Усиленная люминесценция и неаксиальные моды излучения в активных элементах мощных твердотельных лазеров с поперечной диодной накачкой

Богданович М.В., Григорьев А.В., Рябцев А.Г., Рябцев Г.И., Шпак П.В., Щемелев М.А., Лепченков К.В., Ланцов К.И., Дудиков В.Н., Кот А.М.

Полный текст «Оптического журнала»

Полный текст на elibrary.ru

Публикация в Journal of Optical Technology

Ссылка для цитирования:

Богданович М.В., Григорьев А.В., Рябцев А.Г., Рябцев Г.И., Шпак П.В., Щемелев М.А., Лепченков К.В., Ланцов К.И., Дудиков В.Н., Кот А.М. Усиленная люминесценция и неаксиальные моды излучения в активных элементах мощных твердотельных лазеров с поперечной диодной накачкой // Оптический журнал. 2018. Т. 85. № 9. С. 31–36. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2018-85-09-31-36

Bogdanovich M.V., Grigoriev A.V., Ryabtsev A.G., Ryabtsev G.I., Shpak P.V., Shchemelev M.A., Lepchenkov K.V., Lantsov K.I., Dudikov V.N., Kot A.M. Amplified luminescence and nonaxial radiation modes in the active elements of high-power diode side-pumped solid-state lasers [in Russian] // Opticheskii Zhurnal. 2018. V. 85. № 9. P. 31–36. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2018-85-09-31-36

Ссылка на англоязычную версию:

M. V. Bogdanovich, A. V. Grigor’ev, A. G. Ryabtsev, G. I. Ryabtsev, P. V. Shpak, M. A. Shchemelev, K. V. Lepchenkov, K. I. Lantsov, V. N. Dudikov, and A. M. Kot, "Amplified luminescence and nonaxial radiation modes in the active elements of high-power diode side-pumped solid-state lasers," Journal of Optical Technology. 85(9), 546-550 (2018). https://doi.org/10.1364/JOT.85.000546

Аннотация:

Для описания временных характеристик излучения твердотельного лазера при высоких уровнях энергии излучения накачки предложена модельная система из двух дифференциальных скоростных уравнений. На примере квантрона c YAG:Nd активным элементом и блоком поперечной накачки матрицами лазерных диодов обсуждается способ определения уровней возбуждения активных элементов, при которых усиленная люминесценция и неаксиальные (паразитные) моды генерации начинают проявляться в динамике выходного излучения вплоть до ограничения максимальной энергии импульсов, генерируемых твердотельным лазером в режиме модуляции добротности. Предложенный подход к анализу роли процессов, связанных с формированием и развитием в активных средах потоков усиленной люминесценции и неаксиальных (паразитных) мод генерации, применим также и для лазерных излучателей других типов.

Ключевые слова:

твердотельный лазер, поперечная диодная накачка, усиленная люминесценция, паразитные неаксиальные типы генерации, эффективность преобразования энергии излучения накачки

Коды OCIS: 140.3480, 140.3530, 140.3580

Список источников:

