H. T. Barclay "Compensation of atmospheric optical distortion using a synthetic beacon", Nature 353, 141-143 (1991).

139. W. Happer, G. J. MacDonald, С. E. Max, and F. J. Dyson, "Atmospheric-turbulence compensation by resonant optical backscattering from sodium layer in the upper atmospere" J. Opt. Soc. Am. A 11, 263-276 (1994).

140. D. M. Pennington "Laser technologies for laser guided adaptive optics", in Optics in astrophysics, R. Foy and F. C. Foy (eds), Springer, 207-248 (2006).

141. Laird A. Thompson, Richard M. Castle, "Experimental demonstration of a Rayleigh-scattered laser guide star at 351 nm", Optics Letters, 17, 1485-1487 (1992).

142. R. Foy, M. Tallon, M. Sechaud, N. Hubin, SPIE, 1114, 174 (1989).

143. B. G. Zollars, The Lincoln Laboratory Journal, 5, 67 (1992).

144. Т. H. Jeys, A. A. Brailove, A. Mooradian, Appl. Optics, 30, 1011-1018 (1991).

145. C. D'Orgeville, F. Rigaut, B. Ellerbroek, "LGS AO photon return simulations and laser requirements for the Gemini LGS AO program", Proceedings of SPIE The International Society for Optical Engineers, 4007, 131-141 (2000).

146. G. P. Hogan, С. E. Web, in Adaptive Optics, ESO Conference Proc. 54, 257 (1995).

147. H. P. Friedman, G. V. Erbert, Т. C. Kuklo, J. T. Salmon, D. A. Smauley; G. R. Thompson, J. N. Wong, "Design of a fieldable laser system for a sodium guide star", Proceedings of SPIE -The International Society for Optical Engineers, 2201, 352 (1994).

148. Т. H. Jeys, A. A. Brailove, A Mooradian, "Sum frequency generation of sodium resonance radiation", Appl. Optics, 28, 2588-2591 (1989).

149. S. A. Payne, R. H. Page, C. A. Ebbers, R. J. Beach, "Synthetic guide star generation", US Patent 6,704,331 опубл. 09.03.2004,(2004).

150. Т. T. Basiev, S. B. Mirov, and V. V. Osiko, "Room temperature color center lasers" IEEE J. of Quantum Electronics, 25, 1052-1069 (1988).

151. Т. Т. Басиев, П. Г. Зверев, А. Г. Папашвили, В. В. Федоров, «Временные и спектральные характеристики перестраиваемого лазера на кристалле LiF:F2~», Квантовая электроника, 24, 591-595 (1997).

152. Т. Т. Басиев, П. Г. Зверев, А. Г. Папашвили, В. В. Федоров, «Квазинепрерывная генерация лазера на кристалле LiF с F2" центрами окраски», Квантовая Электроника, 24, 779-780 (1997).

153. J. Т. Murray, W. L. Austin, R. С. Powell, "End-pumped intracavity solid state Raman Lases"in OSA Trends in Optics and Photonics, 19, W. R. Bosenberg and M. M. Fejer, eds. (Optical Society of America, Washington, DC), pp. 129-135 (1998).

154. K. Maeda, N. Wada, M, Umimo, M. Abe, Y. Takada, N. Nakano, H. Kuroda, Jpn. J. Appl. Phys.,23, L759 (1984).

155. В. В. Осико, A. M. Прохоров, В. Б. Сигачев, М. И. Тимошечкин, «Эффективный лазер на кристалле гадолиний-галлиевого граната с хромом и неодимом», Доклады Академии наук СССР, 307, 105-109 (1989).

156. М. Е. Дорошенко, В. В. Осико, В. Б. Сигачев, М. И. Тимошечкин, Эффективный лазер на кристалле гадолиниевого граната активированного неодимом» Квант, электроника, 21, 724-726(1991).

157. P. G. Zverev, Т. T. Basiev, A. M. Prokhorov, "Stimulated Raman scattering in barium nitrate crystal in the external optical cavity", Conference on Lasers and Electro-Optics Europe Technical Digest, pp. 241-242, (1994).

