Сверхбыстрое сканирование пространства импульсно-периодическим чирпированным лазерным излучением по двум ортогональным координатам

Малинов В.А., Павлов Н.И., Попиков В.С., Чарухчев А.В.

Ссылка для цитирования:

Малинов В.А., Павлов Н.И., Попиков В.С., Чарухчев А.В. Сверхбыстрое сканирование пространства импульсно-периодическим чирпированным лазерным излучением по двум ортогональным координатам // Оптический журнал. 2025. Т. 92. № 1. С. 21–29. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2025-92-01-21-29

Malinov V.A., Pavlov N.I., Popikov V.S., Charukhchev A.V. Ultrafast scanning of space by pulse-periodic chirped laser radiation by two orthogonal coordinates [in Russian] // Opticheskii Zhurnal. 2025. V. 92. № 1. P. 21–29. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2025-92-01-21-29

Ссылка на англоязычную версию:

Аннотация:

Предмет исследования. Лазерная система сверхбыстрого сканирования пространства импульсно-периодическими чирпированными импульсами на основе фемтосекундного задающего генератора на кристалле KYW:Yb с диодной накачкой и линией задержки с большой дисперсией времени группового запаздывания. Цель работы. Экспериментальная реализация сверхбыстрого сканирования пространства импульсно-периодическим чирпированным лазерным излучением субнаносекундной длительности в задаче обнаружения и определения координат малоразмерных объектов локации с помощью двух дифракционных решеток с ортогональными главными сечениями по двум угловым координатам. Метод. Физическое моделирование работы системы сверхбыстрого сканирования с помощью специально созданной лазерной установки. Основные результаты. Создана лазерная установка на основе фемтосекундного задающего генератора на кристалле KYW:Yb с диодной накачкой и линией задержки с большой дисперсией времени группового запаздывания, предназначенная для моделирования работы оптико-локационной системы с использованием чирпированных лазерных импульсов. Представлены результаты измерений временных, спектральных и мощностных характеристик лазерного излучения. Продемонстрирована возможность сверхбыстрого сканирования пространства по двум ортогональным координатам с помощью двух дифракционных решеток. Практическая значимость. Экспериментально апробирован метод сверхбыстрого сканирования пространства чирпированным лазерным излучением, который представляет интерес для проектирования высокоскоростных высокоточных лазерных локационных систем, функционирующих в ближнем инфракрасном диапазоне спектра.

Ключевые слова:

оптико-локационная система, чирпированные лазерные импульсы, сверхбыстрое сканирование

Коды OCIS: 040.3060, 120.0120, 140.2020, 280.0280

Список источников:

