Нелинейное поглощение излучения ближнего ИК-диапазона радиационно окрашенными кристаллами со структурой флюорита, активированными неодимом тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.10 ВАК РФ

российская лклдшкя наук

ИНСТИТУТ ОЯДЕЯ «ИЗШИ

На правах рукописи Уда Б35.34: '621.378.325

СЫЧКВ СЕРГЕЙ МЬЕНРТОВЙЧ

НЕЛИНЕЙНОЕ ПОГЛОЩЕНИЕ ИЗЛУЧЕНИЯ ШИПНЕГО КК-ДШ1ЛЗСШ. р:\Щ1ЩЮ!тО ОКРАШЕННЫМИ ШСГШШгИ СО СТВЧСОТОЙ тогш. АКТИВИРОВАННЫМИ НЕСЩИШМ

01.04.10 - физика полупроводников я дамэктршюв

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соиекзниз ученой етелояи кандидата физико-математических. паук

РвОота шпошена в отделе физики Pili •

физики твердого тела Института оОщой

Научные руководители;

0£ацаальвые оппоненты:

Ведущая' организация

доктор фазико-ыатематичеких наук, профессор D.H. Боронько кшдвдат физико-математических наук, С.Б. Миров

доктор фгаико-математнчэских наук, О.Б. Чередниченко

кандидат физико-математических наук, H.H. Ильичев

Физический институт Российской анадеши наук

Защита диссертации состоится " jf) ■« /// 19эЗг- в час. на еасэдеша Специализированного совета н 2 (Д. 003.49.03) йнатитута общей фззики РАН по адресу: ' • И7Э42, г. Москва, уд. Вавилова, 39.

С дессертащэй можно ознакомиться в библиотеке ИОФ РАН.

Автореферат разослан " />Д К

199 J> г.

Ученый секретарь а"

Специализированного' еВйет'еу \

доктор ®аз.-иат| наук I Ирисова

с-'-) -1 У

ОЕЩ&Я ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность теш.

Эффект невшейного поглощения веществом лазарзсго излучения язляагся нэ только мадам Ьнструмэятом исслэдовашя в фетпаз т&ардого тела, квантовой олзктрсшакв, Сазпзиэ полупроводников п диэлектриков, но Емэвт и больное прикладное значение. Шаровое й^зазпзше лазеров с пасснвниш лазершаш ватворетя в фязичэских козле дованшп:, целлнейпсй озгтхв, ллзоршЗ спактроскоши, етдишле а гахпологди горсяо кзеостно. К достоинствам типа пассивных •кзззринх затворов (ГШ) относятся простота в цзготсвлеияг, относительно малые размеры а достаточно шсокае параметры шлучаеьш шяоикпулъсов. ■

В посладине года повысился кнтерэс и ПЯЗ на основа диэлектрических кристаллов. Это схЗъясЕяатсп тон, что тшша затвора гатокснчны, пкевт малые размеры, обладают достаточно высоггоЗ фотог я та ^»стабильностью. В результата для лазеров видимого и ближнего ЯЙ-диапазона (до 1,1 мкы) бал прэдлокан ряд ' эффективных кэдуляторов добротности на основе кристаллов, обладащпх высокими засплуатацисшшми параметрами, например кристаллы Ь1Р с Р^ цзнтремя 01фаски 010). Ы? со стабилизированные гндрокстлон ~ ¡ЭЭ, хромсодеряашив гранаты с фототропными центрами и др. С другой стороны, набор ПЛЗ для лазеров, излучающих в диапазоне 1,1-3 мм достаточно Седея. К началу настоящей работы яз.твердотельных ПЛЗ для данного диапазона выли предложена только щелоЧво-галолдныз кристаллы с г4 ДО. Эти затворы ¡смеют ряд недостатков, связанных с большей гигроскопичность кристаллической матрица и недостаточно

високой терта стабильностью центров окраски.

