Перспективные направления исследований в области эффективной транспортировки лазерных пучков через фазоискажающие среды

С. А. Андреев; Н. П. Андреева; М. С. Барашков; И. М. Бельдюгин; В. К. Демкин; В. Л. Евстигнеев; В. Н. Жегалин; М. И. Крымский; К. В. Митин; В. Е. Рогалин; А. М. Серегин; А. С. Степанов; М. А. Талалаев; В. В. Филатов

Перспективные направления исследований в области эффективной транспортировки лазерных пучков через фазоискажающие среды

С. А. Андреев¹, Н. П. Андреева², М. С. Барашков³, И. М. Бельдюгин⁴, В. К. Демкин⁵, В. Л. Евстигнеев⁶, В. Н. Жегалин⁷, М. И. Крымский⁸, К. В. Митин⁹, В. Е. Рогалин¹⁰, А. М. Серегин¹¹, А. С. Степанов¹², М. А. Талалаев¹³, В. В. Филатов¹⁴

научная статья Страницы: 23-43

^1,14 гл. специалист НПО «Астрофизика»
² к.т.н., гл. научн. сотрудник НПО «Астрофизика»
^3,7,10 нач. сектора НПО «Астрофизика»
⁴ д.ф.-м.н., проф. кафедры квантовых оптических систем МФТИ, гл. научн. сотрудник НПО «Астрофизика»
⁵ помощник начальника СКБ НПО «Астрофизика»
⁶ нач. отдела НПО «Астрофизика»
⁸ к.т.н., зам. зав. кафедрой квантовых оптических систем МФТИ, нач. НИО НПО «Астрофизика»
⁹ к.ф.-м.н., нач. отдела НПО «Астрофизика»
¹¹ зам. нач. НИО НПО «Астрофизика»
¹² вед. инженер НПО «Астрофизика»
¹³ к.ф.-м.н., нач. лаборатории НПО «Астрофизика»

Ключевые слова: лазер оптический параметрический генератор перестройка длины волны акустооптический дефлектор акустооптический фильтр

Аннотация

Рассмотрена совокупность методов обращения волнового фронта (ОВФ) и различных вариантов схемных решений ОВФ-зеркал, что позволяет для каждой конкретной задачи найти оптимальную активную ОВФ-среду и соответствующую схему реализации системы задающий генератор - усилитель - ОВФ - зеркало. Экспериментально достигнуто усиление лазерного сигнала порядка 1016 в режиме самонаведения. Экспериментально исследованы методы получения высокоэнергетичного, перестраиваемого в широком диапазоне излучения в видимой и ИК-областях (0,42 - 5,0) мкм: оптический параметрический генератор (ОПГ), ВКР-преобразователь. Разработаны и реализованы способы акустооптической перестройки углового положения лазерного пучка (быстродействие 10-5с, точность позиционирования 1 угл. с) и акустооптическое обужение длины волны излучения (0,7см-1). Разработана аппаратура активно-импульсного метода наблюдения, особенно перспективная в условиях плохой видимости. Исследована оптическая стойкость прозрачных материалов в ИК-области, показана перспективность применения алмазов в лазерных технологиях.

Для цитирования

Андреев С.А., Андреева Н.П., Барашков М.С., Бельдюгин И.М., Демкин В.К., Евстигнеев В.Л., Жегалин В.Н., Крымский М.И., Митин К.В., Рогалин В.Е., Серегин А.М., Степанов А.С., Талалаев М.А., Филатов В.В. Перспективные направления исследований в области эффективной транспортировки лазерных пучков через фазоискажающие среды // Успехи современной радиоэлектроники. 2010. № 5. С. 23–43.

