Радиотехника и электроника, 2023, T. 68, № 12, стр. 1236-1245

Создание мощных технологических наносекундных частотно-импульсных твердотельных лазеров: проблемы и решения

В. Е. Рогалин a*, К. М. Крымский b

a Институт электрофизики и электроэнергетики РАН
191186 Санкт-Петербург, Дворцовая наб., 18, Российская Федерация

b Московский физико-технический институт (национальный исследовательский университет)
141700 Долгопрудный, Московской обл., Институтский пер., 9, Российская Федерация

* E-mail: v-rogalin@mail.ru

Поступила в редакцию 20.03.2023
После доработки 20.03.2023
Принята к публикации 30.03.2023

Аннотация

Проведен обзорный анализ проблемных аспектов создания мощных наносекундных частотно-импульсных твердотельных лазеров для применения в различных технологических областях, в том числе в области электронной промышленности. Рассмотрены установки с различными способами накачки (ламповой и диодной) в частотном (порядка 100 Гц) варианте генерации в микронной области инфракрасного диапазона. Проанализированы возможности наращивания энергопотенциала воздействующих импульсов в схемах “задающий генератор-усилитель”, включая двухпроходовое усиление. Обсуждены возможности и перспективы применения лазеров с активными элементами (АЭ) на стекле, а также синтеза крупногабаритных монокристаллов граната с примесью редкоземельных элементов и оптической керамики для изготовления АЭ.

Список литературы

  1. Koechner W. Solid-State Laser Engineering. N.Y.: Springer, 2006.

  2. Мак А.А., Сомс Л.Н., Фромзель В.А., Яшин В.Е. Лазеры на неодимовом стекле. М.: Наука, 1990.

  3. Зверев Г.М.. Голяев Ю.Д., Шалаев Е.А., Шокин А.А. Лазеры на алюмоиттриевом rранате с неодимом. М.: Радио и связь, 1985.

  4. Шестаков А. // Фотоника. 2007. № 5. С. 30.

  5. Новиков И.А., Ножницкий Ю.А., Шибаев С.А. // Авиационные двигатели. 2022. № 2. С. 59. https://doi.org/10.54349/26586061_2022_1_59

  6. Вейко В.П., Петров А.А., Самохвалов А.А. Введение в лазерные технологии. Опорный конспект лекций по курсу “Лазерные технологии” / Под ред. В.П. Вейко. СПб: Университет ИТМО, 2018.

  7. Петровский Г.Т., Арбузов В.И., Волынкин В.М. и др. // Оптический журн. 2003. Т. 70. № 5. С. 68.

  8. Саркисов П.Д., Сигаев В.Н., Голубев Н.В., Савинков В.И. Оптическое фосфатное стекло. Пат. РФ № 2426701 // Опубл. Офиц. бюл. “Изобретения. Полезные модели” № 23 от 20.08.2011.

  9. Шаскольская М.П. Кристаллография. М. : Высш. шк., 1984.

  10. Рыбина Э.Н., Брызгалов А.Н., Живулин Д.Е. // Современные проблемы науки и образования. 2012. № 4. https://science-education.ru/ru/article/view?id =6592.

  11. Багдасаров Х.С., Болотина Н.Б., Калинин В.И. и др. // Кристаллография. 1991. Т. 36. № 3. С. 715.

  12. Ковтун Г.П., Кравченко А.И., Щербань А.П. Иттрий-алюминиевый гранат с неодимом: методы выращивания и свойства монокристаллов: Препр. ХФТИ 2004-2. Харьков: ННЦ, ХФТИ, 2004. 16 с.

  13. Ikesue A., Kinoshita T., Kamata K., Yoshida K. // J. Amer. Ceram. Soc. 1995. V. 78 (4). P.1033.

  14. Технологические лазеры вчера, сегодня и завтра // Оборудование, и инструмент для профессионалов. Сер. Металлообработка 2015. № 2. С. 32. https:// www.informdom.com/uploads/metal/15_2/32_ TRUMPF_2015_2.pdf.

