Исследование физических характеристик лазерной системы с электрооптической обратной связью тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.03 ВАК РФ

, На пр^вда.р^копиеи

МАРУСИН Николай Владимирович

ИССЛЕДОВАНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ЛАЗЕРНОЙ СИСТЕМЫ С ЭЛЕКТРООПТИЧЕСКОЙ ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ

01.04.03 - Радиофизика

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Волгоград 2005

Работа выполнена на кафедре лазерной физики Волгоградского государственного университета.

Научный руководитель: доктор физико-математических наук,

профессор Аникеев Б.В.

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук,

профессор Мельников Л.А.

доктор технических наук, профессор РуденокТ.П.

Ведущая организация: ФГУП НИИ «Полюс» им. М.Ф. Стельмаха, г. Москва.

Защита состоится 11 ноября 2005 года в 14.00, на заседании диссертационного совета' К.064.59.06 по специальности 01.04.03 -радиофизика в Волгоградском государственном университете по адресу: 400062, Волгоград, пр. Университетский 100, физический факультет.

С диссертацией можно ознакомиться в научной библиотеке ВолГУ.

Автореферат разослан 10 октября 2005 г.

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат физико-математических наук, доцент^

Затрудина Р.Ш.

V

90О(ь

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы.,

Развитие науки на современном этапе характеризуется широким использованием лазеров. Они не только позволили продвинуть исследования практически во всех областях физики (термоядерный синтез, биофизика и др.) и техники (микроэлектроника, плазменная обработка и др.), но и обусловили также появление ряда новых направлений (нелинейная оптика, голография, физика лазерной плазмы и др.). Способность концентрировать электромагнитную энергию в пространстве определяет важную роль лазерных систем.

В настоящее время методы концентрации энергии в пространстве связанны с генерацией ультракоротких импульсов (УКИ) и являются достаточно разработанными, позволяя достигать порога плазмообразования при взаимодействии с веществом. К таким методам можно отнести использование пассивных фильтров (со временем релаксации менее 10"12 с), активных акустооптических и электрооптических модуляторов. В последнем случае важную роль приобретают электрооптические кристаллы БКОР, которые, к сожалению, выше точки Кюри, обладают ярко выраженным фоторефрактивным эффектом, как было установлено недавними исследованиями [Л1]. С точки зрения техники, генерация УКИ во всех этих случаях базируется на эффекте синхронизованной генерации продольных лазерных мод [Л2]. Большая роль при этом отводится использованию всевозможных обратных связей, как возникающих естественным образом, так и навязываемых искусственно. Положительная обратная связь (ОС) позволяет получать УКИ с длительностями пикосекундного диапазона, особенно при использовании скоростных пассивных модуляторов. Областью применения отрицательной ОС является генерация цугов большой длительности с управляемыми параметрами [ЛЗ-Л7]. Следует отметить, что, как правило, в таких случаях ОС выполняет лишь вспомогательную функцию, корректируя параметры цуга УКИ.

Ситуация технически облегчается если для генерации УКИ использовать регенеративную отрицательную обратную связь (ООС). Такой метод был предложен еще в середине прошлого века [Л8]. Его суть заключается в том, что при определенных параметрах ОС можно добиться увеличения доли межмодовой компоненты в спектре сигнала ОС и как следствие ее регенерации в спектре выходного излучения лазера. К настоящему моменту такой метод генерации УКИ был

опробован как в газовом (Не-№) (Л8], так и твердотельном (рубиновом) [Л9] лазерах.

К особенностям этого метода генерации УКИ можно отнести следующее. В отличие от активных метрдов частота модуляции потерь резонатора автоматически совпадает с его межмодовой частотой, что исключает необходимость трудоемкой подстройки. В силу отрицательного характера ОС в целом, и при соответствующей частотной характеристике, возможно, одновременно осуществить и усиление межмодовой, и подавление низкочастотной частей спектра выходного излучения лазера. Это принципиально позволяет, как и в случае активно-пассивных схем [ЛЗ, Л5, Л7], генерировать длинные цуги УКИ. Использование же пассивного модулятора в рассматриваемой методе позволит сократить длительность генерйруемых УКИ [Л9].

Тот факт, что данный способ позволяет создавать длинные цуги УКИ, открывает определенные перспективы их использования в медицинских целях. При достаточных энергетических параметрах, интенсивность генерируемых УКИ может достичь порога плазмообразования при взаимодействии с мишенью, В этом случае эффективность лазерной обработки биологических тканей, ' по сравнению с другими методами, оказывается гораздо выше [Л 10]. С одной стороны это вызвано низкой теплопроводностью плазмы, что препятствует эффективному проникновению энергии в глубину объекта'.' С другой стороны реализация энергии за длительное время, в среднем, также сводит побочные явления взаимодействия высокоиитенсивного излучения с живыми тканями к минимуму.

Резюмируя выше сказанное, можно заключить, что в условиях динамичного развития исследований связанных с плазмой, возникает необходимость в простых лазерных установках, способных ее создавать, вызванную с одной стороны получением объекта исследования, а с другой стороны созданием инструмента лазерно-плазменной обработки. Использование лазера с электрооптической ОС позволяет удовлетворить эти потребностям, тем самым, обуславливая актуальность данной работы.

Цель диссертационной работы.

Целью данной работы является разработка лазерной системы с электрооптичёской обратной связью позволяющей генерировать импульсы в пикосекундном диапазоне длительностей с достаточно высокбй1 Энергией цуга в целом.

Научная новизна работы определяется комплексом впервые полученных в ходе проведенных исследований результатов.

■ 1. Разработан и реализован оригинальный высоковольтный ВЧ усилитель для цепи обратной связи с полосой пропускания не менее 500 МГц и коэффициентом усиления по напряжению в ней не менее 10. Высокочастотность усилителя позволяет осуществлять регенеративный режим работы цепи ОС в целом, а широкополосность, в свою очередь, позволяет осуществлять одновременную низкочастотную стабилизацию мощности генерируемого излучения.

2. Впервые разработан лазер, в котором получены стабилизированные по амплитуде цуги УКИ с общей плотностью энергии 3.5 Дж/см2, при длительности не Менее 1 мс.

3. Впервые в разработанном лазере с электрооптической ООС и пассивным фильтром продемонстрирована генерация цугов УКИ, с длительностью существенно меньшей, чем в случаем использования только ООС.

4. Установлено, что одной из причин ограничения энергии выходного излучения является фоторефрактивный эффект в кристалле О КОР, входящем в состав электрооптического модулятора цепи ОС. Проведенные исследования показали, что при уменьшении длины кристалла возможно дальнейшее увеличение плотности выходной энергии лазера. 1

5. Впервые определено выражение для тензора фоторефрактивных коэффициентов на базе рассмотрения термодинамических свойств кристалла ОКБР. Показано, что тензор фоторефрактивных коэффициентов, в кристаллах ОКГ)Р, подобен тензору электрооптических коэффициентов.

Достоверность результатов исследований определяется использованием в экспериментах стандартных методик измерений временных и энергетических характеристик излучения с учетом статистической обработки данных.

Практическая значимость работы.

По результатам работы была создана лазерная система, генерирующая УКИ с длительностями в пикосекундном диапазоне. Ее отличием от уже существующих аналогичных установок является простота конструкции и обслуживания, при генерации излучения с неуступающими характеристиками. Соотношение энергетических и временных параметров генерируемого излучения вполне позволяет достигать порога плазмообразования на мишени при фокусировке. Тем

самым этот ' фаИ открывает возможность использования данной установки в лазурно-плазменных технологиях медицины. С другой стороны, способность установки генерировать цуги с длительностью rie менее 1 мс является преимуществом в случаях, когда требуется обеспечить длительное воздействие мощных УКИ, в ряде прикладных задач.

Основные защищаемые положения:

1. В твердотельном лазере с регенеративной ООС генерируются цуги УКИ длительностью не менее 1 мс, при плотности энергии 3.5 Дж/см2.

