УДК: 621.373.826

Эффективность поперечной накачки лазерными диодными линейками эрбиевого лазера с пассивной модуляцией добротности

Рябцев Г.И., Богданович М.В., Григорьев А.В., Кабанов В.В., Лебедок Е.В., Лепченков К.В., Рябцев А.Г., Щемелев М.А.

Полный текст на elibrary.ru

Публикация в Journal of Optical Technology

Ссылка для цитирования:

Рябцев Г.И., Богданович М.В., Григорьев А.В., Кабанов В.В., Лебедок Е.В., Лепченков К.В., Рябцев А.Г., Щемелев М.А. Эффективность поперечной накачки лазерными диодными линейками эрбиевого лазера с пассивной модуляцией добротности // Оптический журнал. 2015. Т. 82. № 9. С. 3–10.

Ryabtsev G.I., Bogdanovich M.V., Grigoriev A.V., Kabanov V.V., Lebedok E.V., Lepchenkov K.V., Ryabtsev A.G., Shchemelev M.A. Efficiency of laser-diode-array side pumping of a passively Q-switched erbium laser [in Russian] // Opticheskii Zhurnal. 2015. V. 82. № 9. P. 3–10.

Ссылка на англоязычную версию:

G. I. Ryabtsev, M. V. Bogdanovich, A. V. Grigor’ev, V. V. Kabanov, Y. V. Lebiadok, K. V. Lepchenkov, A. G. Ryabtsev, and M. A. Shchemelev, "Efficiency of laser-diode-array side pumping of a passively Q-switched erbium laser," Journal of Optical Technology. 82(9), 576-581 (2015). https://doi.org/10.1364/JOT.82.000576

Аннотация:

Предложен метод моделирования условий поперечной накачки эрбиевого лазера с пассивной модуляцией добротности лазерными диодными линейками, позволяющий определить наиболее эффективную геометрию расположения линеек относительно активного элемента с учетом характеристик как диодных линеек и активного элемента, так и применяемого оптического резонатора. Результаты моделирования позволяют выбрать расстояние между линейками и активным элементом и допустимое смещение линеек относительно друг друга, что обеспечивает оптимальное согласование условий возбуждения и генерации. Предложенный метод оптимизации учитывает расходимость и поляризацию излучения диодных линеек, геометрические и оптические свойства активного элемента и конфигурацию моды генерации. Полученные теоретические результаты моделирования сопоставлены с экспериментальными данными.

Ключевые слова:

эрбиевый лазер, диодная накачка, эффективность генерации

Коды OCIS: 140.3480, 140.3500, 140.3580

Список источников:

1. Bogdanovich M.V., Kabanov V.V., Ryabtsev G.I., Ryabtsev A.G., Lebiadok Y.V. High-performance LD-pumped solid-state lasers for range finding and spectroscopy // Proc. SPIE. 2013. V. 8677. P. 86770X/1–86770X/6.
2. Kabanov V.V., Bezyazychnaya T.V., Bogdanovich M.V., Grigor’ev A.V., Lebiadok Y.V., Lepchenkov K.V., Ryabtsev A.G., Ryabtsev G.I., Shchemelev M.A. LD-pumped erbium and neodymium lasers with high energy and output beam quality // Proc. SPIE. 2013. V. 8780. P. 87800K/1–87800K/8.