  15. Ikesue A., Aung Y.L., Taira T. et al. // Annual Rev. Mater. Res. 2006. V. 36 P. 397.

  16. Kochawattana S., Stevenson A., Lee S.H. et al.// J. Europ. Ceramic Soc. 2008. V. 28. P. 1527.

  17. Багаев С.Н., Осипов В.В., Пестряков Е.В. и др. // Прикладная механика и техническая физика. 2015. Т. 56. № 1. С. 180.

  18. Багаев С.Н., Осипов В.В., Ватник С.М. и др. // Квант. электрон. 2015. Т. 45. № 1. С. 23.

  19. Vatnik S.M., Vedin I.A., Osipov V.V. et al. // Журн. прикладной спектроскопии. 2016. Т. 83. № 6–16. С. 602.

  20. Осипов В.В., Шитов В.А., Лукьяшин К.Е. и др. // Квант. электрон. 2019. Т. 49. № 1. С. 89.

  21. Багаев С.Н., Осипов В.В., Ватник С.М. и др. // Квантов. электрон. 2015. Т. 45. № 5. С. 492.

  22. Импульсные источники света / Под ред. И.С. Маршака. М.: Энергия, 1978.

  23. Камруков А.С., Кулебякина А.И. Импульсные ксеноновые лампы. Техника, эксперимент, расчет: Учебное пособие. М: МГТУ им. Н.Э. Баумана, 2011.

  24. Рыбка Д.В., Бакшт Е.Х., Ломаев М.И. и др. // ЖТФ. 2005. Т. 75. № 2. С. 131.

  25. Борисов Б.Н., Демкин В.К., Дунин В.М. и др. / Лазерно-оптические системы и технологии. М.: “НПО Астрофизика”, 2009. С. 8.

  26. Кравцов Н.В. // Квант. электрон. 2001. Т. 31. № 8. С. 661.

  27. Багдасаров В.Х., Букин В.В., Гарнов С.В. и др. // Cб. докл. десятой всерос. школы для студентов, аспирантов, молодых ученых и специалистов по лазерной физике и лазерным технологиям сборник докладов. Саров: ИПЦ РФЯЦ ВНИИЭФ, 2017. С. 196. http://book.sarov.ru/wp-content/uploads/ Lazer-X-2017.pdf.

  28. Свечников М.Б. Лучевая прочность диэлектрических покрытий в диапазоне длин волн 0.25…1.06 мкм. Дис. … канд. физ.-мат. наук. С.-Пб.: ВНЦ ГОИ им. С. И. Вавилова, 1992. 213 с.

  29. Белоцерковец А.В., Бессараб А.В., Куратов Ю.В. и др. // Квант. электрон. 1992. Т. 19. № 12. С. 1185.

  30. Архипов Д.А., Венглюк В.И., Деревянко В.А. и др. // Научно-техн. вестник информ. технологий, механики и оптики. 2015. Т. 15. № 6. С. 1000.

  31. Строганова Е.В., Галуцкий В.В., Ткачев Д.С., Яковенко Н.А. Монокристаллический материал для дискового лазера. Пат. РФ № 2 591 257 // Опубл. Офиц. бюл. “Изобретения. Полезные модели” № 20 от 20.07.2016.

  32. Бадалян Н.П., Козлов А.Б., Левчук Е.А. и др. Активный элемент дискового лазера. Пат. РФ № 2439761 // Опубл. Офиц. бюл. “Изобретения. Полезные модели” № 1 от 10.01.2012.

  33. Вайлер С. // Фотоника. 2009. № 3. С. 10.

  34. Рогалин В.Е., Крымский М.И., Крымский К.М. // РЭ. 2018. Т. 63. № 11. С. 1188. https://doi.org/10.1134/S0033849418110098

  35. Дианов Е.М. // Уcпехи физ. наук. 2004. Т. 174. № 10. С. 1139. https://doi.org/10.3367/UFNr.0174.200410m.1139

Дополнительные материалы отсутствуют.