1. Рябцев Г.И., Богданович М.В., Григорьев А.В., Кабанов В.В., Костик О.Е., Лебедок Е.В., Лепченков К.В., Осипенко Ф.П., Рябцев А.Г., Чайковский А.П., Щемелев М.А., Титовец В.С. Мощный полностью твердотельный многоволновой лазер для аэрозольных лидаров // Оптический журнал. 2014. Т. 81. № 10. C. 20–25.
2. Григорьев А.В., Богданович М.В., Безъязычная Т.В., Бельков М.В., Кабанов В.В., Лепченков К.В., Райков С.Н., Рябцев А.Г., Рябцев Г.И., Щемелев М.А. Компактный двухимпульсный излучатель для лазерной спектроскопии // Лазерная физика и оптические технологии: сборник тез. IX Междунар. научн. конф., Гродно, 30 мая – 2 июня 2012. Минск: Институт физики им. Б.И. Степанова НАН Беларуси, 2012. C. 22.
3. Щейбер А. Стойкая маркировка с использованием лазеров // Фотоника. 2017. Вып. 3. № 63. C. 12–25.
4. Таржанов В.И. Предвзрывные явления при быстром инициировании бризантных взрывчатых веществ (обзор) // Физика горения и взрыва. 2003. Т. 39. № 6. C. 3–11.
5. Bodner S.E., Schmitt A.J., Sethian J.D. Laser requirements for a laser fusion energy power plant // High Power Laser Science and Engineering. 2013. V. 1. № 1. P. 2–10.
6. Гречин С.Г., Николаев П.П. Квантроны твердотельных лазеров с поперечной полупроводниковой накачкой // Квант. электрон. 2009. Т. 39. № 1. P. 1–17.
7. Bezyazychnaya T.V., Bogdanovich M.V., Grigor’ev A.V., Kabanov V.V., Kostik O.E., Lebiadok Y.V., Lepchenkov K.V., Mashko V.V., Ryabtsev A.G., Ryabtsev G.I., Shchemelev M.A., Teplyashin L.L. Transversally diode-pumped Q-switched Nd:YAG laser with improved power and spatial characteristics // Opt. Commun. 2013. V. 308. P. 26–29.
8. Dong J., Liu X.-Sh., Peng Ch., Liu Y.-Q., Wang Zh.-Y. High-power diode-side-pumped Q-switched Nd:YAG solid-state laser with a thermoelectric cooler // Appl. Sci. 2015. V. 5. P. 1837–1845.
9. Методы расчета оптических квантовых генераторов / Под ред. Степанова Б.И. Минск: Наука и техника, 1966. Т. 1–2.
10. Васильев И.В., Зверев Г.М., Зиновьев С.В., Онищенко А.М., Семенов А.А. Влияние сверхлюминесценции в активных средах с большими коэффициентами усиления на энергетические характеристики моноимпульсных лазеров // ЖПС. 1979. Т. 30. № 5. С. 812–815.
11. Богданович М.В., Григорьев А.В., Ланцов К.И., Лебедок Е.В., Лепченков К.В., Рябцев А.Г., Рябцев Г.И., Щемелев М.А. Усиленная люминесценция и паразитные моды генерации в активном элементе YAG:Nd-лазера с поперечной диодной накачкой // ЖПС. 2015. Т. 82. № 4. C. 538–542.
12. Laff R.A., Dumke W.P., Dill F.H., Burns G. Directionality effects of GaAs light-emitting diodes: Part II // IBM J. Research and Development. 1963. V. 7. № 1. P. 63–65.
13. Ettenberg M., Kressel H. Dependence of threshold current density and efficiency on Fabry-Perot cavity parameters: Single heterojunction (AlGa)As-GaAs laser diodes // J. Appl. Phys. 1972. V. 45. № 3. P. 1204–1210.
14. Рябцев Г.И., Грибковский В.П., Самойлюкович В.А. Экспериментальное исследование влияния радиационного шума на порог генерации инжекционных лазеров // ЖТФ. 1975. V. 45. С. 1204–1210.
15. Батище С.А., Малевич Н.А., Мостовников В.А., Мышалов П.И. Влияние многопроходовой усиленной люминесценции, формирующейся на элементах осветителя, на энергетические характеристики моноимпульсных лазерных систем на АИГ:Nd3+ // ЖПС. 1985. Т. 43. № 4. С. 576–57З.
16. Звелто О. Принципы лазеров. М.: Мир, 1990. 558 с.
17. Самсон А.М. Расчет люминесценции конечных объемов с инверсной населенностью / ЖПС. 1965. Т. 11. № 3. С. 232–242.
18. Безъязычная Т.В., Богданович М.В., Григорьев А.В., Кабанов В.В., Костик О.Е., Лебедок Е.В., Машко В.В., Рябцев А.Г., Рябцев Г.И., Тепляшин Л.Л., Щемелев М.А. Моноимпульсный Nd:YAG с поперечной диодной накачкой / Патент России № 124447. 2013.