Оптически связанные линейные и многопетлевые адаптивные резонаторы с модуляцией добротности тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.21 ВАК РФ

На правах рукописи

КЯЛБИЕВА Светлана Анатольевна

ОПТИЧЕСКИ СВЯЗАННЫЕ ЛИНЕЙНЫЕ И МНОГОПЕТЛЕВЫЕ АДАПТИВНЫЕ РЕЗОНАТОРЫ С МОДУЛЯЦИЕЙ ДОБРОТНОСТИ

01.04.21 - Лазерная физика

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Нижний Новгород 2004

Работа выполнена в Ковровской государственной технологической академии.

Научный руководитель: Научный консультант:

доктор технических наук, профессор А.Н.Кравец

доктор физико-математических наук, профессор Т.Т.Басиев

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук,

профессор Сорокин Юрий Михайлович

кандидат физико-математических наук, доцент Прокошев Валерий Григорьевич

Ведущая организация:

Институт Проблем Лазерных Информационных Технологий РАН (Шатура, Московская обл).

Защита состоится _2004 г. в ^Учасов на засе-

дании диссертационного совета Д 212.166.07 при Нижегородском государственном университете им. Н.И. Лобачевского (603950, Н.Новгород, ГСП-20. пр.Гагарина. 23. корп.4. ауд.

С диссертацией можно ознакомится в фундаментальной библиотеке Нижегородского государственного университета.

Автореферат разослан " Ое^П^^^р 2004 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

В. В .Черепенников

¿0 0 5-^

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы:

Исследования динамики процессов устанавливают физическую картину работы лазеров в различных режимах [1,2] и необходимы для управления параметрами лазерного излучения. Описание импульсных режимов генерации принципиально невозможно без рассмотрения динамики процессов.

Твердотельные лазеры на неодимсодержащих средах обладают максимальной мощностью излучения в широком интервале длительностей импульса и частот генерации. Исследования, выполненные в Ковровской Государственной Технологической Академии и научном центре лазерных материалов и технологий Института общей физики РАН [3,4] показали, что наилучшим образом требованиям высокой пространственной яркости и малой расходимости излучения удовлетворяют НАР:ЫсГ -лазеры с пассивными затворами на кристалле иР:^'. Эффективным способом создания мощных лазерных устройств с высокой направленностью излучения являются оптически связанные лазеры [5]. В системе даже двух оптически связанных лазеров наблюдается сложное динамическое поведение интенсивности излучения. До конца неизученным остается вопрос о влиянии различных параметров отдельных лазеров на их временные и энергетические характеристики. Актуальной представляется разработка математической модели оптически связанных через полупрозрачное зеркало технологических НАИМё лазеров с пассивной модуляцией добротности кристаллом ЫР:/<2~[6]. Она позволяет понять механизм возникновения цугов импульсов при слабой модуляции мощности накачки, наметить пути управления излучением подобных технологических лазеров, а также оптимизировать практические режимы их работы.

Наряду с традиционными лазерами, основанными на процессах вынужденного излучения в активных средах, созданы генераторы на нелинейных эффектах. В основе действия таких лазеров лежит перекачка энергии на светоиндуцированных динамических решетках, записываемых в нелинейной среде интерферирующими волнами. Эти генераторы обладают возможностью генерировать пучки с обращенным волновым фронтом (ОВФ) и достигают высокой яркости излучения благодаря динамической компенсации фазовых искажений в активной среде и в оптических элементах [7,8,9]. В настоящее время установлены основные закономерности и построена теория стационарной генерации лазеров на динамических решетках для различных нелинейных сред и различных резонаторов [10,11]. Но возникновение и кинетика генерации до сих пор остаются слабо исследованными. Ос-

иис. НАЦИОНАЛЬНАЯ

БИБЛИОТЕКА

¿-ара?

/-/ГШ

новной причиной этого является сложность решения системы нелинейных уравнений для зависящих от времени величин даже при простейшем двухпучковом взаимодействии. На кафедре Лазерной физики и технологии Ковровской Государственной Технологической Академии и в научном центре лазерных материалов и технологий Института общей физики РАН были экспериментально исследованы петлевые схемы генератора с самонакачивающимся ОВФ-зеркалом, основанном на 4-х волновом взаимодействии с обратной связью [12]. В этой связи была поставлена задача численного исследования динамики процессов генерации лазерных устройств с ОВФ-зеркалами для оптимизации их параметров и выяснения механизма возникновения импульсов самомодуляции при непрерывной накачке.

Твердотельные лазеры в режиме модуляции добротности эффективно используются для оптической накачки молекулярных газов [13]. В научном центре лазерных материалов и технологий Института общей физики РАН были исследованы внутрирезонаторные методы оптической накачки газа излучением кристаллического лазера с однородно уширенной линией усиления. Поглощение в газе на нескольких центральных частотах приводит к насыщению коэффициента усиления кристалла и повышению эффективности накачки по сравнению с внерезонаторными методами. Исследование динамики генерации GGG:Nd-лазера в режиме активной модуляции добротности с внутрирезонаторной оптической накачкой газа необходимо для понимания процессов передачи энергии излучения из кристалла в газ и оптимизации режимов генерации молекулярного газа.

Целью диссертационной работы является численное исследование динамики генерации оптически связанных линейных и многопетлевых адаптивных резонаторов в режимах пассивной модуляции добротности кристаллом 1лР:Р2~, самомодуляции добротности на решетках усиления и активной модуляции добротности с внутрирезона-торной оптической накачкой газа.

Теоретическая и практическая значимость результатов. В

работе разработана математическая модель, позволяющая объяснить механизм возникновения экспериментально наблюдаемых цугов импульсов в линейных оптически связанных резонаторах и оптимизировать режимы их генерации. Проведено математическое моделирование, позволяющее объяснить высокую эффективность работы в им-пульсно-периодическом режиме генерационно-усилительного устройства с интерферометром Саньяка в качестве концевого отражателя и оптимизировать режимы его генерации. Предложен способ нор-

мировки балансных уравнений в одномерном приближении, позволяющий увеличить скорость счета в 80 раз. Создана математическая модель, позволяющая объяснить механизм самомодуляции гигантских импульсов в многопетлевой схеме с адаптивными резонаторами и решетками усиления на основе четырехволнового смешения в активных средах и оптимизировать режимы их генерации. Проведено сравнение двух математических моделей - на основе балансных уравнений в частных производных и на основе уравнений для связанных волн; показано, что динамика генерации адаптивных резонаторов с обращением волнового фронта одинаково успешно описывается обеими моделями. Разработаны алгоритмы, позволяющие объяснить механизм оптической накачки газа излучением твердотельного лазера с однородно уширенной линией излучения, находящегося внутри того же резонатора и оптимизировать эффективность этой накачки.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Предложена оригинальная математическая модель на основе нульмерных балансных уравнений, выполнены расчеты и проведен анализ динамики генерации в оптически связанных через полупрозрачное зеркало резонаторах в одномодовом режиме пассивной модуляции добротности кристалла выяснен механизм возникновения цугов импульсов при слабой модуляции мощности накачки, заключающийся в том, что первый резонатор является задающим генератором лазерной системы, а второй резонатор периодически открывает и запирает выходное излучение.

2. Предложена оригинальная математическая модель на основе балансных уравнений в одномерном приближении, выполнены расчеты и проведен анализ динамики генерации линейных оптических схем с пассивным затвором внутри и вне интерферометра Саньяка, на основе которой появляется возможность управлять энергетическими и временными параметрами излучения при изменении режимов накачки и начального пропускания ПЛЗ.

3. Предложены две математические модели на основе балансных уравнений и на основе уравнений для связанных волн, выполнены расчеты динамики генерации многопетлевого адаптивного резонатора на основе четырехволнового смешения в ИАГ:№3+ активных средах и интерферометром Саньяка в качестве концевого отражателя; выяснен механизм возникновения режима самомодуляции, заключающийся в периодической записи и стирании динамических голо-графических решеток усиления пересекающимися пучками в активных элементах.

4. Предложена оригинальная математическая модель на основе балансных уравнений, выполнены расчеты и проведен анализ динамики генерации GGGrNd-лазера в режиме активной модуляции добротности с внутрирезонаторной оптической накачкой НВг - молекулярного газа. Показано что насыщение коэффициента усиления GGG:Nd-Aa3epa с однородно уширенной линией спектра излучения увеличивает эффективность внутрирезонаторной оптической накачки газа по сравнению с другими схемами накачки.

Апробация результатов. Основные результаты диссертации докладывались и обсуждались в период с 1998 по 2004 гг. на: Международной конференции "Industrial Laser & Laser Applications'98", Shatura, Moscow region, Russia, 26-29 June 1998; Международной конференции "Laser '98", Tucson, Arizona, USA, 7-11 December 1998 (2 доклада); Международной конференции "Advanced High-Power Lasers and Applications", Suita, Osaca, Japan, 1-5 November 1999 (2 доклада); Международной конференции "X Conference of Laser Op-tics'2000", StPetersburg, Russia, 26-30 June, 2000; Международной конференции "CLEO/Europe - International Quantum Electronics Conference 2000", Nice, France, 10-15 September 2000; Международной конференции "Laser & Laser — Information Technologies: Basic Researches and Applications'2001", Vladimir-Suzdal, Russia, 22-26 June 2001; Международной конференции "XI Conference of Laser 0ptics'2003", St.Petersburg, Russia, 30June-4 July, 2003; ежегодных научно-технических конференциях Ковровской технологической академии; семинарах Научного Центра лазерных материалов и технологий Института общей физики РАН.