2. Наличйе фоторефрактивного эффекта в управляющем элементе на основе кристалла DKDP ограничивает выходную энергию рассматриваемого лазера.

3. Тензор фоторефрактивных коэффициентов, определяющих меру изменения диэлектрической непроницаемости среды при поглощении энергии проходящего излучения, и тензор электрооптических коэффициентов связаны.

Апробация результатов.

Основные результаты работы докладывались на международной конференции ICONO/LAT 2005 (Санкт-Петербург 2005 г), конференции "Saratov fall meeting" (Саратов 2003), конференции "Лазеры в биологии и медицине" (Санкт-Петербург 2004 г., 2005 г.), конференции "Лазеры измерения информация" (Санкт-Петербург 2004 г.), 7-ой и 8-ой межвузовских конференциях студентов и молодых ученых г. Волгограда и Волгоградской области, на семинарах кафедры лазерной физики ВолГУ.

Публикации.

Материалы диссертации представлены в 10 научных публикациях [1-10], из них 3 статьи в центральной печати [1, 2, 7] и'З публикации в международных сборниках [8,9, 10].

Структура и обьем диссертаций.

Работа состоит из 7 разделов - введенйя, пяти глав и заключения. Общий объём диссертации составляет 113 страниц машинописного текста, включая 53 рисунка и список литературы (89 наименований). Нумерация формул и рисунков двойная - первая цифра означает номер главы, вторая - порядковый номер.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

" ' / о .1ОО!

Во введении обоснована актуальность темы диссертации, сформулированы цель и задачи исследования, основные защищаемые положения, отмечены научная новизна и практическая значимость работы, кратко изложено содержание диссертации и приведены основные результаты работы.

В главе 1 проведен обзор по использованию внешней электрооптической обратной связи в лазерах. Указано ее использование для стабилизации харареристик генерируемого излучения, как в режиме свободной генерации, так и в режиме синхронизации мод. Описаны конкретные схемы построения ОС и приведены их основные параметры.

, Проведен обзор основных свойств эффекта

высокотемпературной фоторефракции в кристаллах ОКОР, приведены' основные результаты экспериментальных исследований его временных, амплитудных, энергетических и пространственных характеристик в рамках ранее проведенных работ, а именно. Указан многокомпонентный характер фоторефрактивного отклика обусловленный различными механизмами возбуждения и соответствующими характерными временами релаксации т,. Это медленнорелаксирукмцая с гг ~0.1с, быстрорелаксирующая с тг <1 мкс [ЛИ] и акустическая с г, ~12 мкс компоненты. Установлена зависимость фотоиндуцированного электрического поля Е?н от плотности энергии возбуждающего излучения, которая для медленнорелаксирующей компоненты практически линейная в диапазоне Ж до 16 Дж/см2, после чего наступает насыщение эффекта с амплитудой £рл ~300 В/см. Установлено, что для медленнорелаксирующей компоненты высокотемпературной фоторефракции характерен пороговый характер возбуждения с плотностью энергии возбуждающего эффект излучения IV равной 3-И Дж/см2. Для быстрорелаксирующей компоненты пороговых эффектов обнаружено не было. Приводящее к эффекту высокотемпературной фоторефракции в кристаллах БКОР фотоиндуцированное электрическое поле локализовано в зоне взаимодействия возбуждающего излучения с кристаллической средою.

Рассмотрен анализ лазера с отрицательной обратной связью и фоторефрактивной ячейкой в резонаторе, на устойчивость. Аналитически и графически определено положение области устойчивой (моноимпульсной) генерации. Причем это было проделано как с учетом интегрирования в цепи обратной связи, так и без него. В

обоих случаях указано на функциональную связь средней мощности генерации с параметрами цепи обратной связи и фоторефрактивной среды на границе области устойчивости. Аналитическое рассмотрение переходного процесса в электрооптической ячейке охваченной цепью обратной связи показало, что при определенных значениях коэффициента ОС и времени задержки наступает ее возбуждение. В случае высокочастотной цепи обратной связи, возможно возбуждение на межмодовой частоте резонатора, что, как было показано ранее [Л2], приводит к установлению режима синхронизации мод.

В главе 2, на основании рассмотрения проведенного в обзоре, были конкретизированы требования к цепи ОС в целом и усилительному звену в частности. На их основе предложена схема (рис. 1) и конструкция (рис. 2) широкополосной высокочастотной усилительной установки. Также были проведены оценки амплитудно-частотных характеристик созданного усилителя. Исследовалась реакция на короткие прямоугольные импульсы с заданными параметрами. Частотная характеристика усилителя, найденная' при нормировке амплитуд входного и выходного сигналов на единицу, приведена на рис. 3. С учетом этой нормировки полоса усиления не менее 500 МГц, при коэффициенте усиления в ней не менее 10.

ГИ-7Б

Модулятор

Вход

С1 ЗнЗ

116 зм

5—< Осциллограф

Рис. 1. Принципиальная электрическая схема электронного блока цепи ОС.

В главе 3 рассмотрена экспериментальная установка лазера с регенеративной обратной связью (рис. 4). В этой установке были реализованы режим как положительной, так и отрицательной обратной связи.

Рис. 2. Конструкция усилителя: 1 - ронус согласующий анодный внутренний, 2 - конус согласующий анодный внешний, 3 - конус согласующий катодный внутренний, 4 - конус согласующий катодный внешний, 5 - контакт переходной, 6 - элемент коаксиальный катодный, 7 - элемент коаксиальный анодный, 8 - коаксиальный конденсатор, 9 -СВЧ триод.

4-10® 6-108

Рис. 3. Модуль частотной характеристики усилителя.

Кроме того, эксперименты были приведены для двух актирных элементов идентичных по химическому составу, но различающихся геометрическими размерами.

Для случая активного элемента минимального размера, экспериментально доказано возбуждение^ таком лазере режима синхронизации мод, только для случая' положительно^

Ф

.'Вдслучае

синхронизации мод, с помощью регенеративной обратной связи, в случае ООС было осуществлено только активно-пассивным способом. При этом использование пассивйого фильтра в случае положительной ОС существенно увеличило контраст УКИ и прйвело1к дополнительному сокращению их длительности.

8

Рис. 4. Экспериментальная установка лазера с регенеративной обратной связью: 1 - зеркало (Д=100%); 2 - электрооптический модулятор (ОКОР); 3 - активный элемент 4 - зеркало (Л=50%); 5 - делительная пластинка; 6 - генератор; 7 - блок накачки; 8 - источник постоянного напряжения; 9 - усилитель цепи ОС; 10 - фотоприемник цепи ОС (ФК-14); 11 - измеритель средней энергии и мощности; 12 -делитель напряжения; 13 - оптический ослабитель; 14 - фотоприемник (ФК-15); 15, 16 - осциллограф; 17 - пассивный фильтр (раствор красителя 3274 в этиловом спирте).

Для активного элемента максимальной протяженности и апертуры в случае отрицательной обратной связи также экспериментально доказано установление режима синхронизации мод. Как видно из рис. 5а в лазере устанавливается режим генерации УКИ следующих с аксиальным периодом лазерного резонатора, который для рассматриваемой установки равнялся 12 не. На рис. 56 изображен весь цуг импульсов, длительность которого не менее 1 мс.

Рис. 5а. Осциллограмма временного хода генерации лазера с электрооптической ООС

200 мкс |

Рис. 56. Осциллограмма временного хода генерации лазера с электрооптической ООС

Использование же пассивного фильтра в этом случае, как и предполагалось, отразилось в существенном сокращении длительности генерируемых импульсов (см. рис. 6). Полученное значение плотности выходной энергии для случая отрицательной обратной связи не превысили 3.5 Дж/см2 (см. рис. 7).

Рис. 6. Осциллограмма временного хода генерации лазера с электрооптической ООС и пассивным фильтром.