Список источников

Зельдович Б.Я., Пилипецкий Н.Ф., Шкунов В.В. Обращение волнового фронта. М.: Наука. 1985.
Басов Н.Г., Ефимков В.Ф., Зубарев И.Г., Михайлов С.И. Формирование пространственно-временной структуры световых волн при вынужденном рассеянии на гиперзвуке // Труды ФИАН. Т. 172. М.: Наука. 1986.
Беспалов В.И., Пасманик Г.А. Нелинейная оптика и адаптивные лазерные системы. М.: Наука. 1986.
Duignan M.T., Feldman B.J., Whitny W.T. // Opt. Lett. 1987. V. 12. Nо. 2. Р. 111.
Великанов С.Д. и др. // Изв. АН СССР. Сер. Физическая. 1988. Т. 52. № 3. С. 553.
Воронцов Е.Н. и др. // Квантовая электроника. 1990. Т. 17. № 3. С. 317.
Зубарев И.Г., Михайлов С.И. // Квантовая электроника. 1978. Т. 5. С. 2383-2395.
Басов Н.Г., Ковалёв В.И., Мусаев М.А. и др. Обращение волнового фронта импульсного CO₂-лазера // Труды ФИАН. Т. 172. М.: Наука. 1986.
Басов Н.Г., Ефимков В.Ф., Зубарев И.Г. и др. Обращение волнового фронта при ВРМБ деполяризованной накачки // Письма в ЖЭТФ. 1978. Т. 28. С. 215-219.
Басов Н.Г., Ефимков В.Ф., Зубарев И.Г. и др. Управление характеристиками обращающих зеркал в режиме усиления // Квантовая электроника. 1981. Т. 8. С. 2191-2195.
Ефимков В.Ф., Зубарев И.Г., Михайлов С.И. и др. Поляризационные методы улучшения энергетических характеристик обращающих волновой фронт зеркал // Квантовая электроника. 1984. Т. 11. С. 303-309.
Зубарев И.Г., Миронов А.Б., Михайлов С.И. Одномодовая система генератор-усилитель импульсно-периодического действия с обращением волнового фронта // Квантовая электроника. 1980. Т. 7. С. 2035-2036.
Аникеев И.Ю., Гордеев А.А., Зубарев И.Г., Миронов А.Б., Михайлов С.И.Импульсно-периодическая система с ОВФ на ИАГ // Квантовая электроника. 1990. Т. 17. С. 295- 297.
Воскобойник А.В., Кирьянов А.В. Пашинин П.П., Сидорин В.С., Туморин В.В., Шкловский Е.И. Импульсно-периодический YAG:Nd лазер с ВРМБ-зеркалом // Квантовая электроника. 1996. Т. 22. С. 33-35.
Одинцов В.И., Рогачева Л.Ф // Письма В ЖЭТФ. 1982. Т. 36. С. 281.
Аникеев И.Ю., Глазков Д.А., Зубарев И.Г., Михайлов С.И. // Квантовая электроника. 1992. Т. 19. С. 237.
Scott A.M., Whotney W.T., Dvignan M.T. // J. OPT. Soc. Am. 1994. B11. Р.2079.
Glazkov D.A., Efimkov V.F., Zubarev I.G., Mikhailov S.I., Sobolev V.B. Increase in the output energy of multipass neodymium glass amplifiers // Quantum Electronics. 1997. V. 27(3). P. 210-212.
Барашков М.С., Бельдюгин И.М., Золотарёв М.В., Крымский М.И., Ошкин С.П., Умнов А.Ф., Харченко М.А. // Квантовая электроника. 1990. Т. 17. № 6. С. 709-711.
Бельдюгин И.М., Галушкин М.Г., Земсков Е.М. Обращение волнового фронта светового излучения с использованием обратной связи при четырёхволновом взаимодействии // Квантовая электроника. 1987. Т. 11. № 5. С. 887-892.
Бетин А.А., Митропольский О.В. Генерация излучения при четырёхволновом взаимодействии в схеме с обратной связью в диапазоне l = 10 мкм // Квантовая электроника. 1987. Т. 14. № 5. С. 1002-1008.
Барашков М.С., Бельдюгин И.М., Золотарёв М.В., Кружилин Ю.И., Крымский М.И., Ошкин С.П., Старков Г.С., Умнов А.Ф., Харченко М.А. // Квантовая электроника. 1989. Т. 16. № 4. С. 792-795.
Бетин А.А., Кирсанов А.В. // Квантовая электроника. 1992. Т. 19. № 8. С. 774-777.
Бетин А.А., Кирсанов А.В. // Квантовая электроника. 1994. Т. 23. № 3. С. 237.
Бельдюгин И.М., Золотарёв М.В., Киреев С.Е., Одинцов А.И. // Квантовая электроника. 1986. Т. 13. № 4. С. 825.