Публикации. Основные результаты опубликованы в 8 научных статьях, 9 тезисах докладов конференций и подтверждены одним патентом.

Личный вклад автора. Автор принимал непосредственное участие, совместно с научным руководителем, в постановке задач, а также лично разрабатывал и реализовывал методики проведения компьютерных экспериментов на математической модели и обработке полученных результатов, участвовал в обсуждении результатов и их интерпретации.

Структура и объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, пяти глав, заключения и библиографии. Общий объем диссертации составляет 162 страницы, включая 40 рисунков.

КРАТКОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы, определяется место работы среди близких исследований других авторов, сформулированы цель работы, ее научная новизна и практическая ценность, защищаемые положения. Кратко изложено содержание глав диссертации.

В первой главе содержится аналитический обзор научной литературы, касающийся различных методов математического описания динамики генерации лазерных систем. Рассмотрены преимущества и недостатки их применения в различных режимах работы. Особое внимание уделено балансным уравнениям в нульмерном и одномерном приближениях, методам модуляции добротности, методам математического описания связанных лазерных систем. Приводится обзор работ по методам расчета самонакачивающихся ОВФ-зеркал на основе четырехволнового взаимодействия.

Во второй главе представлено моделирование динамики генерации мощной одномодовой ИАГ:Кс13+— лазерной системы с оптически связанными резонаторами при пассивной модуляции добротности кристаллом 1лР:Е7~. Существенным отличием в работе такого лазера от исследованных ранее является то, что он излучает не непрерывную последовательность импульсов, а цуги наносекундных импульсов, следующие с частотой 50 Гц. В первом резонаторе лазера, образованном выпуклым глухим зеркалом 1 и плоским зеркалом связи, установлен активный элемент и ПЛЗ. Во втором резонаторе, образованном зеркалом связи и выпуклым выходным зеркалом, размещен аналогичный АЭ. При составлении математической модели полагалось, что основной причиной появления цугов импульсов является модуляция мощности накачки, относительная глубина которой невелика и составляет 2%, а частота совпадает с частотой электрической сети, равной 50 Гц. Низкочастотные колебания мощности накачки приводят к модуляции оптических длин АЭ и резонаторов, что обуславливает периодические изменения коэффициентов их пропускания. Таким образом, при использовании ПЛЗ на кристалле модуляция добротности происходит по сложному механизму: высокочастотная пассивная модуляция неактивных потерь одного из резонаторов накладывается на низкочастотную модуляцию полных потерь всей лазерной системы связанных резонаторов. Так же полагалось, что селекция продольных и поперечных мод в неустойчивых оптически связанных резонаторах и естественная селекция мод при пассивной

модуляции добротности приводят к одномодовому характеру генерации, частота излучения определяется задающим генератором с ПЛЗ, зеркало связи обеспечивает переход фотонов из одного резонатора в другой и пучки конкурируют между собой при снятии инверсии населенности в АЭ. В этом случае безразмерная система нульмерных балансных уравнений в одномодовом, одночастотном приближении, описывающая динамику генерации лазера, принимает вид:

здесь автором введены - безразмерные коэффициенты связи

второго резонатора с первым и первого со вторым:

Уравнения для безразмерной плотности фотонов Ш] в первом резонаторе и т2 во втором резонаторе не являются независимыми, что соответствует предположению об оптической связи между резонаторами. В уравнении для Ш! и т2 последнее слагаемое введено нами для учета фотонов, пришедших из соседнего резонатора. В уравнениях для безразмерной плотности инверсной населенности П[ в первом АЭ, П2 во втором АЭ и пав ПЛЗ последнее слагаемое введено нами для учета скорости уменьшения инверсии населенности за счет снятия ее фотонами из другого резонатора.

На / этапе развития, как показывают расчеты, коэффициенты связи, (¡>1 и фг малы. Пропускание второго резонатора незначительно (0,06) и он препятствует выходу излучения из первого резонатора, что приводит к быстрому просветлению ПЛЗ и обуславливает маломощную (порядка 7 Вт) генерацию импульсов излучения на выходе лазерной системы. По мере изменения оптических длин АЭ и связанных резонаторов коэффициенты связи и увеличиваются, соответственно, с 0,17 и 0,10 до 0,24 и 0,44. Пропускание второго резонатора (0,48) становится оптимальным для распространения излучения во втором резонаторе. Это приводит к развитию генерации в виде импульсов модулированного излучения и образованию их цугов. В то же

время, увеличение пропускания второго резонатора ограничивает интенсивность импульсов излучения. При уменьшении модулированной мощности накачки оптическая длина АЭ также уменьшается, и процесс генерации происходит в обратном порядке.

Выделен ряд существенных особенностей динамики генерации ИАГ'.Ис!3* лазера с оптически связанными резонаторами. Оптическая связь второго резонатора с первым незначительна и может сказываться только на увеличении периода просветления кристалла ЫР:^-. При этом слабое изменение коэффициента ф ] позволяет считать первый резонатор задающим генератором лазерной системы, определяющим спектральный состав генерации. Второй резонатор лазерной системы выполняет функцию выходного усиливающего зеркала, периодически запирающего излучение внутри задающего генератора, а затем открывающего первый резонатор для выхода излучения. Следовательно, полученный режим генерации правомерно трактовать, как низкочастотный режим разгрузки резонатора задающего генератора лазерной системы с пассивной модуляцией его добротности.

Нульмерные балансные уравнения позволяют рассмотреть динамику генерации связанных резонаторов на фазовой плоскости и определить возможные режимы работы. Для исследуемой лазерной системы физический смысл имеют два стационарных состояния. В первом состоянии генерация отсутствует, активные элементы характеризуются большой величиной плотности инверсной населенности, ПЛЗ находится в непросветленном состоянии. Это состояние неустойчиво и генерация развивается вблизи второй стационарной точки в режиме генерации гигантских импульсов. Положение второй стационарной точки меняется на фазовой плоскости при модуляции мощности накачки.

В третьей главе приводятся результаты численного исследования режимов работы двух мощных импульсно-периодических ИАГ:Кс13+-лазеров с линейным резонатором, пассивной модуляцией добротности кристаллом ЫБ:^" и интерферометром Саньяка (ИС) в качестве концевого отражателя. В схеме 1 ПЛЗ помещен перед ИС. В схеме 2 пассивный затвор расположен в ИС. ИС в качестве концевого отражателя обеспечил пространственно-угловую селекцию излучения и позволил реализовать одномодовый режим генерации. Для описания динамики генерации в одночастотном и одномодовом приближении используем уравнения переноса для плотности светового потока 8 в частных производных при распространении в активной среде, свободном пространстве и ПЛЗ:

здесь и и оа - скорость света в активной среде и фильтре; сг И <За - эффективное сечение поглощения и вынужденного излучения на частоте ш в активной среде и фильтре; ^ и т]^ - коэффициент вредных потерь в активной среде и в фильтре. При рассмотрении взаимодействия излучения с АЭ и поглощающими центрами в ПЛЗ мы использовали известные кинетические уравнения для населенностей уровней активной среды и ПЛЗ

Проведенные расчеты показывают, что на эффективность модуляции лазера с ИС влияют потери связанные с поглощением неактивными центрами в ПЛЗ. Уровень потерь зависит от местоположения кристалла , При его установке внутри ИС (схема 2) излучение проходит через кристалл в два раза реже, чем при установке ПЛЗ перед ИС (схема 1). Более высокие энергетические параметры цугов импульсов в схеме 2 подтверждают малое влияние потерь в ПЛЗ, находящегося внутри ИС; более высокие энергетические параметры отдельного импульса в схеме 1 (пиковая мощность в схеме 1 по сравнению со схемой 2 увеличивалась в 3 раза, период следования уменьшался в 2,17 раза, длительность импульса уменьшалась в 1,57 раза) говорят об эффективной модуляции излучения для ПЛЗ перед ИС. Проведенные расчеты хорошо согласуются с результатами контрольного эксперимента.

Проведена оптимизация режимов работы схем 1 и 2 для различных начальных коэффициентов усиления активной среды Ко и начальных коэффициентов пропускания ЫР'.Г^ .Численный анализ показывает, что при малых ненасыщенных коэффициентах усиления АЭ (от 1,5 до 5) потери в ПЛЗ оказывают значительные влияние на характер генерации и могут превышать усиление, созданное накачкой, поэтому лучшие энергетические параметры показывает схема 2 с модулятором внутри ИС. При больших Ко (от 10 и выше) среднюю мощность и энергию цуга в обеих схемах можно получить одинаковые, применяя в схеме 1 менее плотный ПЛЗ, а энергетические параметры отдельного импульса в схеме 1 более высокие.