ч

Рис. 7. Зависимость плотности энергии генерации лазера с ООС от превышения энергии накачки над ее пороговым значением.

Экспериментально установлено возбуждение

фоторефрактивных процессов, в кристалле ОКВР идентичному использованному в лазерной установке. Теоретическое и

экспериментальное рассмотрение позволило определить их как возможную причину Ограничения пЛдткостювыходной энергии лазера, основываясь на двух фактах. Во-первых, на риб. 8 приведена экспериментальная зависимость, из которой видна связь модуляционных свойств кристалла с плотностью энергии падающего излучения. Во-вторых, дополнительное исследование показало, Что уменьшение длины кристалла, находящегося внутри резонатора приводит к увеличению выходной энергии лазера.

80-

Ч?

70-

60-

50-

*

Н

И VI* }

Р, Дж/см

Рис. 8. Зависимость отношения энергии необыкновенной волны к энергии обыкновенной на выходе из кристалла от плотности энергии падающего излучения.

В главе 4 проведено рассмотрение фоторефрактивных свойств кристалла ЭКОР выше точки Кюри на основе феноменологического подхода. В совокупности с ранними исследованиями [Л 13] это позволило ввести тензор коэффициентов фоторефрактивного эффекта, который, как показало исследование, тесно связан с тензором коэффициентов линейного электрооптического эффекта в этих кристаллах:

ди;

с„Р 57

а..,

дБ,2

СП дт1

(1)

(2)

где г|у - тензор диэлектрической непроницаемости, т,^ - тензор коэффициентов линейного электрооптического эффекта, - тензор

коэффициентов фоторефрактивного эффекта (ФРэ'), а^ - линейный коэффициент поглощения, ср - теплоемкость, р - плотность кристалла, I - интенсивность излучения. Эта связь, с одной стороны, позволила записать в явном виде тензор фоторефрактивных коэффициентов для кристалла БКОР, а с другой стороны позволила произвести феноменологическую оценку значения некоторых из них, в частности:

где п„ - обыкновенный коэффициент преломления, Е3 - амплитуда электрического поля возникающего при ФРЭ, \У - плотность энергии излучения прошедшего через кристалл. Эта оценка базировалась на результатах экспериментов по измерению амплитуды индуцируемого фоторефрактивного поля при продольном эффекте, описанных в 1 главе. , . • I 1 *

Также в этой главе проанализирована возможность увеличения доли межмодовой компоненты в спектре» лазерного излучения посредством регенеративной обратной связи. Для этого необходимо, чтобы время прохождения сигнала по цепи ОС (т0) удовлетворяло соотношению:

где Т0 - время прохода излучения по резонатору, п - натуральное число. Кроме того, существует пороговее условие по мощности лазерного излучения (т(0): ,

т(0 > —!—^-, , у (5)

где к - коэффициент обратной связи, Г^О - медленно изменяющаяся часть сигнала ОС характеризующая положение рабочей точки на модуляционной характеристике затвора.

В главе 5 рассмотрено устройство и принцип действия стрик-камеры "ВзгляД-2" (ВНИИОФИ, г. Москва). На ее основе была создана экспериментальная установка для исследования временной структуры УКИ в твердотельном лазере с регенеративной обратной связью. Созданная установка позволяла производить исследования временной структуры не только отдельного УКИ, но также участка цуга и весь цуг импульсов в целом. Оценки, проведенные на основе полученных результатов, позволяют утверждать, что длительность генерируемых УКИ не менее 100 пс на полувысоте (см. рис. 9). ,

В заключении сформулированы основные положения диссертационной работы, обобщены основные полученные в работе

¡V

(3)

т0 - Г0(1 + 2и),

(4)

экспериментальные данные по динамике генерации твердотельного лазера с регенеративной обратной связью.

Рис. 9. Временной ход генерации лазера с ООС.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ.

1. Впервые определено выражение для тензора фоторефрактивных коэффициентов на базе анализа термодинамических свойств кристалла.

2. Показано, что фоторефрактивные свойства кристаллов группы KDP связаны с электрооптическим эффектом в этих кристаллах

3. Разработан и реализован высоковольтный ВЧ усилитель для цепи обратной связи с полосой пропускания не менее 500 МГц и коэффициентом усиления по напряжению не менее 10.

4. Продемонстрировано возбуждение цугов УКИ в лазере с ^лектрооптической обратной связью и пассивным модулятором.

5. Впервые в разработанном лазере получены сверхдлинные цуги УКИ с общей плотностью энергии 3.5 Дж/см , при их длительности не менее 1 мс.

6. Показано, что длительность отдельного УКИ в цуге не менее ЮО'пс на полувысоте.

7. Установлена связь фоторефрактивных процессов в кристалле DKDP выше точкйг Кюри с ограничением выходной энергии разработанного лазера."

Список используемых источников. Л1. Гуркин O.A., Аникеев Б.В. Особенности фоторефракции в DKDP при комнатной температуре, Известия РАН ёёр. физ., 1992, т. 56, вып. 12, с. 65- 69.

JI2. Statz H., Bass M. Locking in Multimode Solid-State Lasers, J. Appl. Phys., vol. 40, p. 377-383, 1969.

ЛЗ. Андреева А.И., Ганиханов Ф.Ш., Гудилин B.H., Морозов Ö.B., Тункин В.Г. YAG:Nd лазер в режиме пассивной синхронизации мод с отрицательной обратной связью на основе сильного фотоумножителя, Квантовая электроника, т. 16 (№8), 1989, с. 1604-1606.

Л4. Воробьев Н.С. Генерация нано - и микросекундных импульсов в неодимовом лазере с отрицательной обратной связью, Квантовая электроника, т. 15 (№12), 1988, с. 2471-2473.

Л5. Комаров К.П., Кучьянов A.C., Угожаев В.Д. Стационарные сверхкороткие импульсы при пассивной синхронизации мод твердотельного лазера с активной обратной связью, Квантовая электроника, т. 13 (№4), 1986, с. 802-806.

Л6. Аметов С.А., Танеев P.A., ,Ганиханов Ф.Ш., Кунин Д.Г., Редкоречев, Т. Усманов Стартовый комплекс для настольного тераватного лазера на неодимовом стекле, Письма в ЖТФ, т. 18 (№4), 1992, с. 19-23.

Л7. Кучьянов A.C. Лазер на неодиме в стекле в режиме квазистационарной генерации СКИ с пассивной синхронизацией мод, Письма в ЖТФ, т. 14 (№7), 1988, с. 665-668.

Л8. G.R. Huggett, "Mode locking of CW lasers by regenerative RF feedback," Appl, Phys. Lett., 13(5), p. 186-187, 1968.

Л9. Макуха B.K., Смирнов B.C., Семибаламут B.M. Генерация ультракоротких импульсов в лазере с отрицательной обратной связью, Квантовая электроника., т. 4, №5, с. 1023-1027, 1977.

Л10. Аникеев Б.В., Храмов В.Н., Подольский В.Л. О возможности лазерно-плазменной технологии в стоматологических операциях, Известия Академии Наук, т.63, № 6, 1999, с. 1155.

ЛИ. Anikeev B.V., Gurkin O.A., Belonenko M.B. On the dislocation mechanism of excitation of high-temperature photorefraction in DKDP, Solid State Lasers and New Laser Materials Proc. of SPIE, 1991, v. 1839, p. 324-336.

Л12. Сонин A.C., Василевская A.C. Электрооптические кристаллы. M.: Атомиздат, 1971, 328 с.

Л13. Аникеев Б.В., Иванов А.И., Крутяков В.В. О влиянии фоторефрактивного эффекта в DKDP на динамические характеристики электрооптического затвора, Тез. докл. 11-го Нижневолжского семинара Диагностические применения лазеров и волоконной оптики, СГУ, Саратов, 1989; с. 6 -20.

Основное содержание диссертации опубликовано в следующих работах:

Г. Б.В. Аникеев, Н.В. Марусин, В.Н. Храмов, Электронный широкополокный усилитель цепи обратной связи для лазера, ПТЭ, №1, 2005 г., с. 122-125.