3. Рябцев Г.И., Богданович М.В., Енжиевский А.И., Тепляшин Л.Л., Клищенко А.П., Пожидаев А.В., Щемелев М.А., Рябцев А.Г., Красковский А.С., Титовец С.Н., Юмашев К.В., Маляревич А.М., Дымшиц О.С., Жилин А.А. Cлэб–лазер на эрбиевом стекле с поперечной диодной накачкой // Оптический журнал. 2008. Т. 75. № 11. С. 21–25.
4. Georgiou E., Musset O., Boquillon J.P. High-efficiency and high-output pulse energy performance of a diodepumped Er:Yb-glass 1.54-μm laser // Appl. Phys. B. 2000. V. 70. № 6. P. 755–762.
5. Ryabtsev G.I., Bezyazychnaya T.V., Bogdanovich M.V., Grigor’ev A.V., Kabanov V.V., Lebiadok Y.V., Ryabtsev A.G., Shchemelev M.A. Optimized diode-pumped passive Q-switched ytterbium-erbium glass laser // Appl. Phys. B. 2012. V. 108. № 2. P. 283–288.
6. Авчиник Д.А., Богданович М.В., Григорьев А.В., Кабанов В.В., Лебедок Е.В., Лепченков К.В., Рябцев А.Г., Рябцев Г.И., Шкадаревич А.П., Шушпанов А.С., Щемелев М.А. Воздействие тепловых факторов на работоспособность эрбиевого лазера с диодной накачкой // Сб. статей 9-го Белорусско-Российского семинара “Полупроводниковые лазеры и системы на их основе”. Минск, 28–31 мая 2013. С. 199–201.
7. Bogdanovich M.V., Kabanov V.V., Lebiadok Y.V., Ryabtsev A.G., Ryabtsev G.I., Shchemelev M.A., Kurlenkov S.S., Sapozhnikov S.M., Mehta S.K. Optimal output mirror reflection coefficient for powerful InGaAs/AlGaAs laser diode arrays // Opt. and Laser Technol. 2013. V. 45. № 2. P. 177–180.
8. Taira T., Saikawa J., Kobayashi T., Byer R.L. Diode-pumped tunable Yb:YAG miniature lasers at room temperature: modeling and experiment // IEEE J. of Selected Topics in Quant. Electron. 1997. V. 3. № 1. P. 100–823.
9. MacDonald M.P., Graf Th., Balmer J.E., Weber H.P. Reducing thermal lensing in diode-pumped laser rods // Opt. Commun. 2000. V. 178. № 4–6. P. 383–393.
10. Wang P., Dawes J.M., Dekker P., Piper J.A. Highly efficient diode-pumped ytterbium-doped yttrium aluminium borate laser // Opt. Commun. 2000. V. 174. № 5–6. P. 467–470.
11. Song F., Liu Sh., Wu Z., Cai H., Su J., Tian J., Xu J. Model of longitudinally laser diode pumped erbiumytterbium-codoped phosphate glass microchip laser with upconversion // IEEE J. Quant. Electron. 2007. V. 43. № 9. P. 817–823.
12. Xie W., Tam S.–Ch., Yee-Loy L., Liu J., Yang H., Gu J., Tan W., Zhou F. Thermal lensing of diode side-pumped solid-state lasers // Opt. and Laser Technol. 2000. V. 32. № 3. P. 199–203.
13. Boutchenkov V., Kuchma I., Levoshkin A., Mak A., Petrov A., Hollemann G. High efficiency diode-pumped Q-switched Yb:Er: glass lasers // Opt. Commun. 2000. V. 177. № 1–6. P. 383–388.
14. Damzen M.J., Trew M., Rosas E., Grofts G.J. Continuous-wave Nd:YVO4 grazing-incidence laser with 22.5 W output power and 64% conversion efficiency // Opt. Commun. 2001. V. 196. № 1–6. P. 237–241.
15. Wang H., Huang W., Zhou Z., Cao H. Experimental study of a high power and high efficiency CW diode-sidepumped Nd:YAG laser // Opt. and Laser Technol. 2004. V. 36. № 1. P. 69–73.
16. Быков В.Н., Изынеев А.А., Садовой А.Г., Садовский П.И., Сорокина О.А. Излучатель на эрбиевом стекле с поперечной полупроводниковой накачкой и пассивной модуляцией добротности // Квант. электрон. 2008. Т. 38. № 3. С. 209–212.
17. Кейси X., Паниш М. Лазеры на гетероструктурах. Т. 2: Материалы. Рабочие характеристики. М.: “Мир”, 1981. 364 p.
18. Mroziewicz B., Bugajski M., Nakwaski W. Physics of Semiconductor Lasers. Warszawa: Polish Scientific Pub, Amsterdam: Elsevier Science Pub. B.V., 1991. 473 p.
19. Diode laser arrays / Ed. by Botez D., Scifres D.R. Cambridge Studies in Modern Optics: 14. Cambridge: Cambridge University Press, 1994. 448 p.
20. Рябцев Г.И., Богданович М.В., Енжиевский А.И., Паращук В.В., Буров Л.И., Щемелев М.А., Рябцев А.Г., Машко В.В., Тепляшин Л.Л., Красковский А.С. Пространственные и поляризационные свойства выходного пучка иттербий-эрбиевого лазера с поперечной диодной накачкой // Оптический журнал. 2006. Т. 73. № 5. С. 11–14.
21. Ахманов С.А., Никитин С.Ю. Физическая оптика. М: “Наука”; Издательство Московского университета, 2004. 654 с.
22. Bezyazychnaya T.V., Bogdanovich M.V., Grigor’ev A.V., Kabanov V.V., Lebiadok Y.V., Ryabtsev A.G., Ryabtsev G.I., Shchemelev M.V., Mehta S.K. Optimal fill factor for laser diode arrays applied to transversally pumped erbium laser // Opt. Commun. 2012. V. 285. № 9. P. 2397–2401.