© 2009 г. А. А. Агейчик; В. Н. Алексеев, канд. физ.-мат. наук; В. И. Венглюк; В. М. Громовенко, канд. техн. наук; М. С. Егоров; В. И. Королев, канд. физ.-мат. наук; А. Н. Малинин; С. В. Остапенко; Ю. А. Резунков, доктор техн. наук; А. Л. Сафронов; Г. А. Соколова; В. В. Степанов, канд. физ.-мат. наук
Научно-исследовательский институт комплексных испытаний оптико-электронных приборов, г. Сосновый Бор, Ленинградская обл.
E-mail: yuri@sbor.net
Описана пикосекундная лазерная система, построенная на основе гибридного СО2-лазера с использованием метода оптически управляемых полупроводниковых ключей с длительностью импульсов от 100 пс до 300 нс с последующим преобразованием излучения в нелинейных кристаллах за счет процессов генерации второй гармоники. В качестве нелинейных кристаллов используются селеногаллат серебра AgGaSe2 и дифосфид цинка-германия ZnGeP2. В установке осуществляется двухкаскадное преобразование излучения пикосекундного СО2-лазера с длиной волны 9,4–10,6 мкм в лазерное излучение с длинами волн 4,7–5,3 мкм с эффективностью 0,3%–0,5%, и излучения 4,7–5,3 мкм в излучение 2,4–2,65 мкм с эффективностью 8%. Общая эффективность преобразования составляет 4×10–4 или 0,04% при энергии выходного импульса до 35 мкДж.
Ключевые слова: гибридный лазер, вынужденное комбинационное рассеяние, нелинейный кристалл, двухкаскадное преобразование.
Коды OCIS: 140.3438
УДК 621.373.8
Поступила в редакцию 06.03.2009
ЛИТЕРАТУРА
1. Андреев А.А., Мак А.А., Яшин В.Е. Генерация и применение сверхсильных лазерных полей // Квант. электрон. 1997. Т. 24. № 2. С. 99–114.
2. Alcock A., Walker A.C. Generation and detection of 150-ps mode-locked pulses from a multi-atmosphere CO2 laser // Appl. Phys. Lett. 1974. V. 25. № 5. P. 299–301.
3. Биглов З.А., Гордиенко В.М. Мощные пикосекундные лазеры десятимикронного диапазона // Современные проблемы лазерных технологий. 1991. Т. 4. С. 84–125.
4. Filip C., Narang R., Tochitsky S.Ya., Clayton C.E., Joshi C. Optical Kerr switching technique for the production of picosecond multi-wavelength CO2 laser pulse // Appl. Opt. 2002. V. 41. № 18. Р. 3743–3747.
5. Alcock A.J., Corkum P.B., James D.J., Leopold K.E., Samson J.C. Selection of single, mode-locked CO2 laser pulses by semiconductor reflection switching // Opt. Commun. 1976. V. 18. № 4. P. 543–545.
6. Pogorelsky I.V., Ben-Zvi I., Babzien M., Kusche K., Skaritka J., Meshkovsky I.K., Dublov A.A., Lekomtsev V.A., Pavlishin I.V., Boloshin Y.A., Deineko G.B., Tsunemi A. The first picosecond terawatt CO2 laser // Proc. SPIE. 1999. V. 3683. P. 15–24.
7. Pogorelsky I.V. CO2 lasers in High Energy Physics. // Proc. of “Lasers 2001” December 3–7, 2001, Tucson, Arizona. STS Press, McLean, Va, 2002. P. 1–6.
8. Абдуллаев Г.Б., Аллахвердиев К.Р., Кулевский Л.А., Прохоров А.М., Салаев Э.Ю., Савельев А.Д., Смирнов В.В. Параметрическое преобра зование ИК-излучения в кристалле GaSe // Квант. электрон. 1975. Т. 2. № 6. C. 1228–1233.
9. Nikogosyan D.N. Nonlinear Optical Crystals: A Complete Survey. N-Y: Springer Science + Business Media, 2005. P. 427.
10. Гурзадян Г.Г., Дмитриев В.Г., Никогосян Д.Н. Нелинейные оптические кристаллы. Справочник. М: Радио и связь, 1991. С. 160.
11. Chou H.P., Slater R.C., Wang Y. High-energy fourharmonic generation using CO2 lasers // Appl. Phys. B. 1998. V. 66. P. 555–559.
Полный текст
A picosecond IR laser system with tunable wavelength, based on a hybrid CO2 laser
A. A. Ageĭchik, V. N. Alekseev, V. I. Venglyuk, V. M. Gromovenko, M. S. Egorov, V. I. Korolev, A. N. Malinin, S. V. Ostapenko, Yu. A. Rezunkov, A. L. Safronov, G. A. Sokolova, and V. V. Stepanov
This paper describes a picosecond laser system based on a hybrid CO2 laser, using optically controlled semiconductor switches with a pulse width from 100 ps to 300 ns, followed by conversion of the radiation in nonlinear crystals by means of second-harmonic generation. Silver selenogallate AgGaSe2 and zinc germanium diphosphide ZnGeP2 are used as nonlinear crystals. Two-stage conversion of the radiation of a picosecond CO2 laser with wavelength 9.4-10.6 μm into laser radiation with wavelengths 4.7-5.3 μm is carried out in the apparatus with an efficiency of 0.3%-0.5%, while 4.7-5.3-μm radiation is converted into 2.4-2.65-μm radiation with an efficiency of 8%. The overall conversion efficiency is 4×10−4 or 0.04% for an output pulse energy up to 35 μJ.