утг^

2006-4 18277

2. B.V. AnikeeV, N.V. Marusm, V.N. Khramov An electronic broadband amplifier of the feedback circuit for lasers, Instruments and experimental techniques, vol. 48, №1,2005, p. 105-108.

3. H.B. Марусин, "Усилитель для цепи обратной связи твердотельного лазера", VII Межвузовская конференция студентов и молодых ученых г. Волгограда и Волгоградской области: Тезисы докладов, Изд-во ВолГУ, Волгоград, 2003, с. 28.

4. Б.В. Аникеев, Н.В. Марусин, В.Н. Храмов, "Новый режим синхронизации мод в лазере с самовозбужденной цепью отрицательной обратной связи", Лазеры для медицины, биологии и экологии: Тезисы докладов конференции, БГТУ, Санкт-Петербург, 2004, с. 24.

5. Б.В. Аникеев, Н.В. Марусин, В.Н. Храмов, "Об естественном ограничении энергии генерации в ООС-лазере за счет паразитного фоторефрактивного эффекта", Лазеры, измерения, информация: Тезисы докладов конференции, БГТУ, Санкт-Петербург, 2004, с. 33.

6. Аникеев Б.В., Марусин Н.В., Храмов В.Н., Куценко С.А. Исследование влияния эффекта "optical damage" в электрооптических кристаллах DKDP на их модуляционные свойства, Лазеры для медицины, биологии и экологии. Тезисы докладов конференции, БГТУ, Санкт-Петербург, 2005, с. 33-34.

7. Б.В. Аникеев, Н.В. Марусин, В.Н. Храмов, "Самовозбуждение в цепи электрооптической обратной связи приводит к новому способу активной синхронизации мод", Вестник ВолГУ. Математика. Физика, серия 1, вып. 8, 2003-2004, с. 182-186.

8. B.V. Anikeev, N.V. Marusin, V.N. Khramov, "On a new way of modes synchronization in the laser with a negative feedback", proc. SPIE vol. 5476,2004, p. 8-14.

9. B.V. Anikeev, N.V. Marusin, V.N. Khramov On natural restriction of the energy generation in the NFB-laser at the expense of parasitic photorefractive effect, Proceedings of SPIE, vol 5447,2005, p. 56-63.

10 B.V Anikeev, N.V. Marusm, V.N. Khramov New regime of modes synchronization in the laser with an excited negative feedback circuit, Proceedings of SPIE, vol 5447, 2005, p. 72-79.

Подписано в печать 4.10.2005 г. Формат 60884/16. Бумага офсетная. Гарнитура Тайме. Усл. печ. л. 1. Тираж 100 экз. Заказ 270.

Издательство Волгоградского государственного университета. 400062, Волгоград, просп. Университетский, 100.

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ЛАЗЕРНЫЕ СИСТЕМЫ С ЭЛЕКТРООПТИЧЕСКОЙ ОБРАТНОЙ

СВЯЗЬЮ (ОБЗОР)

U.U. Электрооптическая обратная связь в лазерах.

1.2. Фоторефрактивный эффект в кристаллах типа DKDP.1В

1.2.1. Временные характеристики; эффекта! высокотемпературной фоторефракциш.

1.2.2. Амплитудные характеристики эффекта высокотемпературной фоторефракциш.

1.2.3. Пространственные характеристики эффекта высокотемпературной фоторефракциш.30?

1.2.4. Физическая картина динамики дислокаций при их возбуждении в кристалле DKDP (дислокационная модель)

1.3. Теоретические основы лазерных систем с фоторефрактивным эффектом

1.4. Динамика лазерных систем с запаздыванием.

1.5. Постановка задачи.

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА ШИРОКОПОЛОСНОЙ УСИЛИТЕЛЬНОЙ УСТАНОВКИ ДЛЯ СИГНАЛА В ЦЕПИ ОБРАТНОЙ СВЯЗИ.

2.1. Характеристика спектра сигнала цепи обратной связи.

2.2. Высокочастотный электронный блок для возбуждения сверхбыстрых процессов в лазере с электрооптической ячейкой.

2.3. Резюме.

ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ЛАЗЕРА С РЕГЕНЕРАТИВНОЙ ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ.

3.1. Принципиальная схема лазера с регенеративной обратной связью.

3.2. Основные экспериментальные результаты по динамике генерации лазера с регенеративной обратной связью.

3.2.1. Временные характеристики.

3.2.2. Энергетические характеристики.

3.3. Высокоэнергетический лазер с регенеративной; обратной связью на; базе

3.4. Исследование: паразитных потерь фоторефрактивной природы в модуляторе.

3.4.1. Экспериментальное исследование распространения излучения; в электрооптичеекой^чейке.

3.4.2. Экспериментальное исследование: возможности; нейтрализации; паразитного фоторефрактивного эффекта.

3;5: Резюме;.

ГЛАВА 4. О ФЕНОМЕНОЛОГИЧЕСКОЙ ТЕОРИИ ФОТОРЕФРАКТИВ1ЮГО

ЭФФЕКТА В КРИСТАЛЛАХ ГРУППЫ KDP.

4.1. Феноменологическое описание фоторефрактивного эффекта.

4.2 Прохождение лучей через электрооптическую ячейку и потери в ней.

4.3. К динамике лазера с отрицательной обратной связью.

4,4: Резюме;.

ГЛАВА 5. РАЗРАБОТКА МЕТОДИКИ ИЗМЕРЕНИЯ СВЕРХБЫСТРЫХ ПРОЦЕССОВ С ПОМОЩЬЮ СТРИК-КАМЕРЫ "ВЗГЛЯД-2".

5.1. Экспериментальная установка на базе стрик-камеры "Взгляд-2".

5.2. Исследование тонкой временной структуры ультракоротких импульсов в I* лазере с отрицательной обратной связью.

5.3. Резюме.

Актуальность темы.

Развитие науки на современном этапе характеризуется широким использованием лазеров. Они не только позволили продвинуть исследования практически во всех областях физики (термоядерный синтез, биофизика и др.) и техники (микроэлектроника, плазменная обработка и др.), но и обусловили также появление ряда: новых направлений: (нелинейная оптика, голография, физика лазерной плазмы и др.). Способность концентрировать электромагнитную энергию в пространстве, определяет важную роль лазерных систем.

В настоящее время методы концентрации энергии в пространстве связанны с генерацией ультракоротких импульсов (УКИ) и являются достаточно разработанными, позволяя достигать порога плазмообразования при взаимодействии с веществом. К таким методам можно отнести использование

1 л пассивных фильтров (со временем релаксации менее 10" с), активных акустооптических и электрооптических модуляторов. В последнем случае важную роль приобретают электрооптические кристаллы БКОР, которые, к сожалению, выше точки Кюри, обладают ярко выраженным фоторефрактивным эффектом, как было установлено недавними исследованиями [1]. С точки зрения техники, генерация УКИ во всех этих случаях базируется на эффекте синхронизованной генерации продольных лазерных мод [2]. Большая роль при этом отводится использованию всевозможных обратных связей, как возникающих естественным образом, так и навязываемых искусственно. Положительная обратная связь (ОС) позволяет получать УКИ с длительностями пикосекундного диапазона, особенно при использовании скоростных пассивных модуляторов. Областью применения отрицательной ОС является генерация цугов большой длительности с управляемыми параметрами [3-11]. Следует отметить, что, как правило, в таких случаях ОС выполняет лишь вспомогательную функцию^ корректируя параметры цуга УКИ.

Ситуация технически облегчается если для генерации УКИ использовать регенеративную; отрицательную* обратную связь. (ООС). Такой метод был предложен еще в конце 60кх- годов прошлого века [12] Его суть заключается в том, что при определенных, параметрах; ОС можно- добиться» увеличения? доли межмодовой компоненты в спектре сигнала ОС и как следствие ее регенерации в спектре выходного излучения, лазера. К настоящему моменту такой метод генерации УКИ был опробован как в газовом (Не-№) [12], так и твердотельном (рубиновом) [13] лазерах.