В четвертой главе исследован механизм возникновения гигантских импульсов в отсутствии пассивного лазерного затвора в импульсно-периодическом ИАГ:Кс13+-лазере с адаптивными многопетлевыми резонаторами, который был создан на кафедре Лазерной физики и технологии Ков-ровской Государственной Технологической Академии совместно с научным центром лазерных материалов и технологий ИОФ РАН и ИПФ РАН. Отли-

чительной особенностью лазера является то, что он не содержит стационарного резонатора, а в процессе генерации происходит включение динамического резонатора с самомодуляцией и самообращением волнового фронта на голографических решетках усиления в ИАГ:К(13+-активных элементах. Решетки усиления сохраняются в течение времени жизни верхнего уровня АЭ, если не стираются за более короткое время внутрирезонаторным потоком излучения. Схема лазера состоит из двух АЭ, четырех поворотных зеркал и концевого отражателя на базе интерферометра Саньяка. Для выяснения механизма полученного режима генерации мы использовали две математические модели, учитывая, что максимальные энергетические параметры излучения при четырехволновом смешении в АЭ достигаются в случае преобладания пропускающих решеток усиления. Первая модель на основе балансных уравнений, предложенная в главе 3, позволяет оценить коэффициент отражения дифракционной решетки, созданной в активном элементе волнами с интенсивностями и :

Во второй математической модели уравнения для связанных волн используют модули комплексных амплитуд взаимодействующих пучков :

где и - соответствуют случаю пропускающей решетки и от-

ражательной решетки (е = -1). Нелинейные коэффициенты связи

даются формулами:

То

го ~'

Результаты численного

2 2

исследования обоих моделей показывают, что возникновение мощных эквидистантных наносекундпых импульсов обусловлен чередующимся процессом записи и стирания динамического резонатора на голографических решетках усиления самим нарастающим внутрирезонаторным потоком лазер -ного излучения. На начальной стадии происходит накопление инверсной населенности в активных средах, многочисленные шумовые волны записывают большое количество объемных решеток. В результате четырехволново-го смешения в каждом АЭ выделяются конкурирующие между собой объемные решетки с коэффициентами отражения порядка 10"6. Эти решетки обра-

зуют слабые ОВФ-резонаторы. Связь резонаторов друг с другом осуществляется конкурирующем снятием инверсной населенности в активных элементах. Интенсивность ОВФ-излучения медленно нарастает по линейному закону благодаря усилению в активной среде. Коэффициенты отражения решеток, записываемых попутными лучами, возрастают до 6х 10"3, в то время как коэффициенты отражения решеток, записываемых встречными лучами, остаются неизменными. Это приводит к образованию ОВФ-резонаторов на двух доминирующих решетках усиления. Взаимный рост интенсивности излучения и отражения решеток приводит к быстрому развитию генерации. Когда излучение, отраженное от ИС имеет интенсивность, превышающую интенсивность волн накачки ОВФ-зеркал, излучение после прохода активных сред быстро снимает накопленную в АЭ инверсную населенность и высвечивается на выходе лазера в виде короткого наносекундного импульса, при этом решетки стираются, и тем самым стираются наведенные динамические резонаторы. Если накачка продолжает действовать, процесс генерации повторяется, в результате чего формируется цуг импульсов.

В пятой главе описана динамика генерации GGG:Nd-лазера с однородно уширенной линией усиления в режиме активной модуляции добротности, излучение которого оптически накачивает НВг - молекулярный газ, находящийся внутри того же резонатора. Ширина линии генерации -кристалла значительно превышает ширину линии поглощения газа. При внерезонаторной накачке в профиле линии генерации кристалла возникает узкий провал, соответствующий ширине линии поглощения газа. При внутрирезонаторной накачке поглощение в газе на нескольких центральных частотах приводит к эффекту насыщения коэффициента усиления кристалла, что препятствует возбуждению других мод и увеличивает эффективность накачки газа.

В исследуемой лазерной системе существует два резонатора. В первом распространяется излучение кристалла в режиме активной модуляции добротности, во втором - излучение газа. Резонаторы связаны между собой посредством создания и снятия инверсной населенности в газовой ячейке. Кинетические уравнения для описания взаимодействия излучения с однородно уширенной активной средой кристалла имеют вид:

^и Зг 02) Ы 3 XX

для описания взаимодействия излучения кристалла с газом: ^

здесь /с(у) - спектральная плотность излучения к р и с сГ^ И ел» а);

г'

сечение вынужденных переходов кристалла и сечение поглощения излучения кристалла в газовой ячейке, имеющие гауссову форму. Кинетические уравнения для описания генерации газа имеют вид:

с дг 1 д

N.

N

хп-

дN

«з

= Ко - Л^з (у)/(У)Л + М^^ - -

дп

дИ.

»2

N

N.

{-е/кТ),

+ "^Л» -Н^Лг

«з

здесь Fgi и - плотность потока фотонов излучения газа на переходах 3-2 и 2-1; Ngo, А^г, Л^з - населенность газовых уровней; - сечение вынужденных переходов на целевой длине волны газа; га - задает долю спонтанно излученных фотонов; - время спонтанного распада на целевой длине волны в газе; в - энергетический зазор между уровнями 0-1; Л^ - концентрация молекул в газе.

Математическим моделированием получена динамика частотного спектра излучения ввв-лазера с поглощением в газе. Излучение начинается со спонтанного распада, затем происходит быстрый рост на центральных частотах и спектральная ширина линии генерации уменьшается до 4,25 ГГц, одновременно появляется провал на центральных частотах шириной 0,85 ГГц, превышающий ширину линии поглощения газа 0.5 ГГц, что подтверждает эффект насыщения усиления кристалла.

Численно исследовалась эффективность оптической накачки газа для трех схем накачки газового лазера: внутрирезонаторной, внерезонаторной, внутрирезонаторной накачкой бегущей волной. Эффективность оптической накачки газа определялась отношением энергии излучения газового лазера к максимально возможной энергии излучения кристаллического лазера. Для внутрирезонаторной накачки при больших концентрациях газа генерация развивается на боковых частотах. При малых концентрациях газ не способен эффективно поглощать энергию излучения ССв-лазера. Существует оптимальное значение концентрации газа для которой эффективность генерации в газе достигает 8.85 %, энергия излучения газа максимальна - 0,182 Дж. При внерезонаторной накачке оптическая накачка эффектив-

на при больших концентрациях газа, однако этот случай трудно реализовать экспериментально из-за уменьшения инверсии в газе вследствие У-У и V-! релаксации. При средних и малых концентрациях газа, лучшая эффективность преобразования энергии наблюдается для внутрирезонаторной накачки. Так при — 54015см"3 она была равна 0,36% для внерезонаторной накачки и 3,49% для внутрирезонаторной накачки; при Л^ = 5-1016см*3 она была равна 3,95% и 8,85% соответственно. Внутрирезонаторная накачка в лазере с бегущей волной не эффективна, так как в линейной схеме излучение кристаллического лазера проходит через газ дважды, в случае же бегущей волны излучение проходит через газ в одном направлении.

С уменьшением начального коэффициента усиления кристалла в 3 раза энергия излучения газа уменьшалась в 8,3 раза, что приводило к снижению эффективности перекачки энергии из ввв-лазера в газ в 2,77 раза (с 8,85% до 3,5%). При малых коэффициентах усиления генерация развивается на боковых частотах, где поглощение в газе отсутствует. При высоких коэффициентах усиления генерация на боковых частотах ослабляется.

В заключении сформулированы основные результаты диссертационной работы.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ

В настоящей диссертационной работе проведено исследование режимов генерации оптически связанных резонаторов, которые открывают новые, ранее не известные возможности (определение концентрации взрывчатых веществ в воздухе, неинвазивные глюкомет-ры, прошивка сверхтонких отверстий). Настоящая диссертационная работа является научно-квалификационной работой, в которой содержится решение задач, имеющих существенное значение для лазерной техники и технологии. К наиболее важным и интересным можно отнести следующие результаты.

1. На основе балансных уравнений численно описана динамика генерации линейной одномодовой ИАГ^ё-лазерной системы с оптически свя-

занными резонаторами в режиме пассивной модуляции добротности кристаллом Вскрыт механизм экспериментально наблюдаемого эффекта

возникновения цугов импульсов при 2%-модуляции мощности накачки, заключающийся в том, что генерация приобретает характер низкочастотной разгрузки составного резонатора. Первый резонатор является задающим генератором, определяющим спектральный состав генерации, второй резонатор выполняет функцию выходного усиливающего зеркала, периодически открывающего и запирающего излучение. Показано, что 2%-я модуляция мощности накачки приводит к появлению цугов наносекундных импульсов,

скважность которых возрастает в 3,6 раза, энергия импульса - в 1,8 раза, пиковая мощность - в 3 раза по сравнению с режимом смодулированной накачки. Модуляция накачки наиболее эффективно сказывается при использовании ПЛЗ средней оптической плотности.

2. Разработана оригинальная математическая модель на основе одномерных балансных уравнений и выполнены компьютерные расчеты динамики генерации линейной одномодовой ИАГ: N(1-лазерной системы с пассивным затвором перед и внутри интерферометра Саньяка. Вскрыт механизм экспериментально обнаруженного эффекта, при котором размещение пассивного затвора внутри интерферометра Саньяка обеспечивает высокие энергетические параметры цугов импульсов, заключающийся в том, что установка ПЛЗ внутри интерферометра уменьшает потери излучения на просветление затвора по сравнению с ПЛЗ вне интерферометра, что приводит к увеличению средней мощности и энергии цуга импульсов в 1,14 раза. Показано, что постановка ПЛЗ внутри интерферометра снижает влияние связанных с поглощением неактивными центрами остаточных потерь в оптически плотном LiF: Иг" на энергетические параметры импульсов в 11 раз

3. Построена математическая модель на основе уравнений для связанных волн и балансных уравнений и выполнены компьютерные расчеты динамики генерации дифракционно-связанных петлевых резонаторов при обращении волнового фронта в ИАГ::Нс1-активных средах. Выявлен механизм экспериментально наблюдаемого эффекта возникновения гигантских импульсов при отсутствии пассивного затвора, заключающийся в периодическом процессе записи и стирания динамических резонаторов на голографических решетках усиления самим внутрирезонаторным потоком лазерного излучения. Показано, что основное влияние на развитие гигантских импульсов оказывают две пропускающие дифракционные решетки усиления в АЭ 1 и АЭ 2, которые формируются последовательно друг за другом с интервалом времени 20 не и максимальное значение их коэффициентов отражения достигает 0,6%. Установлено, что при интенсивностях входного сигнала Д^Ю"4/*,, наблюдается режим генерации гигантских импульсов, а при больших интенсивностях - непрерывный режим.

