Численное моделирование лазера с переключаемой добротностью резонатора для генерации ультракоротких импульсов

Алексеев В.Л., Горячкин Д.А., Грязнов Н.А., Купренюк В.И., Родионов А.Ю., Соснов Е.Н.

Полный текст на elibrary.ru

Публикация в Journal of Optical Technology

Ссылка для цитирования:

Грязнов Н.А., Родионов А.Ю., Горячкин Д.А., Купренюк В.И., Соснов Е.Н., Алексеев В.Л. Численное моделирование лазера с переключаемой добротностью резонатора для генерации ультракоротких импульсов // Оптический журнал. 2021. Т. 88. № 4. С. 3–11. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2021-88-04-03-11

N. A. Gryaznov, A. Yu. Rodionov, D. A. Goryachkin, V. I. Kuprenyuk, E. N. Sosnov, and V. L. Alekseev Numerical simulation of a laser with a Q-switched cavity for production of ultrashort pulses [in Russian] // Opticheskii Zhurnal. 2021. V. 88. № 4. P. 3–11. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2021-88-04-03-11

Ссылка на англоязычную версию:

N. A. Gryaznov, A. Yu. Rodionov, D. A. Goryachkin, V. I. Kuprenyuk, E. N. Sosnov, and V. L. Alekseev, "Numerical simulation of a laser with a Q-switched cavity for production of ultrashort pulses," Journal of Optical Technology. 88(4), 169-174 (2021). https://doi.org/10.1364/JOT.88.000169

Аннотация:

Разработана теоретическая модель для расчётов режима генерации гигантского импульса в твердотельном лазере с переключением резонаторов. Процесс генерации начинается с установления стационарного режима синхронизации мод. Затем, при подаче управляющего импульса на электрооптический модулятор, закрывающий резонатор, происходит усиление излучения, распространяющегося в резонаторе. В момент достижения максимальной энергии лазерного импульса резонатор открывается, обеспечивая генерацию единичного ультракороткого импульса.
Расчёты, проведённые на примере серийного твердотельного 50-ти ваттного Nd:YAG квантрона с непрерывной диодной накачкой, показали, что при оптимизации параметров драйвера управления электрооптическим модулятором режим переключения резонатора позволяет с высокой эффективностью извлечь почти всю энергию, запасённую в стационарном режиме активной среды (до 20 мДж) в виде единичного импульса с длительностью порядка сотни пикосекунд.

Ключевые слова:

синхронизация мод, переключение резонаторов, управляемое составное выводное зеркало

Благодарность:

Работа выполнена при финансовой поддержке Минобрнауки РФ в рамках государственного задания 2019 года № 075-00924-19-00 от 28.12.18.

Коды OCIS: 140.0140

Список источников:

1. Донин В.И., Яковин Д.В., Грибанов А.В., Яковин М.Д. Новый метод модуляции добротности резонатора с синхронизацией мод в твердотельных лазерах // Оптический журнал. 2018. Т. 85. № 4. С. 8–11.

2. Грязнов Н.А., Горячкин Д.А., Соснов Е.Н., Никитина В.М., Родионов А.Ю. Активная фазовая синхронизация мод в резонаторе с управляемым интерферометром Майкельсона // Оптический журнал. 2019. Т. 86. № 4. С. 1–8.
3. Russel J.A., Sierra R.A. Flash-lamp-excited self-injection-seeded Q-switched Ti: Al2O3 laser oscillator // Applied Optics. 1996. V. 35. No. 24. P. 4754–4757.
4. Морозов В., Оленин А., Тункин В., Яковлев Д. Пикосекундные лазеры с импульсной диодной накачкой и электрооптическим управлением генерацией // Фотоника. 2008. № 1. С. 34–37.
5. Hohm D., Mirkov M., Welches R.Sh., Sierra R.A. Picosecond laser apparatus and methods for its operation and use // Patent US 7929579 B2. 2011. URL: http://patft.uspto.gov/.
6. PicoSure product brochure // Cynosure: [site]. URL: https://www.cynosure.com/product/picosure/.
7. Лопота В.А., Кириченко В.В., Грязнов Н.А. Оптический резонатор лазера // Патент России 2297084. 2007. URL: https://www1.fips.ru/iiss/.
8. Звелто О. Физика лазеров. Москва: Мир, 1990. 560 с.