К особенностям этого метода генерации УКИ можно отнести следующее, В отличие от активных методов частота модуляции потерь резонатора автоматически совпадает с его межмодовой частотой, что исключает необходимость трудоемкой подстройки. В силу отрицательного характера ОС в целом, и при соответствующей частотной характеристике, возможно одновременно осуществить и усиление межмодовой, и подавление низкочастотной частей спектра выходного излучения лазера. Это принципиально позволяет, как и в случае активно-пассивных схем [3, 5, 11], генерировать длинные цуги УКИ. Использование же пассивного модулятора в рассматриваемом методе позволит сократить длительность генерируемых УКИ [13].

Тот факт, что данный способ позволяет создавать длинные цуги УКИ, открывает определенные перспективы их использования в медицинских целях. При достаточных энергетических параметрах, интенсивность генерируемых УКИ может достичь порога плазмообразования при взаимодействии с мишенью. В этом случае эффективность лазерной обработки биологических тканей, по сравнению с другими методами, оказывается гораздо выше [14]. С одной стороны это вызвано низкой теплопроводностью плазмы, что препятствует эффективному проникновению энергии в глубину объекта. С другой стороны реализация энергии за длительное время, в среднем, также сводит побочные явления взаимодействия высокоинтенсивного излучения с живыми тканями к минимуму.

Резюмируя выше сказанное, можно заключить, что в условиях динамичного» развития исследований? связанных с плазмой, возникает необходимость в простых; лазерных установках, способных ее создавать, вызванную! с одной?! стороны« получением; объекта исследования, а с другой стороны созданием инструмента лазерно-плазмеиной обработки. Использование лазера с электрооптичес» ой ОС позволяет удовлетворить эти потребностям, тем самым, обуславливая актуальность данной работы.

Цель диссертационной работы.

Целью данной работы является разработка лазерной системы с электрооптической обратной связью позволяющей генерировать импульсы в пикосекундном диапазоне длительностей с достаточно высокой энергией цуга в целом.

Научная новизна работы определяется комплексом впервые полученных в ходе проведенных исследований результатов.

1. Разработан и реализован оригинальный высоковольтный ВЧ усилитель для цепи обратной связи с полосой пропускания не менее 500 МГц и коэффициентом усиления по напряжению в ней не менее 10. Высокочастотность усилителя позволяет осуществлять регенеративный режим работы цепи ОС в целом, а широкополосность, в свою очередь, позволяет осуществлять одновременную низкочастотную стабилизацию мощности генерируемого излучения.

2. Впервые разработан лазер, в котором получены стабилизированные по амплитуде цуги УКИ с общей плотностью энергии 3.5 Дж/см, при длительности не менее 1 мс.

3. Впервые в разработанном лазере с электрооптической ООС и пассивным фильтром продемонстрирована генерация цугов УКИ, с длительностью существенно меньшей, чем в случаем использования только ООС.

4. Установлено, что одной из причин ограничения энергии выходного излучения является фоторефрактивный эффект в кристалле 1ЖГ)Р, входящем в состав электрооптического модулятора цепи ОС Проведенные исследования показали! что при уменьшении длины кристалла возможно дальнейшее увеличение плотности выходной энергии лазера.

5. Впервые определено выражение для тензора фоторефрактивных коэффициентов? на базе рассмотрения термодинамических свойств кристалла ШЛ)Р. Показано, что тензор фоторефрактивных коэффициентов, в кристаллах ОКОР, подобен тензору электрооптических коэффициентов.

Достоверность результатов исследований определяется использованием в экспериментах стандартных методик измерений временных и энергетических характеристик излучения с учетом статистической обработки данных.

Практическая значимость работы.

По результатам работы была создана лазерная система, генерирующая УКИ с длительностями в пикосекундном диапазоне. Ее отличием от уже существующих аналогичных установок является простота конструкции и обслуживания, при генерации излучения с неуступающими: характеристиками. Соотношение энергетических и временных параметров генерируемого излучения вполне позволяет достигать порога плазмообразования на мишени при фокусировке. Тем самым этот факт открывает возможность использования данной установки в лазерно-плазменных технологиях медицины. С другой стороны, способность установки генерировать цуги с длительностью не менее 1 мс является преимуществом в случаях- когда требуется обеспечить длительное воздействие мощных УКИ, в ряде прикладных задач.

Основные защищаемые положения:

1. В твердотельном лазере: с регенеративной» ООС генерируются цуги УКИ длительностью не менее 1 мс, при плотности энергии 3 5 Дж/см .

2. Наличие фоторефрактивного эффекта в управляющем элементе на основе кристалла ШСОР ограничивает выходную энергию рассматриваемого лазера.

3. Тензор: фоторефрактивных коэффициентов, определяющих меру изменения диэлектрической непроницаемости среды при поглощении энергии проходящего излучения, и тензор электрооптических коэффициентов связаны.

Апробация результатов.

Основные результаты работы докладывались на международной конференции 1CONO/LAT 2005 (Санкт-Петербург 2005 г), конференции "Saratov fall meeting" (Саратов 2003), конференции "Лазеры в биологии и медицине" (Санкт-Петербург 2004 г., 2005 г.), конференции "Лазеры измерения информация" (Санкт-Петербург 2004 г.), 7-ой и 8-ой межвузовских конференциях студентов и молодых ученых г. Волгограда и Волгоградской области, на семинарах кафедры лазерной физики ВолГУ.

Публикации.

Материалы диссертации представлены в 10 научных публикациях [15-24], из них 3 статьи в центральной печати [15, 16, 21] и 3 публикации в международных сборниках [22-24].

Структура и объем диссертации.

Работа состоит из 7 разделов - введения, пяти глав и заключения. Общий объём диссертации составляет ИЗ страниц машинописного текста, включая 53 рисунка и список литературы (89 наименований). Нумерация формул и рисунков двойная - первая цифра означает номер главы, вторая — порядковый номер формулы или рисунка в главе.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении« обоснована актуальность темы диссертации, сформулированы цели исследования! и основные; защищаемые положения, отмечены научная новизна и практическая значимость работы, кратко изложено содержание диссертации и приведены основные результаты работы.

В главе 1 проведен обзор по использованию внешней электрооптической обратной связи в лазерах. Указано ее использование для стабилизации характеристик генерируемого излучения, как в режиме свободной генерации, 'так и в режиме синхронизации мод. Описаны конкретные схемы построения ОС с указанием основных параметров.

Проведен обзор основных свойств эффекта высокотемпературной фоторефракциш в кристаллах БКОР. Приведены результаты экспериментальных исследований его временных, амплитудных и пространственных характеристик в рамках ранее проведенных работ [25]. Указан многокомпонентный характер фоторефрактивного отклика обусловленный различными механизмами возбуждения и соответствующими характерными временами релаксации. Проанализирована зависимость фотоиндуцированного электрического поля Ерк от плотности энергии возбуждающего излучения. Также было установлено, что приводящее к эффекту высокотемпературной фоторефракции в кристаллах ЭЫЗР фотоиндуцированное электрическое поле локализовано в зоне взаимодействия возбуждающего излучения с кристаллической средою.

Проведен анализ лазера с отрицательной обратной связью и фоторефрактивной ячейкой в резонаторе, на устойчивость [26]. Аналитически и графически определено положение области устойчивой (моноимпульсной) генерации. Указано на функциональную связь средней мощности генерации с параметрами цепи обратной связи и фоторефрактивной среды на границе области устойчивости. Аналитическое рассмотрение переходного процесса в электрооптической ячейке охваченной цепью обратной связи [27] показало, что при определенных значениях коэффициента ОС, мощности лазерного излучения и времени задержки наступает ее:возбуждение:

В главе 2, над основании« рассмотрения проведенного в обзоре, были конкретизированы требования к цепи ОС в целом и усилительному звену в частности; для« обеспечения» регенеративного режима работы. На их основе предложена схема и. конструкция широкополосной высокочастотной усилительной установки, которая была впоследствии создана. Приведены оценки амплитудно-частотных характеристик созданного усилителя. Исследовалась реакция на короткие прямоугольные импульсы с заданными параметрами. Частотная характеристика усилителя, показала, что полоса усиления не менее 500 МГц, при коэффициенте усиления в ней не менее ] 0.