1. Желтиков А.М. Сверхкороткие импульсы и методы нелинейной оптики. М.: Физматлит, 2006. 296 с.
Zhelticov A.M. Ultrashot pulses and methods of nonlinear optics [in Russian]. Moscow: "Physmathlit" Publ., 2006. 296 p.
2. Jiang-Lai Wu, Yi-Qing Xu, Jing-Jiang Xu, et al. Ultrafast laser-scanning time-stretch imaging at visible wavelengths // Light: Sci. & Application. 2017. V. 6. Р. e16196. http://dx.doi.org/10.1038/lsa.2016.196
3. Клинских А.Ф., Стадная Н.П. Спектрограммы чирпированных оптических импульсов // Вестник ВГУ. Сер. Физика. Математика. 2019. № 2. С. 39–45.
Klinskikh A.F., Stadnaya N.P. Spectrograms of chirped optical pulses [in Russian] // Proc. Voronezh State University. Ser.: Physics. Mathematics. 2019. № 2. P. 39–45.
4. Яцеев В.А., Зотов А.М., Бутов О.В. Использование чирпированного импульса для восстановления фазы в когерентном рефлектометре // Спецвыпуск «Фотон-Экспресс-Наука 2019». 2019. № 6. С. 46–47. http://dx.doi.org/10.24411/2308-6920-2019-16018
Yatseyev V.A., Zotov A.M., Butov O.V. Using a chirped pulse to restore the phase in a coherent reflectometer [in Russian] // Special Iss. "Photon-Express-Science 2019". 2019. № 6. P. 46–47. http://dx.doi.org/10.24411/ 2308-6920-2019-16018
5. Хисаншин В.Р., Виноградова И.Л. Повышение эффективности управления сетями связи с применением чирпированных оптических импульсов // Электротехнические и информационные комплексы и системы. 2016. Т. 12. № 4. С. 96–104.
Khasanshin V.R., Vinogradova I.L. Improving the efficiency of communication network management using chirped optical pulses [in Russian] // Electrotechnical and Information Complexes and Systems. 2016. V. 12. № 4. P. 96–104.
6. Васильев В.П. Современное состояние высокоточной лазерной дальнометрии // УФН. 2018. Т. 188. № 7. С. 790–797.
Vasiliev V.P. Current state of high-accuracy laser ranging // Physics–Uspekhi. 2018. V. 188. № 7. P. 790–797. https://doi.org/10.3367/UFNr.2017.04.038147
7. Аснис Л.А., Васильев В.П., Волконский В.Б. Лазерная дальнометрия / под ред. Васильева В.П. и Хинрикус Х.В. М.: Радио и связь, 1996. 256 с.
Asnis L.A., Vasiliev V.P., Volkonsky V.B. Laser rangefinder [in Russian] / Ed. Vasiliev V.P., Hinricus H.V. Moscow: "Radio i svyaz " Publ., 1996. 256 p.
8. Кандидов В.П., Шленов С.А. Явление филаментации мощных фемтосекундных лазерных импульсов и его практические приложения // в монографии: Глубокое каналирование и филаментация мощного лазерного излучения в веществе / под ред. Панченко В.Я. М.: Интерконтакт Наука, 2009. С. 185–266.
Kandidov V.P., Shlenov S.A. The phenomenon of filamentation of high-power femtosecond laser pulses and its practical applications [in Russian] // In monograph: Deep channeling and filamentation of highpower laser radiation in a substance / Ed. Panchenko V.Ya. Moscow: "Intercontact Nauka" Publ., 2009. P. 185–266.
9. Федоров В.Ю. Влияние параметров фемтосекундного лазерного импульса на филаментацию в атмосфере // Автореферат канд. дис. М.: МГУ, 2010. 26 с.
Fedorov V.Yu. Effect of femtosecond laser pulse parameters on filamentation in the atmosphere [in Russian] // Abstr. PhD Thesis. Moscow: Moscow State University, 2010. 26 p.
10. Петров А.В. Управление характеристиками области множественной филаментации фемтосекундного лазерного излучения в воздухе и модельных нелинейных средах // Автореферат канд. дис. Томск: ИОА СО РАН, 2016. 23 с.
Petrov A.V. Control of the characteristics of the region of multiple filamentation of femtosecond laser radiation in air and model nonlinear media [in Russian] // Abstr. PhD Thesis. Tomsk: Institute of Atmospheric Optics Siberian Branch of the RAS, 2016. 23 p.
11. Прилипко А.Я., Павлов Н.И. Вариант построения многофункциональной оптико-локационной системы с круговой зоной обзора // Оптический журнал. 2008. Т. 75. № 4. С. 51–56.
Prilipko A.Ya., Pavlov N.I. A way to construct a multifunction optical-radar system with circular coverage // J. Opt. Technol. 2008. V. 75. № 4. P. 250–254. https://doi.org/10.1364/JOT.75.000250
12. Матвеев В.Ю., Павлов Н.И. Способ обнаружения объектов и определения их местоположения и устройство для его осуществления // Патент России № 2224267. 2004.
Matveev V.Yu., Pavlov N.I. A method for detecting objects and determining their location and a device for its implementation // RF Patent № 2224267. 2004.
13. Малинов В.А., Матвеев В.Ю., Никитин Н.В. и др. Cверхбыстрое сканирование пространства фазомодулированным лазерным излучением // Оптический журнал. 2001. Т. 68. № 10. С. 37–40.
Malinov V.A., Matveev V.Yu., Nikitin N.V., et al. Superfast scanning of space with phase-modulated laser radiation // J. Opt. Technol. 2001. V. 68. № 10. P. 755–758. https://doi.org/10.1364/JOT.68.000755
14. Малинов В.А., Павлов Н.И., Чарухчев А.В. Cверхбыстрое сканирование пространства импульсным чирпированным лазерным излучением // Оптический журнал. 2019. Т. 86. № 8. С. 83–89. http:// dx.doi.org/10.17586/1023-5086-2019-86-08-83-89
Malinov V.A., Pavlov N.I., Charukhchev A.V. Ultrafast scanning of space with pulsed chirped laser radiation // J. Opt. Technol. 2019. V. 86. № 8. P. 527–532. https://doi.org/10.17586/1023-5086-2019-86-08-83-89
15. Бородин В.Г., Комаров В.М., Малинов В.А. и др. Лазерная установка Прогресс-П с усилением чирпированного импульса в неодимовом стекле // Квантовая электроника. 1999. Т. 29. № 2. С. 101–105.
Borodin V.G., Komarov V.M., Malinov V.A., et al. "Progress-P" laser facility with chirped-pulse amplification in neodymium glass // Quant. Electron. 1999. V. 29. № 11. P. 939–943. https://doi.org/10.1070/QE1999v029n11ABEH001610