158. J. T. Murray, R. C. Powell, N. Peyghambarian, et al. "Eye-safe solid-state intracavity Raman laser", Proceedings of Advanced Solid-State Lasers Conference, B.H.Chai and S.A.Payne, eds. 24 (1995) 267.

159. В. А. Беренберг, C.H. Карпухин, И.В. Мочалов. "ВКР наносекундных импульсов в кристалле KGd(W04)2. Квантовая электроника, т.14 (1987) 1849.

160. Т. Т. Basiev, S. В. Mirov, S. A. Sychev "Passive laser Q-switches based on MeF2:Nd3+ (Me-Ca, Sr, Ba) crystals", in "Solid state lasers and new laser materials", Proceedings of SPIE. 1839 (1991) 182.

161. K. Scholle, E. Osiac, E. Heumann, G. Huber, Т. T. Basiev, P. G. Zverev, 1.55 fim intracavity Raman laser with pulse lengths up to 90 ns", Europhotonic conference, Lausanne, (2004).

162. П.Г. Зверев, Л.И. Ивлева, Лазер на Nd:YV04 с внутрирезонаторным ВКР в кристалле BaW04 для безопасного для глаз спектрального диапазона, Квантовая электроника, т. 41, (2011).

163. Ran D.G., Xia H.R., Sun S.Q., Ling Z.C., Ge W.W., Zhang H.J. "Thermal conductivity of BaW04 single crystal", Mater. Sci. Eng. B, 130, 206-209 (2006).

164. Wang Z.P., Hu D.W., Fang X., Zhang H.J., Xu X.G., Wang J.Y., Shao Z.S. "Transformation of Sign of Nonlinear Refraction between Mo(W)/S/Cu Planar Metal Clusters", Chin. Phys. Lett., 25, 532-535 (2008).

165. Zong N., Cui Q.J., Ma Q.L., Zhang X.F., Lu Y.F., Li C.M., Cui D.F., Xu Z.Y., Zhang H.J., Wang J.Y. "High average power 1.5 (im eye-safe Raman shifting in BaW04 crystals", Appl. Optics, 48, 7-10 (2009).

166. Krennrich D., Knappe R., Henrich B., Wallenstein R, Huillier J.A., „A comprehensive study of Nd:YAG, Nd:YA103, Nd:YY04 and Nd:YGdV04 lasers operating at wavelengths of 0.9 and 1.3 pm", Appl. Phys. B, v.92, 165-174, (2008).

167. Chen Y.F., Su K.W., Zhang H.J., Wang J.Y., Jiang M.H. Optics Lett., 30, 3335 (2005).

168. L. I. Ivleva, T. T. Basiev, I. S. Voronina, P. G. Zverev, V. V. Osiko, N. M. Polozkov "SrW04:Nd3+ new material for multifunctional lasers", Optical Materials, 23, 439-442 (2003).

169. Voronina I. S., Ivleva L. I., Basiev T. T., Zverev P. G., Polozkov N. M. " Active Raman media: SrW04:Nd3+, BaW04:Nd3+ growth and characterization" // Journal of Optoelectronics and Advanced Materials // 2003.- v.5.- n.4.-pp. 887-892.

170. H. Jelinkova, J. Sulc, T.T. Basiev, P.G. Zverev, S.V. Kravtsov, "Stimulated Raman scattering in Nd:SrW04", Laser Physics Letters, 2 (1), p.4-11 (2005).

171. H. Jelinkova, J. Sulc, M. Doroshenko, V. V. Skornyakov, S. B. Kravtsov, T. T. Basiev, P. G. Zverev, "Nd:SrW04 Raman laser", in Proceedings of SPIE Vol. 5460, pp. 99-109.

172. L. F. Johnson and K. Nassau, "Infrared fluorescence and stimulated emission of Nd+3 in CaW04," Proc. IRE 49, 11, 1704-1705 (1961).

173. L. F. Johnson, G. D. Boyd, K. Nassau, and R. R. Soden, "Continuous operation of a solidstate optical maser," Phys. Rev. 126, 1406-1409 (1962).