В главе 3 рассмотрена экспериментальная установка лазера с регенеративной обратной связью. В этой установке были реализованы режим как положительной, так и отрицательной обратной связи. Кроме того, эксперименты были приведены для. двух активных элементов идентичных по химическому составу, но различающихся геометрическими размерами. Для случая активного элемента минимального размера, экспериментально доказано возбуждение в таком лазере режима синхронизации мод, только для случая положительной ОС. В случае отрицательной обратной связи возбуждения ее цепи не происходило и проявлялось лишь стабилизирующее действие. Возбуждение режима синхронизации мод, с помощью регенеративной обратной связи, в случае ООС было осуществлено только активно-пассивным способом. При этом использование пассивного фильтра в случае положительной ОС существенно увеличило контраст УКИ и привело к дополнительному сокращению их длительности.

Для активного элемента максимальной протяженности и апертуры в случае отрицательной обратной связи без пассивного фильтра, было экспериментально доказано установление режима синхронизации мод. При использовании же пассивного фильтра наблюдалось существенное сокращении длительности генерируемых импульсов. Полученные значения плотности выходной энергии для случая отрицательной обратной связи не превысили 3.5 л

Дж/см .

Также было; экспериментально« установлено возбуждение фоторефрактивиых процессов, в кристалле ©КОР идентичному использованному в лазерной установке: Теоретическое и экспериментальное рассмотрение позволило определить их как возможную причину ограничения плотности выходной энергии лазера, основываясь на двух фактах: изменение модуляционных свойств кристалла при прохождении мощного лазерного излучения, уменьшение длины ФР кристалла, находящегося внутри резонатора приводит к увеличению выходной энергии лазера.

В главе 4 проведено рассмотрение фоторефрактивиых свойств кристалла 1ЖОР выше точки Кюри на основе феноменологического подхода. В совокупности с ранними исследованиями [28] >то позволило ввести тензор фоторефрактивиых коэффициентов, который, как показало исследование, тесно связан с тензором линейных электрооптических коэффициентов в этих кристаллах. Эта связь, с одной стороны, позволила записать в явном виде тензор фоторефрактивиых коэффициентов для кристалла БКОР, а с другой стороны позволила произвести феноменологическую оценку значения одного из них, основанную на результатах экспериментов по измерению амплитуды индуцируемого фоторефрактивного поля при продольном эффекте, описанных в 1 главе.

Рассмотрено прохождение лазерного излучения через электрооптическую ячейку при наличии, как внешнего электрического поля, так и поля возникающего в кристалле под действием самого излучения. Проведенное исследование позволило выделить потери, вносимые модулятором на основе этой ячейки, вызванные каждым из полей в отдельности. На его основе были предложены два способа уменьшения влияния индуцированного поля на работу модулятора: уменьшение длины кристалла, приложение дополнительного внешнего электрического поля.

Также в этой главе проанализирована возможность увеличения доли межмодовой компоненты в спектре лазерного излучения посредством регенеративной обратной связи. Обнаружено наличие пороговых условий, по мощности лазерного излучения, для возбуждения цепи ОС. Установлены значения времени задержки прохождения сигнала по цепи ОС, для ее возбуждения на межмодовой частоте лазерного резонатора.

В главе 5 рассмотрена экспериментальная установка на базе стрик-камеры "Взгляд-2" (ВНИИОФИ, г. Москва). Эта установка позволила провести исследование временной структуры УКИ в твердотельном лазере с регенеративной обратной связью. Оценки, проведенные на основе полученных результатов, позволяют утверждать, что длительность генерируемых УКИ не менее 100 пс на полувысоте.

В заключении сформулированы основные положения диссертационной работы, обобщены основные полученные в работе экспериментальные данные по динамике генерации твердотельного лазера с регенеративной обратной связью.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Таким образом, в соответствии» с темой диссертационной? работы выполнено1 исследование; во-первых, позволившее: определить, рамки применимости лазерных систем с обратной связью для целей импульсной генерации, во-вторых, сделать конкретное заключение по применимости радиофизических и феноменологических моделей лазерного устройства с активной электрооптической обратной связью. Причем рассмотрение распространялось, на системы, как с положительной, так и отрицательной обратной связью. Впервые установлено, что высокотемпературная фоторефракция в кристалле типа БКОР является достаточно сильным ограничителем для энергии генерируемых УКИ. Теоретическое рассмотрение лазера с обратной связью базировалось на стандартном радиофизическом рассмотрении, где лазер рассматривается как объект, существенно изменяющий генерируемые импульсы внешнего излучения. Таким путем были проанализированы условия самовозбуждения этой системы в низкочастотной области.

На базе анализа термодинамических свойств электрооптической ячейки, изготовленной на основе кристаллов группы КОР, определено выражение для тензора фоторефрактивных коэффициентов этих кристаллов. На этом пути было показано, что фоторефрактивные свойства кристаллов группы КХ)Р органично связаны с собственными электрооптическими свойствами в этих кристаллах. На это указывает общность и совпадение соответствующих тензоров коэффициентов для этих эффектов.

В экспериментальном разделе диссертации основное внимание было уделено разработке и эффективному использованию высокочастотного электронного блока для усиления сигнала по цепи обратной связи. Это привело к предложению новых средств генерации ультра коротких импульсов в лазерах (синхронизация мод). Причем было продемонстрировано реальность синхронизации мод как в чисто активном варианте (прямое использование фоторефрактивного кристалла для этих целей), так и для активно-пассивного способа« возбуждения - генерации ультракоротких импульсов» когда пассивный фильтр эффективно влияет на характер статистики начальных флуктационных выбросов лазерного? излучения. Впервые:* разработанный, по результатам исследования, лазер позволил получить сверхдлинные цуги ультра коротких

2* импульсов с общей плотностью энергии 3 5 Дж/см при общей длительности цуга не менее 1 мс. Такие цуги можно с большим эффектом использовать для целей лазерной биологии, лазерной плазмы и т.д., то есть для решения координальных вопросов лазерной физики.

Таким образом, в соответствии с полученным материалом исследований, основные результаты диссертационной работы можно сформулировать гак:

1. Впервые определено выражение для тензора фоторефрактивных коэффициентов на базе анализа термодинамических свойств кристалла.

2. Показано,.что фоторефрактивные свойства кристаллов группы KDP связаны с электрооптическим эффектом в этих кристаллах

3. Разработан и реализован высоковольтный ВЧ усилитель для цепи обратной связи с полосой пропускания не менее 500 МГц и коэффициентом усиления по напряжению не менее 10.

4. Продемонстрировано возбуждение цугов УКИ в лазере с электрооптической обратной связью и пассивным модулятором.

5. Впервые в разработанном лазере получены сверхдлинные цуги УКИ с общей плотностью энергии 3.5 Дж/см , при их длительности не менее 1 мс.

6. Показано, что длительность отдельного УКИ в цуге не менее 100 пс на полувысоте.

7. Установлена связь фоторефрактивных процессов в кристалле DKDP выше точки Кюри с ограничением выходной энергии разработанного лазера.

1. Гуркин О А, Аникеев Б.В. Особенности фоторефракции в DKDP при комнатной температуре, Известия РАН сер. физ., 1992, т. 56, вып. 12, с. 6569.

2. Statz I I, Bass М Locking in Multimode Solid-State Lasers, J. Appl. Phys., vol.40, p. 377-383, 1969.

3. Андреева А.И., Ганиханов ФШ, Гудилин В.Н., Морозов В.В., Тупкин В.Г.