Известно, что двухвалентные нош редкоземельных элементов юле ют интенсивные полосы поглощения, обусловленные квгаонфигурациокшми Г-й переходам». Как следует из литературы в кристаллах СаР^ вти перохода обладают большим эффективным сечением поглощения, что позволяет надеяться на возможность использования кх в качестве пассивных модуляторов добротности резонаторов лазеров. Однако в литературе отсутствуют какие-либо сведения о нелинейном поглощении в кристаллах со структурой флюорита, содержащих двухвалентные редкоземельные ионн.

В связи с этим является, несомненно. актуальной задачей поиск новых нелинейных поглотителей для ближнего Ш-диапвзонв и изучение их спектроскопических свойств.

Целью диссертационной работа являлось изучение поглощения мощного лазерного излучения кристаллами радяациояно окрашенных щелочноземельных фторидов, активированных неодимом, и возможности использования их в качестве пассивных лазерных затворов твердотельных лазеров.

Для достижения поставленной в данной работе цели были решетш следудаго задачи:

- В оптическом диапазоне 1,1 - 1,54 мкн экспериментально определены зависимости просветления ИК - полосы поглощения ионов двухвалентного неодима в кристаллах СаР^Ш , ЗгТ^М и Ва?2:М^+от длины волны лазерного излучения, пвдаадего на кристалл и от типа кристаллической матрицы в которой находятся ионы

- определены основные спектроскопические параметры, характеризующие нелинейное поглощение в исследуемы?, кристаллах.

такка как эффективное свчешЕв поглощение, время релаксации просветленного состояния, степень просветления и природа остаточного поглощения; - внявлены возкояности практического првданокия ползкеаного поглощения в исследуемых кристаллах для управлэиия добротностью резонаторов неодшовнх лазеров с рабочей капаю?« генерации 4?3/2 - 4113/2 и эрСиевого лазера, работавшего на переходе 4113/2 ~ 411б/2" ^!Р0ЕвдаЕЫ энсперагмнтн го использованию крзс-таллов Зг?2:Иб. для пассивной сингрспязялпи код неодшовнх лаззрев с гевдрационнш переходом 4?3/2 ~ 4113/2" Научная новизна

Впервые экспериментально обнаругэно просветление кристаллов СаР2:Щ2*, БгР2:Ш2+ и Ш^гМ2'1' в диапазоне спектра 1,1 -1,54 мкн. Изучение спектроскопических параметров етпх нелинейных поглотителей привело к разработка новых пассквшх шдуляторов добротности резонаторов твердотельных лазеров, налучаадих в области 1,2 - 1,55 мкн, а также новых пассивных синхронизаторов мод неодамовых лазеров с генерационным переходом 4Р3у2 - ^13/2' Практическое значение

8 результата проделанной работы предлегевы и разработаны новые пассивные лазерные затворы на основе даалектряческих кристаллов, содержащих ионы Ш24 для твердотельных лазеров Олпзнэго ИК - ' диапазона ( = 1,2 - 1,55 мкм ) которые признаны изобретенном. Применение данных затворов позволяет реализовать как рваны модулированной добротности, так и реаш пассивной евнхронизвцин мод лазера. Полученные в работа экспериментальные результаты позволяют уточнить механизм поглощения света в кристаллах МеР-:Ш2+ и могут быть использованы для разработки новых пассивных

лазернш затворов на основе кристаллов, содеркардех ионы двухвалентных редкоземельных ионов.

Публикации. По материалам диссертации опубликовано 8 печатных работ.

Апробация работы. Основные результата работы докладывались и обсуждвлись иа Kill Иэкдународной конференция по когерентной и нелинейной оптики (Минск. 1988); I Европейской конференции по квантовой электронике (ВДЕС, Ганновер, 1968); VII Совещании- семинаре "Спектроскопия лазерных: кристаллов (Сочи. 1969); V Международной конференции "Перестраиваемые по частоте лазеры" (Иркутск, 1989). VI Всесоюзной конференции . "Оптика лазеров" (Ленинград. 1990). Конференции по лазерной электрооптике ( СЬБО, Балтимор, 1991).