174. Я. E. Карисс, A. M. Морозов, П. П. Феофилов, «О люминесценции ионов Nd3+ в кристалле CaWC>4», Оптика и спектроскопия, 17, 887 (1964).

175. L.F. Johnson, «CaW04:Nd3+ laser characteristics», Quantum electronics, Proceedings of the Third International Congress, Paris, 2, New York, 1021 (1964).

176. A. M. Морозов, M. H. Толстой, П. П. Феофилов, Люминесценция неодима в кристаллах типа шеелита. Оптика и спектроскопия, т. 22, 258-265 (1967).

177. Г. В. Максимова, А. А. Соболь, «Исследование оптических центров Nd3+ в кристаллах CaW04», Неорганические материалы, 6, 307 (1970).

178. В. К. Трунов, В. А. Ефремов, Ю. А. Великодный, Кристаллохимия и свойства двойных молибдатов и вольфраматов, Л.: Наука, (1986).

179. J. F. Scott, "Lattice Perturbation in CaW04 and CaMo04", J. Chem. Phys. 48, 874-876 (1968).

180. Денисов Ю.В., Кизель В.А. "Миграция энергии в боратных стеклах, активированных европием, и относительное расположение уровней энергии", Оптика и спектроскопия, т.23, 472-474 (1967).

181. Judd В. R. «Optical absorption intensities of rare-earth ions", Phys. Rev., 127, 750-761 (1962).

182. G. S. Ofelt "Intensities of crystal spectra of rare-earth ions", J. Chem. Phys., 37, 511-520 (1962).

183. G. Jia, C. Tu, A. Brenier, Z. You, J. Li, Z. Zhu, Y. Wang, B. Wu, "Thermal and optical properties of Nd3+:SrW04 : a potential candidate for eye-safe 1.517 цт Raman lasers", Appl. Phys. В 81, 627-632 (2005).

184. W. Koechner. Solid-State Laser Engineering, Sixth Revised and Updated Edition. Springer Science+Business Media, Inc., 2006. p. 104.

185. Лазеры на алюмоиттриевом гранате с неодимом / Г.М. Зверев, Ю.Д. Голяев, Е.А. Шалаев, А.А. Шокин, М.:Радио и связь, 1985, с.25.

186. J. С. Walling, Н. P. Jenssen, R. С. Morris, Е. W. O'Dell, 0. G. Peterson, "Broad band tuning of solid state alexandrite lasers," J. Opt. Soc. Am. 69, 373 (1979).

187. S. Guch, C.E. Jones, Alexandrite-laser performance at high temperature, Optics Lett., vol.7, 608-610 (1982).

188. J. Sulc, H. Jelinkova, T.T. Basiev, M.E. Doroschenko, L.I. Ivleva, V.V. Osiko, P.G. Zverev, "Nd:SrW04 and Nd:BaW04 Raman lasers", Optical materials, 30 (2007) 195-197.

189. A. A. Demidovich, V. N. Burakevich, A. S. Grabtchikov, V. A. Lisinetskii, V. A. Orlovich, Т. T. Basiev, P. G. Zverev, " BaW04:Nd Raman laser with diode pumping", in Proceedings of ICONO/LAT 2005 Conference, St. Petersburg, LThK24 (2005).

190. Воронина И.С. Выращивание и исследование монокристаллов молибдатов и вольфраматов кальция, стронция и бария для ВКР лазеров. Диссертация на соиск. уч. степ. Канд. Техн. Наук, М. 2005, стр. 79.

191. Jan Sulc, Helena Jelinkova, Tasoltan Т. Basiev, Maxim E. Doroshenko, Lyudmila I. Ivleva, Vjatcheslav V. Osiko, Peter G. Zverev, "Eye-safe Nd:SrMo04 Raman laser", Proceedings of CLEO/Europe-2007 conference, Munich, June 17-22, 2007 p.CA-30.

192. Гренишин А.С., Киселев В.М., Крутова Л.И. и др. Тезисы докладов Международной конференции «Оптика лазеров-93» (С.Петербург, 1993 с.248).61000Z.