Бельдюгин И.М., Беренберг В.А., Васильев А.Е., Мочалов И.В., Птеникова В.М., Петровский Г.Т., Харченко М.А., Шувалов В.В. // Квантовая электроника. 1989. Т. 16. № 6. С. 1142.
Антипов О.Л., Беляев С.И., Кужелев А.С. // Письма в ЖЭТФ. 1994. Т. 60. № 3. С. 163
Басиев Т.Т., Федин А.В., Гаврилов А.В., Сметанин С.Н., Кялбиева С.А. // Квантовая электроника. 1999. Т. 27. № 2. С. 145.
Федин А.В. Докторская диссертация. М.: ИОФАН. 2002.
Антипов О.Л. Семинар «Сильные лазерные поля: источники и физика взаимодействия с веществом». Нижний Новгород: ИПФ РАН. 2004.
Damzen M.J., Green R.P.M., Syed K.S. // Opt. Lett. 1995. V. 20. Nо. 16. Р. 1704.
Damzen M.J., Green R.P.M., Grofts G.J. // Opt. Lett. 1994. V. 19. Nо. 6. Р. 393.
Damzen M.J., Syed K.S., Mailis S., Hendrics J., Shepherd D.P., Tropper A.C., Moore N., Eason R.W., Trew M. // Opt. Lett. 1999. V. 24. Nо. 14. Р. 972.
Damzen M.J., Grofts G.J., Minassian A. // Opt. Lett. 1997. V. 22. Nо. 10. Р. 697.
Damzen M.J., Camacho-Lopez S. // Opt. Lett. 1999. V. 24. Nо. 11. Р. 753.
Гуревич Е., Кондратюк Н., Протасеня А. Перестраиваемые источники лазерного излучения УФ-, видимого, ближнего и среднего ИК-диапазона // Фотоника. 2007. № 3. С. 30.
Багаев С.Н., Андреева Н.П., Барашков М.C., Демкин В.К. Перестраиваемый в диапазоне 2,3-3,7 мкм параметрический генератор света для спектроскопии в средней ИК-области // 4-й Международный симпозиум «Современные проблемы лазерной физики» (MPLP 2004). Новосибирск. Россия. 22-27 августа 2004.
Андреева Н.П., Барашков М.C., Демкин В.К. и др.ПГС на монокристалле LiNbO3 c резонатором на «длинной» волне и применение электронно-перестраиваемого акустооптического фильтра в управлении спектром параметрической генерации // Труды ВНИИФТРИ «Акустооптические, акустические и рентгено-спектральные методы и средства измерений в науке и технике». 2005. Вып. 48(140). С. 35-41.
Андреев С.А., Андреева Н.П., Барашков М.С., Демкин В.К., Митин К.В. и др. Перестраиваемые в ближнем и среднем ИК-диапазоне оптические параметрические генераторы // Международная конференция по высокомощным лазерным пучкам «HPLB - 2006». Нижний Новгород. 3 - 8 июля 2006 (Summaries с. 8).
Гейхман И.Л., Волков В.Г. Основы улучшения видимости в сложных условиях. М. ООО «Недра-Бизнесцентр». 1999.
Сб. статей, посвященный 80-летию со дня рождения академика А.А. Лебедева. Л.: Машиностроение. 1973.
Соболева Н.А., Берковский А.Г., Чечик Н.О., Елисеев Р.Е. Фотоэлектронные приборы. М.: Наука. 1965.
Дунаев А.С., Шлычков В.И. Расчёт дальности наблюдения для активно-импульсной телевизионной системы // Оптический журнал. 2005. Т. 72. №4.
Ровинский Р.Е., Рогалин В.Е. // Тезисы докл. V Всесоюзн. совещания по нерезонансному взаимодействию оптического излучения с веществом. Л.: Наука. 1981. С. 346.
Левинзон Д.И., Ровинский Р.Е., Рогалин В.Е., Рыкун Е.П., Трайнин А.Л., Ценина И.С., Шейхет Э.Г. // Изв. АН СССР. Сер. Физическая. 2001 (1979). Т.43. № 9.
Рогалин В.Е., Самойлова Т.И., Тищенко Н.А., Шаскольская М.П. // ФТТ. 1980. Т. 22. № 12. С. 3549.
Спицын Б.В., Дерягин Б.В. Способ наращивания граней алмаза // А.С. №339134 (СССР) с приоритетом от 10.07.1956; Бюл. №17. 1980. С. 233.
Ральченко В., Конов В. // Электроника: наука, технология, бизнес. 2008. № 4. С. 58.
Рогалин В.Е. Поликристаллические алмазы - новый материал для силовой оптики и электроники // Материалы конференции VІІ Международного форума «Высокие технологии ХХІ века - 2006. М.: РФРВТ. 2006. С. 169-172.
Валуев В.В. и др. // Научн. вестн. МИРЭА. 2008. № 2(5). С.4-10.