Личный вклад автора в решение задач, поставленных в диссертации, заключается: I) в проведении экспериментов и теоретических оценок, 2) разработке новых пассивных лазерных затворов, 3) интерпретации результатов и формулировке выводов (совместно е руководителями д.ф.-м.н. Ю.К.Воронько и к.ф.-м.н. С.Б.Мировым)

Объем работы

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы из 1Б2 наименований и содержит 140 страниц (общий объем), 31 рисунок, 5 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дано обоснование актуальности выбранной темы диссертационной работы, сформулированы цели и задачи, научная новизна и практическая значимость, кратко изложено основное содержание частей диссертации, а такие приведен^ сведения о

публикадяях н спробецки работы.

В парвоЗ глава праведены литературные сведения по нелинейному поглодает» в различил средах и использовании нелинейных поглотателеЗ для . управления добротностью резонаторов лазеров. Ошсвш спзктроскошгческйэ модели по которкы идет поглощение в прэс^гдавихся фильтрах, завасзшюсть характера просветления от спектроскопических параметров нелинейных поглотиталей. Кроме того рассматриваются критерии, предъявляемые к пассивным лазернйм затвора*, влзяниэ спатроскопических характеристик активной среда и затворов на ре кили работы лазеров. В конца главы приведены сведения по пассивным лазерным затворам для твердотельных лазеров вядаюго и ближнего ИК-даапйзова, при этом более подробно рассмотрена ГШЗ на основа кристаллов.

Во второй главе обосновывается выбор объектов исследования. Кристаллы били внбраны в качестве объектов исследования

из следугадах соображений: I) ионы двухвалентного неодима в кристаллах щелочноземельных фторидов имеют широкие полосы поглощения, обусловленные мезэсонЗЗагурациошшш 1-1 переходами, причем эффективное сечение поглощения данных ионов достаточно большое; 2) поглощение ионов Ш2+ попадает В область генерации широко распространенных неодимовнх лазеров с АГ0Н ~ 1,32 мкм и эрбиевых лазеров на стекле с 1.54 мкм; 3) кристаллы щелочно-

земельных фторидов обладают низкой гигроскопичностью, высоким оптическим качеством, технология их выращивания хорошо отработана.

Кристаллы КеР2:Ш были)выращены методом Бридамена-Стокбаргера, процесс роста происходил в .восстановительной атмосфере с использованием фторирующих реагентов. Примесь неодима вводилась в виде фторида неодима, концентрация которого варьировалась от

3>10~3 до 1,5 btS. Для восстановления неодима до деухвалэнтного состояния кристалл» подвергались воздействав юназврущаго излучения. Часть образцов била облучена f-квантами от источника Со60. Другая часть образцов окрашивалась с помощью электронов шсоких ввергай ( вкергия Т Юз, срэдокй ток 1 мкА ). •

Даяза описиваотся те пенса акспериманта по тердо- и фото-обзсцБзчяБашаз исследуемых кристаллов. Спектра поглощения исследуемых кристаллов ешаалиСь но спектрофотометрах СФ-8 а СФ-20. Эксперименты по тер^ообесцвзчзшшша кристаллов и отаигу проводилась с использованием шпогабарятпой почки HITACHI IRC-2. Скорость нагрева прл тор&ообасцБЭЧнвшии составляла 4 ± 0,2 град/мил. Изко-

?4

раинэ оптической плотности окрещенных кристаллов L'eF^ :Ш проЕодщгась на длшо вояпц, близкой к максимуму ИК-полосы поглощения иошя Щ в данной матрице. Отжиг кристаллов тшше проводился о помощью малогабаритной печки HITACHI IRC-2. Для оптического обесцвечивания радиацяонно окрашенных красталлов EeFg:Hd^+ использовалось и3лу,епиэ азотного импульсного лазера ЛГИ-21 и гели® - кадетавого лазера ЛШ-11. Оптическое обесцвечивание проводилось при когдаатшй температуре.