4. YAG:ND лазер в режиме пассивной синхронизации мод с отрицательной обратной связью на основе сильного фотоумножителя, Квантовая электроника, т. 16 (№8), 1989, с. 1604-1606.

5. Воробьев Н С Генерация нано и микросекундных импульсов в иеодимовомлазере с отрицательной обратной связью, Квантовая электроника, т. 15 (№12),. 1988, с. 2471-2473.

6. Комаров К.П., Кучьянов A.C., Угожаев В Д Стщионарные сверхкороткиеимпульсы при пассивной синхронизации мод твердотельного лазера с активной обратной связью, Квантовая электроника, т. 13 (№4), 1986, с. 802— 806.

7. Аметов С .А., Ганеев P.A., Ганиханов Ф.Ш., Кунин Д.Г., Редкоречев, Т. Усманов Стартовый комплекс для настольного тераватного лазера на иеодимовом стекле, Письма в ЖТФ, т. 18 (№4), 1992, с. 19-23.

8. Аникеев Б.В., Захарченко В.Д., Крутяков В.В., Поспелов АЛО. Электронныйблок для обратной связи в импульсных лазерах, ПТЭ, №5, 1989, с. 206-208

9. Нилов Е.В., Русов В.А. Применение сильноточных фотоэлементов для управления формой лазерных импульсов, ПТЭ, №,1985, с. 155-157.

10. Акманов А.Г., Алексеев O.A., Валынин A.M., Шарипов И.З. Электронноеуправление добротностью резонатора и выделение одиночного импульса в твердотельном лазере с пассивной синхронизацией мод, ПТЭ, №3, 1990, с. 175-177.

11. Бабин С.А., Гладышев В.Г. Квазистационарная генерация лазера на иеодимовом стекле с отрицательной обратной связью, ПТЭ, № 3, 1985, с. 158-160.

12. Кучьянов A.C. Лазер на неодиме в стекле в режиме квазистационарной генерации СКИ с пассивной синхронизацией мод, Письма в ЖТФ, т. 14 (№7), 1988, с. 665-668.

13. G.R. Huggett, "Mode locking of CW lasers by regenerative RF feedback," Appl, Phys. Lett, 13(5), p. 186 187, 1968.

14. Макуха B.K., Смирнов В С , Семибаламут В.М. Генерация ультракоротких импульсов в лазере с отрицательной обратной связью, Квантовая электроника., т. 4, №5, с. 1023-1027, 1977.

15. Аникеев Б.В., Храмов В Н., Подольский B.J1. О возможности лазерно-плазменной технологии в стоматологических операциях, Известия Академии Наук, т. 63, № 6, 1999, с. 1155.

16. Б.В. Аникеев, Н.В. Марусин, В.Н. Храмов, Электронный широкополосный усилитель цепи обратной связи для лазера, ПТЭ, №1, 2005, с. 122-125.

17. В V Anikeev, N.V. Marusin, V.N. Khramov An electronic broadband amplifier of the feedback circuit for lasers, Instruments and experimental techniques, vol. 48, №1,2005, p. 105-108.

18. Н.В. Марусин, "Усилитель для цепи обратной связи твердотельного лазера", VII Межвузовская конференция студентов и молодых ученых г. Волгограда и Волгоградской области: Тезисы докладов, Изд-во ВолГУ, Волгоград, 2003, с. 28.

19. Б.В. Аникеев, Н.В. Марусин, В.Н. Храмов, "Новый режим синхронизации мод в лазере с самовозбужденной цепью отрицательной обратной связи", Лазеры для медицины, биологии и экологии: Тезисы докладов конференции, БГТУ, Санкт-Петербург, 2004, с. 24.

20. Б .В . Аникеев, Н.В. Марусин, В.Н. Храмов, "Об естественном ограничении энергии генерации в ООС-лазере за счет паразитного фоторефрактивного эффекта", Лазеры, измерения, информация: Тезисы докладов конференции, БГТУ, Санкт-Петербург, 2004, с. 33.

21. Б.В. Аникеев, Н.В. Марусин, В.Н. Храмов, "Самовозбуждение в цепи электрооптической обратной! связи приводит к новому способу активной« синхронизации мод", Вестник ВолГУ. Математика. Физика, серия 1, вып. 8, 2003-2004,с. 182-186.

22. B.V. Anikeev, N.V. Marusin, V.N. Khramov, "On a new way of modes synchronization in the laser with a negative feedback", Proc. of SPIE vol. 5476, 2004, p. 8-14.

23. B.V. Anikeev, N.V. Marusin, V.N. Khramov On natural restriction of the energy generation in the NFB-laser at the expense of parasitic photorefractive effect, Proceedings of SPIE, vol 5447, 2005, p. 56-63.

24. B.V. Anikeev, N.V. Marusin, V.N. Khramov New regime of modes synchronization in the laser with an excited negative feedback circuit, Proceedings of SPIE, vol 5447, 2005, p. 72-79.

25. Anikeev B.V., Gurkin OA., Belonenko MB. On the dislocation mechanism of excitation of high-temperature photorefraction in DKDP, Solid State Lasers and New Laser Materials Proc. of SPIE, 1991, v. 1839, p. 324-336.

26. Аникеев Б.В. Условия нейтрализации паразитной фоторефракции в лазере с электрооптической отрицательной обратной связью, Квантовая электроника, т. 20, №6, 1993, с. 597-600.

27. Аникеев Б.В., Белоненко М.Б. Переходной процесс в электрооптической ячейке с задержанной отрицательной обратной связью, Квантовая электроника, 1993, т. 20, №1, с. 95-98.

28. Агашков А.В. Динамика моноимпульсной генерации неодимового лазера с положительной электрооптической обратной связью, Квантоваяэлектроника, т. 17 (№11), 1990, с. 1458-1460.107

29. Агашков А.В., Моргун Ю.Ф. Особенности генерации неодимового лазера с положительной электрооптической обратной» связью, Квантовая электроника, т. И (№12), 1984, с. 2465-2470.

30. Агашков А.В. Синхронизованная генерация поперечных мод в неодимовом лазере с положительной электрооптической обратной связью, Квантовая электроника, т. 13 (№4), 1986, с. 766-776.

31. Сонин А.С., Василевская А С Электрооптические кристаллы. М Атомиздат, 1971, 328с.

32. Комаров К.П., Кучьянов А.С., Угожаев В.Д. Сужение спектра генерации твердотельного лазера с инерционным насыщающимся поглотителем и отрицательной обратной связью, Квантовая электроника, т.24 (Лг°7) 1997. с 657-658.

33. Запорожченко В А, Каминский А.В., Пилипович И.В., Тылец Н.А. Стабилизация выходных параметров УКИ в импульсном HAF:Nd лазере с активной синхронизацией мод и отрицательной обратной связью, Квантовая электроника, 1990, т. 17, №1, с. 56-57.

34. Бурнейка К., Григонис Р., Пискарскас А., Синкявичюс Г., Сируткайшс В. Субпикосекундный лазер высокой стабильности на стекле:Nd с пассивной синхронизацией мод и отрицательной обратной связью. Квантовая электроника, т. 15 (№8), 1988, с. 1658-1657.

35. Воробьев Н.С., Коноплев О.А. Двухчастотный перестраиваемый лазер на основе электрооптической обратной связи, Квантовая электроника, т. 18 (№5), 1991, с. 576-578.

36. Аникеев Б.В., Гуркин O.A., Мельников C.B., Насыпаева И.В., Крутяков В.В. Об амплитудных характеристиках динамического фоторефрактивного эффекта в DKDP, Тезисы И Нижневолжского научного семинара

37. Танеев P.A., Ганиханов Ф.Ш., Камалов Ш.Р., Редкоречев В.И., Усманов Т Высокоэффективные предусилители пикосекундных импульсов на неодимовом стекле: и иттрий-алюминиевым гранате, Квантовая электроника* т. 23 (№12), 1996, с. 1065-1068.

