Научно-технический
«ОПТИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ»
издается с 1931 года
 
   
Русский вариант сайта Английский вариант сайта
   
       
   
       
Статьи последнего выпуска

Электронные версии
выпусков начиная с 2008


Алфавитный указатель
2000-2010 гг


444
Архив оглавлений
выпусков 2002-2007 гг


Реквизиты и адреса

Вниманию авторов и рецензентов!
- Порядок публикации
- Порядок рецензирования статей
- Типовой договор
- Правила оформления
- Получение авторского вознаграждения
- Редакционная этика


Контакты

Подписка

Карта сайта




Журнал с 01.12.2015 допущен ВАК для публикации основных результатов диссертаций как издание, входящее в международные реферативные базы систем цитирования (Web Science, Scopus) (см. Vak.ed.gov.ru Перечень журналов МБД 16.03.2018г)

Аннотации (06.2022) : Монопризменный поляризатор для лазерного излучения повышенной мощности

Монопризменный поляризатор для лазерного излучения повышенной мощности

DOI: 10.17586/1023-5086-2022-89-06-33-42

УДК 535.514

Борис Леонидович Давыдов*

 

Фрязинский филиал института радиотехники и электроники им. В.А. Котельникова РАН, г. Фрязино Московской обл., Россия

syrobvodyvad@mail.ru        https://orcid.org/0000-0003-0836-0839

Аннотация

Предмет исследования. Рассматривались свойства нового призменного поляризатора-анализатора лазерного (оптического) излучения повышенной мощности. Поляризатор разработан на основе двулучепреломляющего кристалла в виде одиночной монопризмы полного внутреннего отражения с поперечным треугольным сечением. Исследовались спектральные зависимости геометрий этого сечения в плоскости преломления для выбранных двух материалов поляризаторов. Цель. Создание поляризатора в виде одиночного моноэлементного прибора, способного функционировать при лазерных пучках повышенной мощности, сохраняющего исходное направление распространения излучения при минимальных оптических потерях и без анаморфирования поперечного сечения пучка. Метод. Путём математического моделирования исследовано прохождение излучения через оптически анизотропную кристаллическую призму произвольного треугольного сечения. Использованы известные уравнения Снеллиуса, составленные для преломлений и полного внутреннего отражения излучения на гранях анизотропной призмы. На основе полученных решений рассчитаны спектральные зависимости угловых конструктивных параметров призменных поляризаторов при условиях соблюдения коллинеарности входного и выходного лучей, а также их преломлений на входных и выходных гранях под углами Брюстера. Выполнен анализ энергетических потерь и спектральных диапазонов работы призменных поляризаторов из двух выбранных кристаллических материалов с наперед заданной геометрией. Основные результаты. Разработан и исследован новый призменный поляризатор, ключевой особенностью которого является анизотропное полное внутреннее отражение оптического излучения от одной из граней двулучепреломляющей монопризмы при брюстеровских преломлениях на входной и выходной гранях. Установлено, что прибор характеризуется минимальными оптическими потерями, коллинеарностью (или коаксиальностью) неполяризованного и поляризованного пучков при отсутствии анаморфотного искажения поперечного сечения выходного p-пучка. Показано, что применительно к практически симметричным призмам, для которых различия конструктивных углов и углов Брюстера составляют 3-7°, эффект анаморфизма сечения пучка будет пренебрежимо мал. Определены спектральные диапазоны функционирования прибора для нескольких конкретных конструкций. Установлена слабая зависимость спектральных полос от выбранных ориентаций кристалла поляризатора, что выражается в симметричности полученных характеристик. Показано, что для получения максимально широких спектральных полос в ближней и средней ИК областях, наиболее целесообразно использовать призмы, выполненные из кристаллов YVO4. На основе анализа результатов угловых отклонений углов падения от углов Брюстера определены угловые допуски на расходимость падающих пучков. Показано, что прибор может быть использован и в наблюдательной оптике в качестве своеобразного анизотропного аналога известной изотропной призмы Дове, отличающегося от последней способностью видеть изображение в «идеально» плоско-поляризованном свете. Практическая значимость. Представленная одноэлементная конструкция призменного поляризатора с брюстеровскими входной и выходной гранями позволяет применять прибор для поляризации (или поляризационного анализа) более мощных лазерных пучков, чем это возможно с помощью многокомпонентных стандартных поляризаторов.

Ключевые слова: лазерное излучение, поляризаторы, кристаллы YVO4, кристаллы a-BaB2O4, анизотропные призмы

Ссылка для цитирования: Давыдов Б.Л. Монопризменный поляризатор для лазерного излучения повышенной мощности // Оптический журнал. 2022. Т. 89. № 6. С. 33–42. DOI: 10.17586/1023-5086-2022-89-06-33-42

Коды OCIS: 140.0140, 230.0230,240.0240, 240.5440

 

СПИСОК ИСТОЧНИКОВ

1.    URL: http://ntoire-polus.ru

2.   URL: http://www.unitedcrystals.com 

3.   URL: http://www.сvilaser.com

4.   Wendi Wu, Peigao Han, Shirley Shi, Fuquan Wu. Design and performance analysis of a single-unit polarizing beam-splitting prism based on negative refraction in a uniaxial crystal // Applied Optics. 2019. V. 58. № 26, P.7063–7066.

5.   Qingming Chen, Zifan Dou. Analysis and application of negative refraction of YVO4 // Applied Physics. 2019. V. 9. № 12. P. 504–510.

6.   Давыдов Б.Л., Ягодкин Д.И. Компактные призмы для поляризационного разделения пучков волоконных лазеров // Квантовая электроника. 2005. Т. 35. № 11. С. 1064–1070.

7.    Давыдов Б.Л. Поляризационное разделение лазерных пучков на большие углы c минимальными отражательными потерями // Квантовая электроника, 2006. Т. 36. № 5. С. 473–482.

8.   Ландау Л.Д., Лифшиц Е.М. Электродинамика сплошных сред. М.: Госуд. издат. физ.-мат. литературы, 1959. 407 с.

9.   Борн М., Вольф Э. Основы оптики. М.: Наука, 1973. 58 с.

10. Максутов Д.Д. Астрономическая оптика. 2 изд., Ленинград, Наука, 1979. 20 с.

11.  Цуканова Г.И. Прикладная оптика. Ч. 1. СПб: Санкт-Петерб. гос. университет информ. технологий, механики и оптики, 2008. 19 с.

12.  URL: http://www.foctek.com

13.       URL: http://www.lasercomponents.com