Далее во второй главе рассматриваются методики по определению

свектроскопЕчэишх параметров нелинейных поглотителей на основе р.

кристаллов МэР2:К1 . Насьщапгеося поглоще!ше в данннх кристаллах :исследовалось на даадах волн 1,06; 1,1-1,22; 1,34; 1,5 и 1,54 мкм. Для этого были нсгользовеш следутеае источники лазерного излучения: I) лазер JTH-40Í, работающей с частотой 12,5 Гц ( энергия ишулъса 200 йДх, длительность - 20 не ); лазера МАЛСАН-201 на основе кристаллов Lií-.Fg (частота 7 Гц, длительность импульсов 8 не); лазер на основе кристаллов УА1203:Ш с ^^«1,34 нкм (час-

тога до 2 Гц, энергия ¡мпульса 50 цДн, длительность - 45 по); лазера ММСАН-201 с ВКР-пр-зобразоватэлем на основе 'отисталлов Вз(К03)2 (частота 7 Гц. длительность импульсов Б не) а эрбиэвогэ лазера на стекле с Хгдв~1,5.1 икн (частота до 2 Гц, шзргия ишудь-са 30 цДв, длительность - 40 не).

В третьей глапэ описаны вксгорзменти по нелинейному поглощению кристаллов Са?2:Щг+, 5гГ2:Ш2+ и Ваг^Ис!2* в диапазона 1,06 - 1,54 им.

Основная часть исследований была проведена с использованием лазера, излучавшего на длине волны 1,34 мта. Нзлинейный характер поглоцвшя лазерного излучения дшшоЯ длпш волзш бил обиаруяен для всех исслвдуеких кристаллов. Лучие других просветлялись криоголлы фтористого стронция, содержащие ионы 1КГ , для которых излучение о длиной волны \ = 1,34 ккм попадает в максимум полосы поглотдаш. Величина просветления кристаллов ВаР^Ш21" меньше, чом у Бг?2:К12+. Кристаллы СаГ2:К<12+ под действием лазерного излучения с А = 1,34 кяи практически ее просветляются (при плотности модности лазерного излучения, достигающей 160 МВт/см3, пропускание образца с Т0= 48 % увеличивалось до 52 55).

Характерны для всех исследованных кристаллов является наличие значительного остаточного поглощения, а там» необходимость применения достаточно больших плотностей лазерного излучения для достиеония нелинейного поглощения.

В кристаллах СаР2:1Иь и 8гР2:Ш не обнаружено нелинейного поглощения■лазерного излучения длиной волны 1,06 икм. Для кристаллов фтористого Оария с ионами двухвалентного неодима обнаружено небольшое оатекпенш кристаллов при плотности ыодоости излучения более 30 МВт/см2. В диапазоне спектра 1,1 - 1,22 мкм кристаллы

СаР2:!!<32+ такгз практически нэ просветляются. Для красталло» БгУр'.ПЛ24" я в укозашта дкапазока получэиа айвагакостз

валзчшщ пропускания ог душны волны при поот-оапюй плотности вдаостц лавёриого излучения, котороэ составляло веетшну « 30 МВг/сы2. Щш сибвдшп дляш шлю лросввтллзцэго лазерного излучвЕВЯ в болеэ ддашгаво-шову» область ( 1,5 к 1,54 мкы ), способность просвоглвшл красталлоз Зг^Ш2* и БаЗ^Кй2* резко уг.знькзогся. Для данной области лучше другше иросвотлязогса ирзсталгы СаРг,; ^й .

Во втерта параграфе ксслэдуется дрзрода остаточного П0ГЛ0ЩЗШ1, 33])£КГСрН0Г0 для везх трох пшов кристаллов. Подробно изучалась дез наиболее вероятна прачкпи оотаточшх потерь: шоговэнтровоа характер Щ-хювоса логлощэшш и налачпо пэглоцзшд

о.

о .ВОЗбуЗДЭШЮГСГ урОЕПЯ ИОИСВ Е(1 .