[1] Зельдович Б.Я., Пилипецкий Н.Ф., Шкунов В.В. Обращение волнового фронта. М.: Наука. 1985.

[2] Басов Н.Г., Ефимков В.Ф., Зубарев И.Г., Михайлов С.И. Формирование пространственно-временной структуры световых волн при вынужденном рассеянии на гиперзвуке // Труды ФИАН. Т. 172. М.: Наука. 1986.

[3] Беспалов В.И., Пасманик Г.А. Нелинейная оптика и адаптивные лазерные системы. М.: Наука. 1986.

[4] Duignan M.T., Feldman B.J., Whitny W.T. // Opt. Lett. 1987. V. 12. Nо. 2. Р. 111.

[5] Великанов С.Д. и др. // Изв. АН СССР. Сер. Физическая. 1988. Т. 52. № 3. С. 553.

[6] Воронцов Е.Н. и др. // Квантовая электроника. 1990. Т. 17. № 3. С. 317.

[7] Зубарев И.Г., Михайлов С.И. // Квантовая электроника. 1978. Т. 5. С. 2383-2395.

[8] Басов Н.Г., Ковалёв В.И., Мусаев М.А. и др. Обращение волнового фронта импульсного CO₂-лазера // Труды ФИАН. Т. 172. М.: Наука. 1986.

[9] Басов Н.Г., Ефимков В.Ф., Зубарев И.Г. и др. Обращение волнового фронта при ВРМБ деполяризованной накачки // Письма в ЖЭТФ. 1978. Т. 28. С. 215-219.

[10] Басов Н.Г., Ефимков В.Ф., Зубарев И.Г. и др. Управление характеристиками обращающих зеркал в режиме усиления // Квантовая электроника. 1981. Т. 8. С. 2191-2195.

[11] Ефимков В.Ф., Зубарев И.Г., Михайлов С.И. и др. Поляризационные методы улучшения энергетических характеристик обращающих волновой фронт зеркал // Квантовая электроника. 1984. Т. 11. С. 303-309.

[12] Зубарев И.Г., Миронов А.Б., Михайлов С.И. Одномодовая система генератор-усилитель импульсно-периодического действия с обращением волнового фронта // Квантовая электроника. 1980. Т. 7. С. 2035-2036.