4. Выполнены расчеты, позволившие описать динамику генерации твердотельного лазера на кристалле ввв^ё с однородным уширением спектра в режиме активной модуляции добротности, излучение которого оптически накачивает ИБг-молекулярный газ, находящийся внутри того же резонатора. Показано, что эффективность внутрирезонаторной оптической накачки газа увеличивается по сравнению с другими схемами за счет эффекта насыщения коэффициента усиления кристалла. Рассчитана оптимальная концентрация газа (Ы8 =5-10|6см*3 ) для которой эффективность перекачки энергии от кристалла газу максимальна и составляет 8,85%.

СПИСОК ЦИТИРУЕМЫХ ИСТОЧНИКОВ

1.Ханин Я.И. Динамика квантовых генераторов. - М.: Сов.радио, 1975.

2. Самсон A.M., Котомцева Л.А., Лойко Н.А., Автоколебания в лазерах. Минск: Наука и техника, 1990.

3.Басиев Т.Т., Ицхоки И.Я., Лысой Б.Г., Миров СБ., Чередниченко О.Б., Лазер на AHT:Nd3+ с импульсной накачкой и пассивным модулятором добротности на кристалле LiF с F£~ -центрами//Квантовая электроника. - М., 1983. - 10, № 3. -с.619-621.

4.Kravetz A.N., Basiev Т.Т., Mirov S.B., Fedin A.Y.. Technological Nd-lasers with passive Q-switches based on LiF:F2" crystals// Proceedings SPIE - The International Society for Optical Engineering, USA. - 1991. -1839.-p.2-ll.

5.Лиханский В.В., Напартович А.П. Излучение оптически связанных лазеров //УФН. - 1990. - 160, вып.З. -с.101-143.

6. Басиев Т.Т., Кравец А.Н., Миров СБ., Федин А.В. Модуляция добротности ИАГ: Nd-лазера с линейным трехзеркальным резонатором кристаллами LiF:F2~ // Квантовая электроника. - М., 1992. — 19, № 8. -с.772-773.

7.Бельдюгин И.М., Галушкин М.Г., Земсков Е.М. Обращение волнового фронта светового излучения с использованием обратной связи при четырехволновом взаимодействии // Квантовая электроника. - М., 1984. - 11, № 5. -с.887-892.

8. Зельдович Б.Я., Пилипецкий Н.Ф., Шкунов В.В. Обращение волнового фронта.- М.: Наука., 1985. - 240 с.

9.Damzen M.J., Green R.P.M. and Syed R.S. Self-adaptive solid-state laser oscillator formed by dynamic gain-grating holograms // Optics Letters. - 1995. - 20, № 16. -pp. 1704-1706.

10. Одулов С.Г., Соскин M.C., Хижняк А.И. Лазеры на динамических решетках: оптические генераторы на четырехволновом смешении.- М.: Наука.-Главная редакция физико-математической литературы. - 1990. - с.272.

П.Пашинин П.П., Сидорин B.C., Туморин В.В., Шкловский Е.И. Лазер с ВРМБ и самонакачивающимися ОВФ-зеркалами // Квантовая электроника. - М., 1997. - 24, № 1. -с.55-56.

12. Fedin A.V., Gavrilov A.V., Basiev T.T., Antipov O.L., Kuzhelev A.S., Smetanin S.N. Passive Q-switching of self-pumped phase-conjugate Nd:YAG loop resonator//Laser Physics.-1999.-vol.9,N2.-pp.433-436.

13. J.F.McCord, AAIonin, S.P.Phipps, P.G.Crowell, AI.Lampson, J.KMcIver, AJ.W.Brown, G.D.Hager. Frequency-tunable optically pumped carbon monoxide laser // IEEE J.Quantum Electron., Vol.36, №9 (2000).

СПИСОК ОПУБЛИКОВАННЫХ РАБОТ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Басиев Т. Т., Федин А.В., Гаврилов А.В., Сметанин С.Н., Кял-биева С.А. Одномодовый ИАГ:Ш-лазер с самонакачивиюшимся фазово-сопряженным петлевым резонатором // Квантовая электроника.-1999.-27, №2.-с. 145-148.

2. M.V. Bolshakov, SAKyalbieva, A.V.Fedin. Q-switching of aNd:YAG laser with optically coupled cavities // Proceedings of SPIE (USA).- Vol.3688.-P. 18-23.- 1999.

3. Федин А.В., Большаков М.В., Кялбиева С.А. Динамика генерации HAF:Nd—лазера со связанными резонаторами в режиме пассивной модуляции добротности // Программа и сборник аннотаций докладов VI Международной конференции «Лазерные техноло-гии'98». Шатура, НИЦТЛ РАН,-с.59.-1998.

4. T.T.Basiev, A.V.Fedin, SAKyalbieva, M.V.Bolshakov. Generation Dynamics of the Solid-State Laser with Coupled Cavities // International Conference «Lasers'98». Tucson, Arizona (USA), 7—11 December 1998. Technical Digest - P. 8.

5. Басиев Т.Т., Кялбиева С.А. Динамика генерации GGG-Nd -лазера с внутрирезонаторной оптической накачкой газа. // Препринт №16.ИОФ РАН.-1991.

6. Fedin A.V., Kyalbieva S.A., Chaschin E.A., Borodavin A.V.Technological Nd:YAG Laser with Combination Q-Swiching // International Conference «Lasers'98». Tucson, Arizona (USA), 7-11 December 1998. Technical Digest.- P. 8.

7. Kyalbieva S.A., Gavrilov A.V., Teterin P.E. Generation dynamics of a self-starting self-pumped phase-conjugate Nd:YAG laser with three-mirror interferometer inside the loop cavity.// International conference on Laser Optics '2003. St.Petersburg (Russia), 30 June-4 July, 2003. Technical Digest. - P.65.

8 Basiev T.T., Fedin A.V., Kyalbieva S.A., Bolshakov M.V. Generation Dynamics of Solid-State Laser with the Coupled Cavities // Proceedings of the International Conference on Lasers'98. Ed. By VJ. Corcoran and T.A. Goldman. STS Press, McLean, VA (USA), 1999. P. 1064-1068.

9. Fedin A.V., Kyalbieva S.A., Chaschin E.A., Borodavin A.V.The Technological Nd:YAG Laser with Combination Q-Swiching // Proceedings of the International Conference on Lasers'98. Ed. By V.J. Corcoran and T.A. Goldman. STS Press, McLean, VA (USA), 1999. P. 1069-1073.

10. Т.Т. Басиев, А.В.Федин, М.В. Большаков, С.А Кялбиева. Динамика генерации ИАГ:Ш-лазера со связанными резонаторами в режиме пассивной модуляции добротности // Известия АН- 9, № 10- 1999.- С. 1914-1919

11. Fedin A.V., Kyalbieva S.A., Chasahchin Y.A. Single-Mode Technological Nd:YAG Laser with Combined Q-Switching // International Forum on Advanced High-Power Lasers and Application AHPLA'99. Osaka (Japan), 1-5 November 1999. Technical Digest-P. 170.

12. Basiev T.T., Fedin A.V., Gavrilov A.V., Kumar N., Kyalbieva S.A., Ruliov A. V., Smetanin S.N., Trifonov I.I. Single-Mode Laser with Adaptive Cavity and Self-Phase Conjugation // International Forum on Advanced High-Power Lasers and Application AHPLA'99. Osaka (Japan), 1-5 November 1999. Technical Digest-P. 221.

13. Fedin A.V., Kyalbiyeva S.A., Chashchin Y.A., Piven E.A. Single-mode technological NdiYAG laser with combined Q-switching // In «High-Power Lasers in Manufacturing». Editors by Xiangli Chen, Tomoo Fujioka, Akira Ma-tsunawa. Proceedings of SPIE.-Vol. 3888.-2000.- P. 767-772.

14. Basiev T.T., Fedin A.V., Gavrilov A.V., Kumar N., Kyalbieva S.A., Ruliov A.V., Smetanin S.N., Trifonov I.I. Single-mode Nd lasers with adaptive cavity and self-phase-conjugation //In «Advanced High-Power Lasers», Ed. by Marek Osinski, Howard T. Powell, Koichi Toyoda. Proceedings of SPIE.- Vol. 3888.-2000.-P. 676-л80

15. Basiev T.T., Fedin A.V., Gavrilov A.V., Kyalbieva S.A., Ruliov A.V., Smetanin S.N. Powerful Neodymium Lasers with the self-phase-conjugation.// International conference on Laser Optics '2000. St.Petersburg (Russia), 26-30 June, 2000. Technical Digest,- P. 55.

16. Федин А.В., Кялбиева С.А, Мальцев В.В., Чащин Е.А Интерференционное устройство модуляции одномодового лазерного излучения // Патент РФ № 2164724 МКИ Н 01 S 3/11, от 20.06.2001 г.