З^скзршаши! по торкообосцвачаванив показала, что восааапзд Форш полосн поглощения но происходит, что свздэтельстБозадо бы о кадячш Ееокодаик цсш-роа, поглозагщкх в данном диапазоне. Пр.? оптичсскси обеспвзчнввдпи таккз нэ обазрукено какш:-лабо кскагэгай Сборка ПК- погаси. С&кштк поглэдэни кристаллов Ца*,,:К<1г+ показали шхшув воспрогзЕодекость ИК-полосц поглозюшл ьо всем даапазо::а концентраций наодиыа, вводааюго при выращивании, а такие пру разллчагх дозах об-пучешя кристаллов. Приведошшо результата ' сзцдэтояьстБуот об одюцентровом характера полосы ногловдшш, чхо подтверждают тахзе лнторотураце данные.

исследование щташг просветландя для ряда кристаллов, клэк^з: различное начзльпое пропускайте, показало, что величина максимального пропускания кристаллов ТГ;?дт определяется только его начальным пропусканием Т0 и но зависит от предисторзи образцов

(«опцбптрсцст.вводаэдго неодима, дозы облучашя и т.д.). Текст ксрроляцпя Тгсах ц TQ характерна для случая поглогцзикя о возбужденного уроаня. Кроме того, дня кристаллов BaiV,:Kdr*s обнаружено нвбодыаоо затоказпие па дошпэ еолзи 1,03 шк. Получзнннз результата позволяют едзлать швод о наличии пеглодопкя с Еоабуддзнпого уровня еспов Ш2+ в кристаллах L'eFgifid24.

В третьем ларэгрсфэ приведены экспэргмэнты по опрэдвлошяэ

ох

врокэхш гкзни т возбудцошюго состояния попов Ист . Так как релаксация возбужденного состояния коноз Нйг+ идет, в основном, за с;ст бсзнзлучатольяых пэрэходов, то для опрэдэлэния t бил использован катод, основанный па определении вромэнл ролсксоцга просвэтлешюго состояния' шлшгайного поглотителя. Просветлящяа лазаржй няг/льо поело прохождения образца ослаблялся, затем, пройдя лплнз оптической задернет, вновь попадал на образец з качество зондорунцэго. Кз зависимости пропускания образца от врокевп оптичоскоЯ задэрзки для кристаллов Sri^Hd на длшю зодзи 1,34 ккм бадо оценено i. которое составляет величину короче I но. В дальнейиеа вкспоряглэнты по пассивной сшпрснизацка код показала:, что время izzsim ионов Ш2+ а возбуздешюм состояния порядка ''00 по.

В чзтвэртс.з параграфа приводится обоснованна споктроскопн-

чесиоЗ ;:одэл5, списнпасхза поглощэнеэ ионов в хсрнсталлах

"еГ2:Кй- . Данная модель учитывает погйоцашю с созбувдзгавдго р,

'уровня ионов Ш а одэкиптло охшенваэт процесс проезетяония радаашмкно онраазшшх кристаллов целочнозекэльпнх фторидов, Екктяраваипис коодазом. Далее списываются энсперззлентц по доюрэняо цгфэктквного сочвияя поглощения о в кристаллах SrigSRJr на длило солы 1,33 «км. Опродоленаэ о из спектров пох'локания

затруднено из-за шопредэлониостЕ концентрации Ш в раддеционно

окрашнннх кристаллах На^Ш. оовтону эначеше о было определено

р.

кз крав« пресватдэеия кристаллов Зг?2:Ш и составало шлнчшу »

то о

2-10 саг*' (в гфадаолоЕйщш, чз-с % » I вс). Кзтенсишость насыщения 1е«!п>/ох хуш кристаллов ЗгР2:К42+ ва длине волнв 1,34 иод, определимая шш> из крашзс просвотлэнил составило Еаднчину » 63 Шг/ал^, е дая крлсгшашв нв дата волны 1,64 цкм «

48 Шг/ег2. Лая кристаллов 0аР2:Ш24' на длине во лил 1,54 пев: оцэ-

р.