[13] Аникеев И.Ю., Гордеев А.А., Зубарев И.Г., Миронов А.Б., Михайлов С.И.Импульсно-периодическая система с ОВФ на ИАГ // Квантовая электроника. 1990. Т. 17. С. 295- 297.

[14] Воскобойник А.В., Кирьянов А.В. Пашинин П.П., Сидорин В.С., Туморин В.В., Шкловский Е.И. Импульсно-периодический YAG:Nd лазер с ВРМБ-зеркалом // Квантовая электроника. 1996. Т. 22. С. 33-35.

[15] Одинцов В.И., Рогачева Л.Ф // Письма В ЖЭТФ. 1982. Т. 36. С. 281.

[16] Аникеев И.Ю., Глазков Д.А., Зубарев И.Г., Михайлов С.И. // Квантовая электроника. 1992. Т. 19. С. 237.

[17] Scott A.M., Whotney W.T., Dvignan M.T. // J. OPT. Soc. Am. 1994. B11. Р.2079.

[18] Glazkov D.A., Efimkov V.F., Zubarev I.G., Mikhailov S.I., Sobolev V.B. Increase in the output energy of multipass neodymium glass amplifiers // Quantum Electronics. 1997. V. 27(3). P. 210-212.

[19] Барашков М.С., Бельдюгин И.М., Золотарёв М.В., Крымский М.И., Ошкин С.П., Умнов А.Ф., Харченко М.А. // Квантовая электроника. 1990. Т. 17. № 6. С. 709-711.

[20] Бельдюгин И.М., Галушкин М.Г., Земсков Е.М. Обращение волнового фронта светового излучения с использованием обратной связи при четырёхволновом взаимодействии // Квантовая электроника. 1987. Т. 11. № 5. С. 887-892.

[21] Бетин А.А., Митропольский О.В. Генерация излучения при четырёхволновом взаимодействии в схеме с обратной связью в диапазоне l = 10 мкм // Квантовая электроника. 1987. Т. 14. № 5. С. 1002-1008.

[22] Барашков М.С., Бельдюгин И.М., Золотарёв М.В., Кружилин Ю.И., Крымский М.И., Ошкин С.П., Старков Г.С., Умнов А.Ф., Харченко М.А. // Квантовая электроника. 1989. Т. 16. № 4. С. 792-795.

[23] Бетин А.А., Кирсанов А.В. // Квантовая электроника. 1992. Т. 19. № 8. С. 774-777.

[24] Бетин А.А., Кирсанов А.В. // Квантовая электроника. 1994. Т. 23. № 3. С. 237.

[25] Бельдюгин И.М., Золотарёв М.В., Киреев С.Е., Одинцов А.И. // Квантовая электроника. 1986. Т. 13. № 4. С. 825.

[26] Бельдюгин И.М., Беренберг В.А., Васильев А.Е., Мочалов И.В., Птеникова В.М., Петровский Г.Т., Харченко М.А., Шувалов В.В. // Квантовая электроника. 1989. Т. 16. № 6. С. 1142.

[27] Антипов О.Л., Беляев С.И., Кужелев А.С. // Письма в ЖЭТФ. 1994. Т. 60. № 3. С. 163

[28] Басиев Т.Т., Федин А.В., Гаврилов А.В., Сметанин С.Н., Кялбиева С.А. // Квантовая электроника. 1999. Т. 27. № 2. С. 145.

[29] Федин А.В. Докторская диссертация. М.: ИОФАН. 2002.

[30] Антипов О.Л. Семинар «Сильные лазерные поля: источники и физика взаимодействия с веществом». Нижний Новгород: ИПФ РАН. 2004.

[31] Damzen M.J., Green R.P.M., Syed K.S. // Opt. Lett. 1995. V. 20. Nо. 16. Р. 1704.

[32] Damzen M.J., Green R.P.M., Grofts G.J. // Opt. Lett. 1994. V. 19. Nо. 6. Р. 393.