17. Basiev T.T., Fedin A.V., Gavrilov A.V., Kyalbieva S.A., Ruliov A.V., Smetanin S.N. Powerful Neodymium Lasers with the self-phase-conjugation.// CLEO/Europe - International Quantum Electronics Conference 2000, 1015 September 2000. Conference digest.-P.87.

18. AV.Fedin, T.T.Basiev, S.A.Kyalbieva. Radiation modulation of the self-phase conjugation in active media. // VII Intern. Conf. "Laser and LaserInformation Technologies: Basic Research and Applications" Program and Abstracts. June 22-26, 2001, Vladimir - Suzdal/Ed.by V.Ya.Panchenko, V.S.Golubev. - ILIT RAS, Shatura - VSU, Vladimir, 2001.-p.33. ISBN 5-89368256-8.

ОГЛАВЛЕНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

Введение

Глава 1. Методы математического описания динамики генерации твердотельных лазеров (литературный обзор)

1.1 Основные уравнения 1.2. Математическое описание динамики генерации связанных лазеров 1.3. Математическое описание генерации волн на динамических решетках.

Глава 2. Исследование динамики генерации ИАГ: М3+ —лазера с линейными оптически связанными резонаторами в режиме пассивной модуляции добротности

2.1 Схема линейных оптически связанных резонаторов 2.2. Математическая модель 2.3. Результаты численного анализа динамики генерации лазерной системы с оптически связанными резонаторами в режиме пассивной модуляции добротности 2.4. Исследование зависимости энергетических и временных параметров излучения связанных резонаторов с модулированной накачкой от начального пропускания Т0 ПЛЗ на кристалле 2.5. Исследование

зависимости энергетических и временных параметров излучения связанных резонаторов от ненасыщенного коэффициента усиления активной среды Ко 2.6. Результаты анализа на фазовой плоскости динамики генерации ИАГ: Ыс13+-лазера с оптически связанными резонаторами в режиме пассивной модуляции добротности. Выводы

ко второй главе. ..

Тлава 3. Исследование динамики генерации импульсно-

периодического ИАГ: — лазера с интерферометром Саньяка

в качестве концевого отражателя в режиме пассивной модуляции добротности

3.1. Оптические схемы с пассивным затвором внутри и вне интерферометра Саньяка 3.2. Постановка задачи и основные уравнения 3.3. Исследование способов приведения балансных уравнений к безразмерному виду 3.4. Исследование энергетических и временных параметров лазерного излучения 3.5. Влияние потерь в кристалле \лИ:р2 на энергетические параметры ИАГ:Ис13+-лазера с интерферометром Саньяка в качестве концевого отражателя 3.6. Оптимизация режимов работы схем 1 и 2 для различных начальных коэффициентов усиления активной среды Ко и начального пропускания \lV\F-f .Выводы к третьей главе.

Глава 4. Самомодуляция излучения в дифракционно связанных петлевых резонаторах при обращении волнового фронта в ИАГ:М3+-активных средах

4.1. Оптическая схема ИАГ: Ш3+- лазера с дифракционно-связанными петлевыми резонаторами 4.2. Математическая модель

2005-4

20 14376

1 8 3 2 0

генерации в дифракционно связанных петлевых резонаторах с самообращением волнового фронта на основе теории связанных волн

4.3. Математическая модель генерации в дифракционно связанных петлевых резонаторах с самообращением волнового фронта на основе одномерных балансных уравнений в частных производных 4.4. Исследование механизма самомодуляции добротности в дифракционно-связанных петлевых резонаторах с обращением волнового фронта 4.5. Исследование зависимости энергетических и временных параметров излучения модулированного излучения дифракционно-связанных ОВФ-резонаторов от ненасыщенного коэффициента усиления активной среды Ко 4.6. Зависимость коэффициентов отражения дифракционных решеток петлевых дифракционно-связанных резонаторов от ненасыщенного коэффициента усиления активной среды Ко и уровня входного шумового сигнала. Выводы к четвертой главе.

Глава 5. Исследование динамики генерации GGGrNd-лазера в режиме модуляции добротности при внутрирезонаторной оптической накачке молекулярного газа

5.1 Схема лазера с внутрирезонаторной накачкой 5.2. Кинетические уравнения молекулярного газового HBr-лазера и GGG:Nd-лазера 5.3. Исследование временной динамики частотного спектра излучения твердотельного лазера на кристалле GGG:Nd 5.4. Исследование эффективности оптической накачки газа излучением кристалла от концентрации,газа Ng для различных схем оптической накачки 5.5. Исследование зависимости энергетических параметров лазерного излучения GGG:NdAa3epa и НВг молекулярного газового лазера от уровня вредных и полезных потерь в GGG: -лазере для различных схем оптической накачки 5.6. Исследование зависимости энергетических параметров излучения тверпдотельного GGG: -лазера и молекулярного газового лазера от ненасыщенного коэффициента усиления кристалла Ко при внутрирезонаторной накачке 5.7. Исследование зависимости энергетических параметров излучения кристалла и газа от степени фокусировки излучения кристалла Е/кТ при внутрирезона-торной накачке. Выводы к пятой главе

Список использованных источников

Заключение

Изд. лиц. № 020354 от 05.06.97 г. Подписано в печать 20.09.2004 г. Формат 60 х 84/16. Бумага писчая №1. Гарнитура «Тайме», Печать офсетная. Усл. печ. л. j,Z5- Уч. изд. л. (2.9. Тираж{ООэкз. Заказ

Стр.:

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. МЕТОДЫ МАТЕМАТИЧЕСКОГО ОПИСАНИЯ ДИНАМИКИ ГЕНЕРАЦИИ ТВЕРДОТЕЛЬНЫХ ЛАЗЕРОВ (литературный обзор).

1.1 Основные уравнения.

1.2 Математическое описание динамики генерации связанных лазеров.

1.3 Математическое описание генерации волн на динамических решетках.

ГЛАВА 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИКИ ГЕНЕРАЦИИ

ИАГ:Ш3+-ЛАЗЕРА С ЛИНЕЙНЫМИ ОПТИЧЕСКИ СВЯЗАННЫМИ РЕЗОНАТОРАМИ В РЕЖИМЕ ПАССИВНОЙ МОДУЛЯЦИИ ДОБРОТНОСТИ.

2.1 Схема линейных оптически связанных резонаторов.

2.2 Математическая модель.

2.3 Результаты численного анализа динамики генерации лазерной системы с оптически связанными резонаторами в режиме пассивной модуляции добротности.

2.4. Исследование зависимости энергетических и временных параметров излучения связанных резонаторов с модулированной накачкой от начального пропускания Т0 ПЛЗ на кристалле LiFri^-.

2.5. Исследование зависимости энергетических и временных параметров излучения связанных резонаторов от ненасыщенного коэффициента усиления активной среды К0.

2.6. Результаты анализа на фазовой плоскости динамики генерации ИАГ:Кс13+-лазера с оптически связанными резонаторами в режиме пассивной модуляции добротности.

Выводы ко второй главе.

ГЛАВА 3. ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИКИ ГЕНЕРАЦИИ

ИМПУЛЬСНО-ПЕРИОДИЧЕСКОГО ИАГ :Nd3+—ЛАЗЕРА С ИНТЕРФЕРОМЕТРОМ САНЬЯКА В КАЧЕСТВЕ КОНЦЕВОГО ОТРАЖАТЕЛЯ В РЕЖИМЕ ПАССИВНОЙ МОДУЛЯЦИИ ДОБРОТНОСТИ.

3.1 Оптические схемы с пассивным затвором внутри и вне трехзеркального интерферометра.

3.2 Постановка задачи и основные уравнения.

3.3 Исследование способов приведения балансных уравнений к безразмерному виду.

3.4 Исследование энергетических и временных параметров лазерного излучения.

3.5 Влияние потерь в кристалле LiF:F2~ на энергетические параметры ИАГ:Мс13+-лазера с интерферометром Саньяка в качестве концевого отравжателя.

3.6 Оптимизация режимов работы схем 1 и 2 для различных начальных коэффициентов усиления активной среды К0 и начального пропускания LiFri^-.

Выводы к третьей главе.

ГЛАВА 4. САМОМОДУЛЯЦИЯ ИЗЛУЧЕНИЯ В

ДИФРАКЦИОННО-СВЯЗАННЫХ ПЕТЛЕВЫХ РЕЗОНАТОРАХ ПРИ ОБРАЩЕНИИ ВОЛНОВОГО ФРОНТА В ИАГ:Nd3+-АКТИВНЫХ СРЕДАХ.

4.1. Оптическая схема ИАГ: Nd3+— лазера с дифракционно-связанными петлевыми резонаторами.

4.2. Математическая модель генерации в дифракционно связанных петлевых резонаторах с самообращением волнового фронта ча основе теории связанных волн

4.3. Математическая модель генерации в дифракционно связанных петлевых резонаторах с самообращением волнового фронта.на основе одномерных балансных уравнений в частных производных.

4.4. Исследование механизма самомодуляции добротности в дифракционно-связанных петлевых резонаторах с обращением волнового фронта.

4.5. Исследование зависимости энергетических и временных параметров излучения модулированного излучения дифракционно-связанных ОВФ-резонаторов от ненасыщенного коэффициента усиления активной среды Ко.

4.6. Зависимость коэффициентов отражения дифракционных решеток петлевых дифракционно-связанных резонаторов от ненасыщенного коэффициента усиления активной среды Ко .и уровня входного шумового сигнала.

Выводы к четвертой главе.