нело врз!ла шава еопое Нй в возбуздэшгаа соотояшш, котороэ Емэаг ьначашз « 700 пс.

В вшшяшолшоа параграфа рассматрпваетсн торго- а фэтоустойчтюсг-ь радаациошю окраазншх кристаллов Показано,. что гор^ооОесцвечиваакс в ¡срисгаллах СаР2:Шг+ е ЗгР^кшеп? явно шргшэншй отупончвтнй характер, что подавэрадавт тшоеэ леторатуршэ дазшо, Это позволяет еошкшть тсрдоустоЕчавооть радаащюшо окрсаэшш; кристаллов СаГ^.'Кй2* в ВтУр^Ий^ за. 0731 ЕрэдверктельЕОГО отаага при 13СРС а 100°С соответственно, прпчоы оптическая плотность образцов после отката достаточна дяя ксдольБоаанил пх в качестве ПЛЗ. Показало, что кристаллы ЫэТ^'.М устойчива к облучению их в Ш-полосу даглоцэшя конов ]И2+.

В четвертое главе ошоош екешриыэнты по использовании ■кристаллов цзлочнозоколышг; фторидов, содергаздг. иона Нй2+ в качестве ГШ.

Как показали генерационный шелоршэнты, наиболэо еЗфэкгашшуи ПВЗ для наодеовых лазеров с рабочим переходом 4Рз/2~4'113/2 является кристаллы Бг?2:Г!й24. Они былк использованы для пассивной модуляции добротности импульсных лазеров на основе кристаллов

YA103:Nd и YAG:Nd.

В первом случае розоиатор, длиной 70 сн, состоял из плоских дихроичнкх зеркал, мовду которыми находилась фокусирующая система из двух ятз с фокусшм расстоянием 10 см. Ш3 помещался э перо тяжко мезду лщзэаки. Отрагение выходного зпркала составляло 75%. Пропускание ПЛЗ варьировалось от ¡56 до 80S. Частота накачки составляла I Гц.

Для данного лазера бил получен стаОпльшЭ ноноилпульсный режим работы. Длительность шпульсов на полуЕЛсстэ изгонялась в пределах от 35 до 160 не. Для ШПЗ с начальным пропускание 73% анергия мопокшульса составляла 14 мДз (при 170 г.'Дд п регяме свободной генерации).

р±.

Кристалла SrJVj.-Jíd была такаэ использованы для модуляции добротности резонатора лазера на основе зсристалла YAGrlíd, излучавдэго на длине волны 1,32 ет. В атом случае резонатор бал близок к полукогадентрлческому со сферическим зеркалом радиусом 40 см, отракавдрм 100 % ив душно волны генерации. Частота следования импульсов накатки составляла 12,5 Гц. Затвор с началышм пропусканием 8655 располагался близко к выходному зеркалу, отражающему 74% излучения. Отраяоние зеркал на длине волна 1,06 ккм не превышало 6 %.

3 данном резонаторе получен стабильней ионоимпульсннй реаим генерации лазера. Данный резонатор позволял получать генерацию 'одной поперечной мода даае боз дополнительных диафрагм. Энергия моноимпульса в TEJqq моде при длительности импульса 70 не составляла 2,5 кЦк (в регвшв свободной генерации 7,7 мДа). В многомодо-вом режиме энергия импульса была 6,3 мДя при длительности' IQQ не (в режиме свободной генерации 15,2 мДзя, соответственно). При у во-

личенни частоты импульсов накачки до 50 Гц ПЛЗ работал достаточно стабильно * . '

Во втором параграфе рассматривается рекш генерации цуга модулированных. импульсов нзоддаоваго лазера с ПЛЗ на основе кристаллов SrigtiM2*. Показано, что гсзазненцен велитена начального пропускания затвора в внергка шжно варьировать длнтельшсть икпульсов в цуга от 50 до 250 не, в периодичность следования импульсов от S до 40 оде. Нвстабильность частоты следования импульсов не прешвает 203, нэстабильность по ешиштудз варьируется от 30 до БОЯ.