38. Баянов ИМ., Гордиенко B.M., Зверева М.Г., Магницкий С.А., Тарасевич

39. A.П. Высокостаби л ьный пикосекундный лазер на ИАГ:Ш3+ с отрицательной обратной связью, Квантовая электроника, т. 16 (№8), 1989, с. 1545-1547.

40. Быстров Н.В., Захаров С.М. Лазер на гранате с отрицательной обратной связью, Письма В ЖТФ, т. 23 ГЖ7); 1997, с. 86-88.

41. Демчук М.И., Михайлов ВII Прибыток Г.А., Юмашев КВ. Лазер, генерирующий УКИ с управляемыми параметрами на основе отрицательной обратной связи, Квантовая электроника, 1991, т. 18, №8, с. 907-911.

42. Вальшин A.M., Гордиенко В.М., Краюшки и С.В., Платоненко В.Т., Попов

43. B.К. Генератор сверхкоротких импульсов излучения на алюминате итрия с управляемой добротностью резонатора, Квантовая электроника, т. 13, №8, 1986, с. 1713-1715.

44. Аникеев Б.В., Крутиков В.В. О динамических свойствах электрооптического затвора на DKDP в микросекундном диапазоне, Квантовая электроника, 1990, т. 17, №10, с. 1371-1374.

45. Агашков А.В., Моргун Ю.Ф. Влияние вторичного электрооптического эффекта на генерацию лазеров с отрицательной обратной связью, ЖПС, 1983, т. 39, № 3, с. 384-389.

46. Кузовкова Т.А., Нилов Е В , Чертков А.А. Получение квазистационариой генерации О.К.Г. на рубине и на стекле с неодимом, ПТЭ, 1972, №5, с.191-193.

47. Сгурман Б И, Фридкин В.М. Фотогальваиический эффект в средах без центра симметрии и родственные явления. М.: Наука, 1992, 208 с.

48. Фридкин В.М. Фогосегнетоэлектрики. М.: Наука, 1979, 264 с.

49. Фридкин В М, Попов Б.Н. Аномальный фотовольтаический эффект в сегнетоэлектриках, УФН, 1978, т. 126, №4, с. 657-671.

50. Фридкин В.М. Сегнетоэлектрики-полупроводники. М.: Наука, 1976. 408 с.

51. Каминский А.А., Лазарев В.Г., Фридкин В.М., Астафьев С.Б., Буташин А.В. Фоторефрактивный эффект в пьезоэлектрическом кристалле, ФТТ, 1989, т. 31, №8, с. 318- 320.

52. Anikeev B.V., Bakharev D.Yu., Belonenko M.B. Direct observation of photovoltaic current in high-temperature photorefraction m DKDP, Saratov Fall Meeting: Laser physics and spectroscopy, vol. 4002, p. 89-95.

53. Куценко C.A. Влияние фоторефракгивных процессов в элементах из DKDP на режим генерации твердотельных лазеров, диссертация на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук, Волгоград, 1999.

54. Синько Д.В. Экспериментальное исследование фотостимулированных процессов в кристаллах DKDP при комнатной 'температуре, дисс. на соискание уч. степени канд. физ-мат наук, Волгоград, 1997.

55. Аникеев Б.В, Синько Д.В. Зависимость динамического фоторефрактивного эффекта в DKDP от поляризации света накачки, Оптический журнал, т. 64, № 112, с. 56-59, 1997.

56. Dislocations and Mechanical Properties of Crystal, New York Academic Press, 1957, chap. 5.

57. Хан и ii Я. И. Динамика квантовых генераторов М.: Наука, 1975, с. 495.

58. Ла-Салль, Лефщец С. Исследование устойчивости прямым методом Ляпунова. — пер. с английского под ред. Гантмахера Ф.Р. — М.:Мир, 1964-у 166 с.

59. Аникеев Б .В., Синько Д.В. Об исследовании нелинейной многокомпонентной среды в лазере с управляемой внешней обратной связью, Квантовая электроника, 1997, т. 24, №6, с. 541-545.

60. Anikeev B.V. Possibilities of Dynamical Intracavity Spectroscopy in a Laser with External Feedback, Laser Physics, vol. 3, № 3, 1993.

61. Anikeev B.V., Pankratov I.A. Measurement of Photorefraction in DKDP by the Method of Intracavity Spectroscopy in a Laser with Negative Feedback, Laser Physics, vol. 4, №3, 1994.

62. Anikeev B.V., Pankratov I.A. Possibilities of Dynamical Intracavity Spectroscopy in a Laser with External Feedback (Experiment), Laser Physics, vol. 4, № 2, 1994.

63. Аникеев Б.В., Синько Д. В. Динамический метод лазерной внутрирезонаторной спектроскопии! фоторефрактивных сред; Тезисы международной конференции "Прик-ла-дная оптика 96", Санкт-Петербург, 1996.

64. Anikeev B.V., Sin'ko D.V. The application of external feedback in the laser spectroscopy of nonlinear media, Journal of Laser Application, vol. 9, №4, p. 205-210, 1997.

65. Anikeev B.V., Sin'ko D.V. Investigation of a nonlinear, multicomponent material in a laser with controlled external feedback, Quantum Electronics, vol. 27, № 6, p. 527-531, 1997.

66. Самсон A.M., Котомцева Л.А., Лойко H.A. Автоколебания в лазерах, Минск, Наука и техника, 1990.

67. Котомцева JI.A., Лойко Н.А., Самсон A.M. Квантовая электроника, 1982 г, с. 1384.

68. Statz Н., De Mars G.A., Tang C.L. Self-Locking of Modes in Lasers, J. Appl. Phys., vol. 38, p. 2212-2222, 1967.

69. Duguay M.A., Shapiro S.L., Kreuzer L.B. Picosecond substructure of laser spikes, Appl. Phys. Letts, vol. 12, p. 36-37, 1968.

70. Агабекян A.C, Грасюк A.3., Зубарев И.Г. и др. Радиотехника и электроника, т. 9, 1964, с. 2156.

71. Arecchi F.T., Gadomski W., Meucci R. Generation of chaotic dynamics by feedback on a laser, Phys. Rev. A, vol. 34, p. 1617-1620, 1986.

72. Самсон A.M., Котомцева Л.А., Лойко Н.А., Горчарук И.М. Кинетика генерации ОКБ с нелинейным элементом запаздываю-щего действия. Препринт ИФ АН БССР (Минск, 1973),

73. Григорьева Е.В., Кащенко С. А., Лойко НА., Самсон A.M. Мульшстабильность и хаос в лазере с отрицательной обратной связью, Квантовая электроника, т. 17 (№8), 1990, с. 1023-1028.

74. Grigoryeva E.V., Kaschenko S.A., Loiko N.A., Samson A.M. Nonlinear dynamics in a laser with a negative delayed: feedback, Physica D: Nonlinear Phenomena, vol. 59, p. 297-319,1992.

75. Котомцева Л.А., Лойко H.A., Самсон A.M. Изв. АН СССР. Сер. физич., т. 48, 1984, с. 580.

76. Лойко Н.А., Самсон A.M. Нелинейная динамика: лазерных систем с запаздыванием, Квантовая электроника, т. 21 (№8), 1994, с. 713-727.

77. Anikeev B.Y., Belonenko М.В. Transients in an electrooptic cell with delayed negative feedback, Quantum Electronics, vol. 23, № 1, 1993.

78. Ярив. А, Юх П. Оптические волны в кристаллах М: Мир, 1987, с. 248.

79. В.Г1. Сретенский Основы применения электронных приборов сверхвысоких частот.

80. Ханин Я. И. Динамика квантовых генераторов М.: Наука, 1975, с. 495.

81. Справочник по лазерной технике под ред. Байбородина, Криксунова, Литвиненко, изд-во Техника, 1987 г.