ГЛАВА 5. ИССЛЕДОВАНИЕ ДИНАМИКИ ГЕНЕРАЦИИ GGG.-Nd-ЛАЗЕРА В РЕЖИМЕ МОДУЛЯЦИИ ДОБРОТНОСТИ ПРИ ВНУТРИРЕЗОНАТОРНОЙ ОПТИЧЕСКОЙ НАКАЧКЕ ГАЗА.

5.1 Схема лазера с внутрирезонаторной накачкой.

5.2 Кинетические уравнения молекулярного газового НВг -лазера и GGGrNd-лазера.

5.3 Исследование временной динамики спектра излучения твердотельного лазера на кристалле GGG:Nd.

5.4 Исследование эффективности оптической накачки газа излучением кристалла от концентрации газа Ng для различных схем оптической накачки.

5.5 Исследование зависимости энергетических параметров лазерного излучения GGG:Nd -лазера и НВг молекулярного газового лазера от уровня вредных и полезных потерь в GGG:Nd - лазере для различных схем оптической накачки.

5.6 Исследование зависимости энергетических параметров излучения твердотельного GGG:Nd лазера и молекулярного газа от ненасыщенного коэффициента усиления кристалла К0 при внутрирезонаторной накачке.

5.7 Исследование зависимости энергетических параметров излучения кристалла и газа от степени фокусировки излучения кристалла е/кТ при внутрирезонаторной накачке.

ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 5.

По мере развития лазерной техники все большее значение приобретают исследования динамики процессов, определяющих физическую картину работы лазера в различных режимах [1-9]. Это связано с необходимостью создания лазеров с заданными значениями параметров излучения — энергии в импульсе, длительности импульса, средней и пиковой мощности, частоты следования импульсов [10-11]. Большое практическое значение имеет задача создания сверхмощных лазеров [12]. Исследования динамики процессов в лазерах являются основой для решения проблемы управления параметрами лазерного излучения, обеспечение его устойчивости и стабильности [13-15]. Они крайне важны для интерпретации нелинейно-оптических явлений [16]. Реализуемые на практике режимы генерации лазеров являются, как правило, импульсными [17-18], их описание принципиально невозможно без рассмотрения динамики процессов.

В процессе свободной генерации отклонения от порогового значения не выходят за пределы нескольких процентов и пиковая мощность излучения твердотельных лазеров ограничена десятками киловатт. Более мощные гигантские импульсы удается получить в тех случаях, когда развитие генерации задерживается на вре*мя, необходимое для достижения высокой степени инверсии [19]. Это достигается модуляцией добротности резонатора [20].

Все известные методы модуляции добротности подразделяются на активные и пассивные [21,22]. К активным относятся модулирующие устройства, меняющие величину потерь по заданному закону или в соответствии с внешним управляющим сигналом. Одним из перспективных методов модуляции добротности резонатора является выходное зеркало с регулируемым отражением на основе пьезоэлектрически сканируемого интерферометра Фабри-Перо [23,24]. Активные затворы обеспечивают более однородную по сравнению со свободной генерацией структуру пучка. К недостаткам активной модуляции следует отнести ограниченную выходную мощность, наличие внешнего источника питания, высокую стоимость, небольшой ресурс работы.

Пассивные модулирующие элементы управляются непосредственно полем излучения, имеющемся в резонаторе лазера. Генерация гигантского импульса при пассивной модуляции добротности начинается в тот момент времени, когда, обусловленная накачкой плотность инверсной населенности, постепенно возрастая, достигнет порогового значения, определяемого потерями в резонаторе с непросветленным фильтром [25,26]. Наличие просветляющегося фильтра увеличивает скорость включения добротности и улучшает параметры излучения. В последнее время повышенный интерес проявляется к твердотельным лазерам на неодимсодержащих средах [27].

Исследования, выполненные в Ковровской Государственной Технологической Академии и научном центре лазерных материалов и технологий Института общей физики РАН [28-30] показали, что наилучшим образом требованиям высокой пространственной яркости и малой расходимости излучения удовлетворяют YAG:Nd3+ -лазеры с пассивными затворами на окрашенных щелочно-галоидных кристаллах (ЩГК). Особенно выделяется кристалл LiF:F2". Он может использоваться и как пассивный затвор неодимовых лазеров с длиной волны 1,06 мкм [31,32] и как активная среда перестраиваемых лазеров [33]. При использовании кристаллов в качестве пассивных затворов они могут действовать и как селекторы поперечных и продольных мод резонатора [34] и как частичные поляризаторы. Высокая термическая и оптическая стойкость F2~центров окраски, хорошие теплофизические свойства, малая гигроскопичность обуславливает широкие возможности его применения для модуляции мощных технологических лазеров на небдимсодержащих средах, где применение других методов модуляции невозможно или неэффективно.

Эффективным способом создания еще более мощных лазерных устройств с высокой направленностью и высокой спектральной плотностью излучения являются оптически связанные лазеры [35-39].

Принцип модульного построения лазерных систем позволяет получить мощное излучение с сохранением высокого качества излучения, присущего одному модулю. Когда лазерные модули дают несфазированное некогерентное излучение, максимальная мощность на мишени в N раз больше мощности, получаемой от отдельного модуля. Когда излучение всех модулей когерентно, максимальная мощность на мишени в N2 раз больше, чем для отдельного модуля.

Можно выделить три способа частотной и фазовой синхронизации набора лазеров. В одном из них синхронизация достигается путем сравнения сигнала каждого из лазеров с эталонным сигналом. Во втором методе сигнал одного лазера инжектируется во все лазеры набора [40-42]. Например, сигнал проходит через набор усилителей. Третий метод синхронизации, являющийся предметом рассмотрения настоящей работы, основан на введении оптической связи между лазерами набора [43-44]. Сложная конфигурация усиливающей среды, большое количество отражающих поверхностей образует своеобразный пространственный фильтр для общего поля, что и приводит к выделению по потерям небольшого числа мод [45-47].

Проведенными к настоящему времени исследованиями достаточно полно изучена структура коллективных мод связанных лазеров [48], установлены основные факторы, влияющие на их устойчивость. Однако целый ряд вопросов, имеющих как фундаментальный, так и практический интерес, остаются неизученными. К ним относятся исследования динамики связанных генераторов. В системе даже двух оптически связанных лазеров наблюдается сложное динамическое поведение интенсивности излучения [49]. До конца неизученным остается вопрос о влиянии различных параметров отдельных лазеров на их временные и энергетические характеристики.

Актуальной представляется разработка математической модели оптически связанных через полупрозрачное зеркало технологических YAG:Nd лазеров с пассивной модуляцией добротности кристаллом LiF:F2~H активной модуляцией отражения зеркала связи, что позволило бы управлять излучением подобных технологических лазеров по заданному закону, а также оптимизировать практические режимы их работы и предсказать параметры генерации в тех ситуациях, когда экспериментальные исследования невозможны или затруднены.

Наряду с традиционными лазерами, основанными на процессах вынужденного излучения в активных средах, были созданы генераторы на нелинейных эффектах [50-54] — четырехволновом смешении и вынужденном рассеянии Мандельштама-Бриллюэна. В основе действия таких лазеров лежит новый механизм усиления когерентного излучения - перекачка энергии между волнами на светоиндуцированных динамических решетках, записываемых в нелинейной среде самими интерферирующими волнами [55-56]. Эти генераторы обладают уникальными свойствами, отсутствующими у всех известных лазеров — возможностью генерировать пучки с обращенным волновым фронтом (ОВФ) [57]. Адаптивные лазерные системы с ОВФ зеркалами обладают большими потенциальными возможностями для достижения высокой яркости излучения благодаря динамической компенсации фазовых искажений в активной среде и в оптических элементах [58-62].

Метод ОВФ при четырехволновом взаимодействии является универсальным для различных диапазонов длин волн [63-68] в отличии от методов ОВФ при вынужденном рассеянии Мандельштама - Бриллюэна [69-71] или при вынужденном комбинационном рассеянии [72]. Это обусловлено наличием эффективных нелиней ностей, используемых при записи голографического ОВФ-зеркала [73]: тепловой нелинейности [7475], нелинейностью насыщения усиления в активной среде [76], нелинейности, связанной с различием поляризуемости возбужденных и невозбужденных атомов (изменения показателя преломления)[77-79]. Тепловая нелинейность является наиболее универсальной. В ее основе лежит изменение показателя преломления среды при изменении ее температуры. Поглощение средой энергии излучения с последующей безызлучательной релаксацией приводит к повышению температуры среды, что ведет к увеличению энергии колебательных, вращательных и поступательных степеней свободы, что, в свою очередь, вызывает изменение поляризуемости среды, а, следовательно, и ее показателя преломления. Одной из причин невысокого качества ОВФ на тепловой нелинейности является сравнительно большая инерционность процесса. Для коротких импульсов излучения в режиме модулированной добротности тепловая нелинейность как более инерционная в процессе четырех волнового смешения уступает по эффективности нелинейности коэффициента усиления. Изменение показателя преломления при насыщении усиления в активной среде [80] связано с тем, что изменение населенности возбужденных уровней АС приводит к различной поляризуемости этих уровней. Знание изменения показателя преломления в лазерных кристаллах необходимо для выявления доминирующего механизма формирования динамических голографических решеток [81] в лазерных кристаллах, сопровождающих решетки нелинейностей, индуцируемых интерференционным полем усиливаемых световых волн. Интерес к таким решеткам в настоящее время стимулируется исследованиями самоадаптивных лазерных резонаторов, формируемых с участием динамических голограмм, которые возбуждаются в самих лазерных средах [82-83].