Далее в главе описываются эксперименты по использовании кристаллов CaJ,2:Nd2+' и ВаГ^НА^4 для модуляции добротности резонатора лазера на кристэлло УА103:Н<1 с ,34 мкм. В атои

случае-режим ивдулиросанной добротности также был реализован, , .одаако енергегичоскво параметры лазера были значительно хуке. Более эффективным оказалось использование кристаллов CbF2:H<i2+ для модуляции добротности резонатора эрбиевого лазера на стекле с

Aygg" 1,54 «Ш.

В четвертой параграфе описаны эксперименты по пассивной синхронизации мод неодйковых лазеров с генерационным переходом 4Г3/2 ~ (3/2 0 кристаллов SrF),:M2+. Так для реализации

синхронизации мод лазера на кристалле YAG :Ш был выбран " полуконценгрический резонатор с плоским выходным зеркалом и сферическим "глухим". Зеркала были дихроичными, отражение • выходного »врала на длине волны 1,32 мкн составляло 74 5. Отраке-ние зеркал на длине волны I,t)6 мкм не превышало 5 %. Длина резонатора менялась, в-зависимости от фокусного расстояния зеркала от 50 до 150 см. ПЛЗ располагались в непосредственной близости от

выходного зеркала и выли повернуты относительно оси резонатора lia несколько градусов. Пропускание затворов менялось от 75 до 90:. Применение ПЛЗ но основе кристаллов BrJ2:Bd2+ позволило получить стабильный резким синхронизации мод со стопроцентной глубиной синхронизации и .высокой воспроизводимость!) ¡»70-90:1. Длительность пичков в хвостовой части ЩТа (измеренная с помощь» стрик-камера IHACON-501) при длине резонатора 51 см составляла величину < 400 Лс. 8 первой половине цуга длительность пичков варьировалась от 600 до 800 пс. По-видимому данные времена характеризует скорость затемнения ПЛЗ» что и ограничивает длительность пичхов. Длительность цуга импульсоз изменялась, в зависимости от плотности затвора от 130 до 200 не, анергия цуга левада в пределах от 1,5 до 2,4 мДк.

В заключении приведены основные результаты диссертационной работы.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

в диссертационной работа решена задача определения основных спектроскопических параметров поглощения электромагнитного иэлученмр ИК-дмпаздаа í«06 ~ 1,55 мкм в радиационно окрашешшх кристаллах щелочноземальных фторидов, активированных неодимом, и изучения возможности использования таких кристаллов для пассивной модуляции добротности резонаторов лазеров, работающих в этом диапазоне.

Полученные 8 работе экспериментальные результаты позволили более полно представить механизм поглощения света ионами двухвалентного неодима в этих кристаллах и разработать новые пассивные лазерные затворы для твердотельных лазеров, излучающих 8

лазеров, излучатцш в диапазона 1,2-1,55 щм.

В работе получены следуищга основные результаты: ''

1. Впервые экспериментально обнаружено нелинейное поглощение лазерного излучения плотностью мощности 6-100 ЫВт/см2 радиа-ционно окраиотшки кристаллам щелочноземельных фгорндов, акти-вщзовашшх ионами вводима в диапазоне спектра 1,06 - 1,54 мкн. Показано, что максимальное просватлошю кристаллов Бг^Нй2"1' достигается на длине волна 1,34 мкм, кристаллов СаР2:М.2+ - на длине волны 1,54 ¡¿км. Просвэтлэште всех трех типов кристаллов характеризуемся нштачием остаточного поглощения.