[33] Damzen M.J., Syed K.S., Mailis S., Hendrics J., Shepherd D.P., Tropper A.C., Moore N., Eason R.W., Trew M. // Opt. Lett. 1999. V. 24. Nо. 14. Р. 972.

[34] Damzen M.J., Grofts G.J., Minassian A. // Opt. Lett. 1997. V. 22. Nо. 10. Р. 697.

[35] Damzen M.J., Camacho-Lopez S. // Opt. Lett. 1999. V. 24. Nо. 11. Р. 753.

[36] Гуревич Е., Кондратюк Н., Протасеня А. Перестраиваемые источники лазерного излучения УФ-, видимого, ближнего и среднего ИК-диапазона // Фотоника. 2007. № 3. С. 30.

[37] Багаев С.Н., Андреева Н.П., Барашков М.C., Демкин В.К. Перестраиваемый в диапазоне 2,3-3,7 мкм параметрический генератор света для спектроскопии в средней ИК-области // 4-й Международный симпозиум «Современные проблемы лазерной физики» (MPLP 2004). Новосибирск. Россия. 22-27 августа 2004.

[38] Андреева Н.П., Барашков М.C., Демкин В.К. и др.ПГС на монокристалле LiNbO3 c резонатором на «длинной» волне и применение электронно-перестраиваемого акустооптического фильтра в управлении спектром параметрической генерации // Труды ВНИИФТРИ «Акустооптические, акустические и рентгено-спектральные методы и средства измерений в науке и технике». 2005. Вып. 48(140). С. 35-41.

[39] Андреев С.А., Андреева Н.П., Барашков М.С., Демкин В.К., Митин К.В. и др. Перестраиваемые в ближнем и среднем ИК-диапазоне оптические параметрические генераторы // Международная конференция по высокомощным лазерным пучкам «HPLB - 2006». Нижний Новгород. 3 - 8 июля 2006 (Summaries с. 8).

[40] Гейхман И.Л., Волков В.Г. Основы улучшения видимости в сложных условиях. М. ООО «Недра-Бизнесцентр». 1999.

[41] Сб. статей, посвященный 80-летию со дня рождения академика А.А. Лебедева. Л.: Машиностроение. 1973.

[42] Соболева Н.А., Берковский А.Г., Чечик Н.О., Елисеев Р.Е. Фотоэлектронные приборы. М.: Наука. 1965.

[43] Дунаев А.С., Шлычков В.И. Расчёт дальности наблюдения для активно-импульсной телевизионной системы // Оптический журнал. 2005. Т. 72. №4.

[44] Ровинский Р.Е., Рогалин В.Е. // Тезисы докл. V Всесоюзн. совещания по нерезонансному взаимодействию оптического излучения с веществом. Л.: Наука. 1981. С. 346.

[45] Левинзон Д.И., Ровинский Р.Е., Рогалин В.Е., Рыкун Е.П., Трайнин А.Л., Ценина И.С., Шейхет Э.Г. // Изв. АН СССР. Сер. Физическая. 2001 (1979). Т.43. № 9.

[46] Рогалин В.Е., Самойлова Т.И., Тищенко Н.А., Шаскольская М.П. // ФТТ. 1980. Т. 22. № 12. С. 3549.

[47] Спицын Б.В., Дерягин Б.В. Способ наращивания граней алмаза // А.С. №339134 (СССР) с приоритетом от 10.07.1956; Бюл. №17. 1980. С. 233.

[48] Ральченко В., Конов В. // Электроника: наука, технология, бизнес. 2008. № 4. С. 58.

[49] Рогалин В.Е. Поликристаллические алмазы - новый материал для силовой оптики и электроники // Материалы конференции VІІ Международного форума «Высокие технологии ХХІ века - 2006. М.: РФРВТ. 2006. С. 169-172.

[50] Валуев В.В. и др. // Научн. вестн. МИРЭА. 2008. № 2(5). С.4-10.

Аннотация

Для цитирования

Похожие статьи