В настоящее время можно считать, что физические основы лазеров на динамических решетках развиты достаточно хорошо [8485]. Установлены основные закономерности и построена теория стационарной генерации для различных нелинейных сред и различных резонаторов [86-89]. Особый интерес представляют динамические адаптивные системы с ОВФ зеркалами [90]. Возникновение и кинетика генерации в этих системах до сих пор остаются слабо исследованными. Основной причиной этого является сложность решения системы нелинейных уравнений для зависящих от времени величин даже при простейшем двухпучковом взаимодействии.

На кафедре Лазерной физики и технологии Ковровской Государственной Технологической Академии и в научном центре лазерных материалов и технологий Института общей физики РАН были исследованы петлевые схемы генератора с самонакачивающимся ОВФ-зеркалом, основанном на 4-х волновом взаимодействии с обратной связью [91-93]. Для успешной реализации лазерных устройств с ОВФ-зеркалами требуются дополнительные исследования каждого конкретного типа лазерной установки с целью моделирования и оптимизации параметров ОВФ-зеркала и адаптивной системы в целом. В данной работе проводится численное исследование нелинейного процесса четырехволнового смешения в оптически связанных петлевых лазерных системах с самообращением волнового фронта посредством балансных уравнений, как наиболее простых и требующих небольшое, по сравнению с другими методами, количество экспериментально измеренных параметров.

Излучение оптически накаченных лазеров является областью исследования в течении многих лет [177-183]. Детально изучена динамика генерации газовых лазеров с внерезонаторными методами оптического возбуждения. Узкая ширина линии поглощения газа резко ограничивает эффективность передачи энергии от кристалла в газ в условиях внерезонаторной накачки. В научном центре лазерных материалов и технологий Института общей физики РАН были исследованы внутрирезонаторные методы оптической накачки газа излучением однородно уширенного кристалла. В резонатор с GGGrNd-кристаллом помещается газовая ячейка. Поглощение в газе на нескольких центральных частотах приводит к возникновению эффекта насыщения коэффициента усиления кристалла и повышению эффективности накачки газа. В данной работе проводится численное моделирование динамики генерации GGG:Nd^a3epa в режиме активной модуляции добротности с внутрирезонаторной накачкой газа, необходимое для понимания процессов передачи энергии излучения из кристалла в газ.

Цель работы: решение проблемы повышения эффективности работы оптически связанных линейных и многопетлевых адаптивных резонаторов в режимах пассивной модуляции добротности кристаллом LiF:F2" , самомодуляции добротности на решетках усиления и активной модуляции добротности с внутрирезонаторной оптической накачкой газа.

Научная новизна:

1. Предложена оригинальная математическая модель на основе нульмерных балансных уравнений, выполнены расчеты и проведен анализ динамики генерации в оптически связанных через полупрозрачное зеркало резонаторах в одномодовом режиме пассивной модуляции добротности кристалла LiF:F2~; выяснен механизм возникновения цугов импульсов при слабой модуляции мощности накачки, заключающийся в том, что первый резонатор является задающим генератором лазерной системы, а второй резонатор периодически открывает и запирает выходное излучение.

2. Предложена оригинальная математическая модель на основе балансных уравнений в одномерном приближении, выполнены расчеты и проведен анализ динамики генерации линейных оптических схем с пассивным затвором внутри и вне интерферометра Саньяка, на основе которой появляется возможность управлять энергетическими и временными параметрами излучения при изменении режимов накачки и начального пропускания ПЛЗ.

3. Предложены две математические модели на основе балансных уравнений и на основе уравнений для связанных волн, выполнены расчеты динамики генерации многопетлевого адаптивного резонатора на основе четырехволнового смешения в ИАГ:Ш3+ активных средах и интерферометром Саньяка в качестве концевого отражателя; выяснен механизм возникновения режима самомодуляции, заключающийся в периодической записи и стирании динамических голографических решеток усиления пересекающимися пучками в активных элементах.

4. Предложена оригинальная математическая модель на основе балансных уравнений, выполнены расчеты и проведен анализ динамики генерации GGG:Nd-^a3epa в режиме активной модуляции добротности с внутрирезонаторной оптической накачкой НВг - молекулярного газа. Показано что насыщение коэффициента усиления GGG:Nd-^a3epa с однородно уширенной линией спектра излучения увеличивает эффективность внутрирезонаторной оптической накачки газа по сравнению с другими схемами накачки.

Практическая ценность:

1. Разработаны алгоритмы, позволяющие объяснить механизм возникновения цугов импульсов в линейных оптически связанных резонаторах и оптимизировать режимы их генерации.

2. Разработаны алгоритмы, позволяющие объяснить высокую эффективность работы в импульсно-периодическом режиме генерационно-усилительного устройства с интерферометром Саньяка в качестве концевого отражателя и оптимизировать режимы его генерации.

3. Предложен способ нормировки балансных уравнений в одномерном приближении, позволяющий увеличить скорость счета в 80 раз.

4. Разработаны алгоритмы, позволяющие объяснить механизм самомодуляции гигантских импульсов в многопетлевой схеме с адаптивными резонаторами и решетками усиления на основе четырехволнового смешения в активных средах и оптмизировать режимы их генерации.

5. Проведено сравнение двух математических моделей - на основе балансных уравнений в частных производных и на основе уравнений для связанных волн; показано, что динамика генерации адаптивных резонаторов с обращением волнового фронта одинаково успешно описывается обеими моделями.

6. Разработаны алгоритмы, позволяющие объяснить механизм оптической накачки газа излучением твердотельного лазера с однородно уширенной линией излучения, находящегося внутри того же резонатора и оптимизировать эффективность этой накачки.

На защиту выносятся:

1. Результаты и выводы математического моделирования динамики генерации технологических ИАГ:Ш3+ лазеров с линейными оптически связанными резонаторами в режиме пассивной модуляции кристаллом LiF:F2~ на основе нульмерных балансных уравнений.

2. Результаты и выводы математического моделирования динамики генерации линейных технологических ИАГ:Ш3+ лазеров с интерферометром Саньяка в качестве концевого отражателя при установке пассивного лазерного затвора внутри и вне интерферометра Саньяка на основе одномерных балансных уравнений.

3. Результаты и выводы математического моделирования для исследования самомодуляции излучения при обращении волнового фронта в двух активных элементах в многопетлевой схеме с адаптивным резонатором и интерферометром Саньяка в качестве концевого отражателя на основе одномерных балансных уравнений и борновского приближения при описании четырехволнового взаимодействия.

4. Результаты и выводы математического моделирования процессов внутрирезонаторной оптической накачки молекулярного НВг газа излучением твердотельного GGG:Nd^a3epa .

Диссертация состоит из 5 глав.

В первой главе дан литературный обзор методов математического описания динамики генерации лазерных систем.

Рассмотрены преимущества и недостатки их применения в различных режимах работы.

Во второй главе рассмотрена нульмерная математическая модель на основе усредненных балансных уравнений для описания динамики генерации мощной одномодовой ИАГ:Ыс13+—лазерной системы с оптически связанными резонаторами при пассивной модуляции добротности кристаллом LiF:F2~; установлен механизм появления цугов наносекундных импульсов при непрерывной накачке; численно и аналитически исследованы режимы генерации, имеющие характер низкочастотной разгрузки составного резонатора.

В третьей главе приводятся результаты численного исследования мощных импульсно-периодических лазеров с линейным резонатором и концевым отражателем на основе интерферометра Саньяка при установке пассивного лазерного затвора внутри и вне интерферометра; проведена оптимизация оптической схемы лазера по энергетическим параметрам в зависимости от начального пропускания в кристалле LiF:F2~ , от начального коэффициента усиления активных элементов; показано, что выбор способа нормировки балансных уравнений влияет на увеличение скорости их решения.

В четвертой главе на основе одномерных балансных уравнений в частных производных и уравнений для связанных волн при описании четырехволнового смешения численно исследована работа мощного технологического ИАГ:Ш3+—лазе ра с » многопетлевой схемой адаптивного резонатора и интерферометром Саньяка в качестве концевого отражателя; выяснен механизм возникновения самомодуляции добротности на решетках усиления в адаптивном петлевом резонаторе; проведено сравнение энергетических и временных параметров генерации в режиме самомодуляции излучения с режимом пассивной модуляции добротности; проведена оптимизация оптической схемы лазера по энергетическим параметрам в зависимости от начального коэффициента усиления активных элементов, от интенсивности входного шумового сигнала; проведено сравнение двух математических моделей - на основе одномерных балансных уравнений и на основе уравнений для связанных волн.

В пятой главе на основе кинетических уравнений для газа в четырехуровневом приближении и для кристалла в двухуровневом приближении численно исследована система GGG:Nd—лазера, работающего в режиме активной модуляции добротности с размещением внутри резонатора HBr-газовой ячейки; показано, что при размещении газовой ячейки внутри резонатора эффективность накачки возрастает по сравнению с другими схемами за счет эффекта насыщения коэффициента усиления однородно уширенного кристалла; проведена оптимизация оптической схемы лазера по энергетическим параметрам излучения кристалла и газа в зависимости от ненасыщенного коэффициента усиления активной среды, вредных потерь в кристалле, коэффициента отражения выходного зеркала; концентрации газа, степени фокусировки.