2. Экспериментально определены спектроскопические параметры, характеризуюсь налшейиоэ поглщеше в исследованных кристаллах. В том число: а} оценено сффективное сечение поглощения в кристаллах 5г?2:ка?+ па длина волны 1,34 мкм, величина которого пе меньше г-Ю'^ск2 б) показано, что время релаксации просветленного состояния в кристаллах БгР2:Ш24 на длине волны 1,34 мкм короче I пс, в) оценено время релаксации просветленного состояния в радаацпонно окрашенных кристаллах СаР2:Ш" на длине волны 1,54 гам, которое составляет величину « 700 пс. г) показано, что остаточные потери в радиационно окрашенных кристаллах НеР2:М определяются наличием поглощения с возОукденного состояния ИОНОВ N(1 .

3. Предложены и разработаны ноше пассивные лагерные затворы на основе кристаллов щелочноземельных фторидов, содержащих ионы Щ2+ для лазеров, , .излучапцик в оптическом диапазоне 1,2 -1,55 мкм. Кристаллы СаР2:М2+, БгР^Ш2*, Ва?2:Ш2+ были использованы для пассивной модуляции добротности резонатора

. неодимовых лазеров, работающих на переходе 4Р3/2 " 4113/2' а

кристаллы Ca?.,: Ni - для пассивной модуляции добротности резонатора эрбкавого лазера на отекла с гепорииснвшм переходом

4113/2 " 4115/2*

4. О помоцьв пассивного модулятора добротности, выполненного из кристалла SrF2:Hd2+ реализовал реяли ширеинг-вцая иод неодаковых лазеров, работа'яиих па переходе " 4It3/2*

Получена статистическая воспроиззодазость резина синхронизации шд до 90S при длительности гагчков в цутэ ноте 400 пе.

Основные результаты диссертации опубликована в слодупцих работах:

1. Басиев Т.Т., Воронъко D.K., ÎAipoB C.B., Осико А.В., Сачев С.А. Спектроскопические параметры ¡нового пассивного лвзорного затвора на основе МеР,: Ndr+ // Краткие сообщения по физика 1989. Я 1. С.20-22.

2. Басиав Т.Т., Воронько Ю.К., Миров С.Б., Осико A.B., Осико В.В., Сычев С.А. Твердотельные проспетляадиася. фильтры для диапазона спектра 1,1-1,55 мкм // Тез. докл. XIII Меядунар.ковф. по когерентной и нелинейной оптики. Минск, 6-Э сентября 1988. Часть IV. С. S5-66.

3. VâKhidoT P.A., Zverev P.G., Konyushkin V.A., Я1тот S.B., Syehev S.A. laser media on Intrinsic and doped color centers // Digest ol EQEC'88. University oi Hannover. 1988. P. TMC6.

4. Baalev T.T., ïlror S.B., Syclsev S.A. Crystalling paaalve Q-Sffltchers for 1.3-1.6 шп laser /7 Digest of CLE0'91. Kay 12-17. Baltimore, Maryland. 1991. P. TtiR37.

5. Басиев Т.Т., Воронько Ю.К., Миров С.Б., Осико A.B., Сычев С.А.Новые твердотельные пассивные лазерные затворы для лазеров

блшнего ИС-даапазона // Tes. докл. VI Всю союзной конф. "Оптика лазэров". Ленинград, 1990. С.199.

6. Басиев Т.Т., Воронько Ю.К., Itopc® С.Б., Оснко A.B., Осико В.В., Сычев С.А. Пассивные модуляторы добротности на основа кристаллов щэлочновемольншс фторидов с еонеш N1 для лазеров ближнего ИК-диапазона: Трудн V Межд. конф. "Перестраиваемые лазеры" / Новосибирск: 1990. Часть I. С. 196-199

7. Басиев Т.Т., Воронько Ю.К., ItopoB С.Б., Осико A.B., Сычев С.А. Нелинейное поглощение кристаллами MeFg:Kd лазерного излучения

в ближнем ИК-диапазоне Ы.: 1389 (Препринт ИОЭАН СССР JS 64). 16 с. 8. BaBlev T.Î., Ulrov S.B., Sychev S.A. Pasaive laser Q-switches based on ЫеР2:Ка2+ (He-Ca.Sr.Ba) cryatale /f БР1Е Solid state laser and new laeer'e raaterialB. 1992. Vol.1839.