Апробация:

Результаты работы по теме диссертации докладывались и обсуждались в период с 1998 по 2004 гг. на: Международной конференции "Industrial Laser & Laser Applications'98", Shatura, Moscow region, Russia, 26-29 June 1998; Международной конференции "Laser '98", Tucson, Arizona, USA, 7-11 December 1998 (2 доклада); Международной конференции "Advanced High-Power Lasers and Applications", Suita, Osaca, Japan, 1-5 November 1999 (2 доклада); Международной конференции "X Conference of Laser

0ptics'2000", St.Petersburg, Russia, 26-30 June, 2000; Международной конференции "CLEO/Europe - International Quantum Electronics Conference 2000", Nice, France, 10-15 September 2000; на Международной конференции "Laser & Laser-Information Technologies: Basic Researches and Applications'2001", Vladimir-Suzdal, Russia, 22-26 June 2001; Международной конференции "XI Conference of Laser 0ptics'2003", St.Petersburg, Russia, 30June-4 July, 2003; ежегодных научно-технических конференциях Ковровской технологической академии; семинарах Научного Центра лазерных материалов и технологий Института общей физики РАН.

Публикации:

Основные результаты, изложенные в диссертации, опубликованы в работах:

1. Басиев Т.Т., Федин А.В., Гаврилов А.В., Сметанин С.Н., Кялбиева С.А. Одномодовый ИАГ:Ш-лазер с самонакачивиющимся фазово-сопряженным петлевым резонатором // Квантовая электроника.-1999.-27,№2.-с.145-148.

2. M.V. Bolshakov, S.A.Kyalbieva, A.V.Fedin. Q-switching of a Nd:YAG laser with optically coupled cavities // Proceedings of SPIE (USA).— Vol.3688-P. 18-23.- 1999.

3. Федин A.B., Большаков M.B., Кялбиева С.А. Динамика генерации ИАГ:Ш-лазера со связанными резонаторами в режиме пассивной модуляции добротности // Программа и сборник аннотаций докладов VI Международной конференции «Лазерные технологии'98». Шатура, НИЦТЛ РАН,-с.59.- 1998.

4. T.T.Basiev, A.V.Fedin, S.A.Kyalbieva, M.V.Bolshakov. Generation Dynamics of the Solid-State Laser with Coupled Cavities //

International Conference «Lasers'98». Tucson, Arizona (USA), 7-11 December 1998. Technical Digest.- P. 8.

5. Басиев T.T., Кялбиева С.А. Динамика генерации GGG-Nd -лазера с внутрирезонаторной оптической накачкой газа. // Препринт №16.ИОФ РАН.-2001. 6. Fedin А.V., Kyalbieva S.A., Chaschin Е.А., Borodavin A.V.Technological Nd:YAG Laser with Combination Q-Swiching // International Conference «Lasers'98». Tucson, Arizona (USA), 7-11 December 1998. Technical Digest.- P. 8.

7. Kyalbieva S.A., Gavrilov A.V., Teterin P.E. Generation dynamics of a self-starting self-pumped phase-conjugate Nd:YAG laser with three-mirror interferometer inside the loop cavity.// International conference on Laser Optics '2003. St.Petersburg (Russia), 30 June-4 July, 2003. Technical Digest-P.65.

8 Basiev T.T., Fedin A.V., Kyalbieva S.A., Bolshakov M.V. Generation Dynamics of Solid-State Laser with the Coupled Cavities // Proceedings of the International Conference on Lasers'98. Ed. By V.J. Corcoran and T.A. Goldman. STS Press, McLean, VA (USA), 1999. P. 1064-1068.

9. Fedin A.V., Kyalbieva S.A., Chaschin E.A., Borodavin A.V.The Technological Nd:YAG Laser with Combination Q-Swiching // Proceedings of the International Conference on Lasers'98. Ed. By V.J. Corcoran and T.A. Goldman. STS Press, McLean, VA (USA), 1999. P. 1069-1073

10. T.T. Басиев, А.В.Федин, M.B. Большаков, С.А. Кялбиева. Динамика генерации ИАГ:^-лазера со связанными резонаторами в режиме пассивной модуляции добротности // Известия АН- 9, № 10 — 1999.-С. 1914-1919

11. Fedin А.V., Kyalbieva S.A., Chasahchin Y.A. Single-Mode Technological Nd:YAG Laser with Combined Q-Switching // International

Forum on Advanced High-Power Lasers and Application AHPLA'99. Osaka (Japan), 1-5 November 1999. Technical Digest-P. 170.

12. Basiev T.T., Fedin A.V., Gavrilov A.V., Kumar N., Kyalbieva S.A., Ruliov A.V., Smetanin S.N., Trifonov I.I. Single-Mode Laser with Adaptive Cavity and Self-Phase Conjugation // International Forum on Advanced High-Power Lasers and Application AHPLA'99. Osaka (Japan), 1-5 November 1999. Technical Digest - P. 221.

13. Fedin A.V., Kyalbiyeva S.A., Chashchin Y.A., Piven E.A. Single-mode technological Nd:YAG laser with combined Q-switching // In «High-Power Lasers in Manufacturing». Editors by Xiangli Chen, Tomoo Fujioka, Akira Matsunawa. Proceedings of SPIE.- Vol. 3888.- 2000.- P. 767-772.

14. Basiev T.T., Fedin A.V., Gavrilov A.V., Kumar N., Kyalbieva S.A., Ruliov A.V., Smetanin S.N., Trifonov I.I. Single-mode Nd lasers with adaptive cavity and self-phase-conjugation // In «Advanced High-Power Lasers», Ed. by Marek Osinski, Howard T. Powell, Koichi Toyoda. Proceedings of SPIE.- Vol. 3888.- 2000.- P. 676-680

15. Basiev T.T., Fedin A.V., Gavrilov A.V., Kyalbieva S.A., Ruliov A.V., Smetanin S.N. Powerful Neodymium Lasers with the self-phase-conjugation.// International conference on Laser Optics '2000. St.Petersburg (Russia), 26-30 June, 2000. Technical Digest.- P. 55.

16. Федин А.В., Кялбиева C.A., Мальцев В.В., Чащин Е.А. Интерференционное устройство модуляции одномодового лазерного излучения // Патент РФ № 2164724 МКИ Н 01 S 3/11, от 20.06.2001 г.

17. Basiev Т.Т., Fedin A.V., Gavrilov A.V., Kyalbieva S.A., Ruliov A.V., Smetanin S.N. Powerful Neodymium Lasers with the self-phase-conjugation.// CLEO/Europe - International Quantum Electronics Conference 2000, 10-15 September 2000. Conference digest.-P.87.

18. A.V.Fedin, T.T.Basiev, S.A.Kyalbieva. Radiation modulation of the self-phase conjugation in active media. // VII Intern. Conf. "Laser and Laser-Information Technologies: Basic Research and Applications" Program and Abstracts. June 22-26, 2001, Vladimir - Suzdal/Ed.by V.Ya.Panchenko,

V.S.Golubev. - ILIT RAS, Shatura - VSU, Vladimir, 2001.-p.33. ISBN 589368-256-8.

ВЫВОДЫ К ГЛАВЕ 5:

1. Описана динамика генерации твердотельного лазера на кристалле GGG:Nd с однородным уширением спектра в режиме активной модуляции добротности, излучение которого оптически накачивает НВг-молекулярный газ, находящийся и излучающий внутри того же резонатора. Показано, что эффективность внутрирезонаторной оптической накачки газа увеличивается по сравнению с другими схемами за счет эффекта насыщения коэффициента усиления кристалла. Наличие эффекта насыщения подтверждается тем, что ширина провала в линии генерации кристалла в процессе высвечивания импульса достигает 0,85 ГГц и превышает ширину линии поглощения газа 0,5 ГГц.

2. Рассчитана оптимальная концентрация газа (Ng =5-10 см" ) для которой эффективность преобразования энергии твердотельного лазера в лазерное излучение газа максимальна и составляет 8,85%. При внерезонаторной накачке эффективность перехода энергии от кристалла в газ может достигать 18,9% при больших концентрациях газа (Ng =5-1017см" 3), но этот случай трудно реализовать из-за V-V и V-T эффектов . При средних же и малых концентрациях внерезонаторная накачка менее эффективна, чем внутрирезонаторная из-за отсутствия эффекта насыщения коэффициента усиления кристаллического лазера.

2. Эффективность передачи энергии от кристалла газу при внутрирезонаторной накачке увеличивается в 1,5 раза с уменьшением вредных потерь в резонаторе в 4 раза, что связно с возрастанием плотности числа фотонов. Эффективностью передачи энергии от кристалла газу при внутрирезонаторной накачке можно управлять, изменяя вредные и полезные потери в резонаторе, тогда как эффективность внерезонаторной накачки газа зависит только от уровня полезных потерь.

3. Исследовалось влияние различных факторов на эффективность внутрирезонаторной накачки газа: а) влияние эффекта насыщения усиления при внутрирезонаторной накачке нарастает с увеличением коэффициента усиления кристалла; б) фокусировка излучения кристалла практически не сказывается на спектре генерации кристалла и на эффекте насыщения усиления кристалла; в) изменение зазора между основным и нижним рабочим уровнем не изменяет спектр генерации кристалла, но с увеличение е/кТ в 4 раза КПД генерации увеличивается в 1,27 раза.

1. Справочник по лазерам: в 2 т./ Под ред.А.М.Прохорова -М:Сов.радио, 1978.

2. Звелто О. Принципы лазеров.-М.: Мир. 1984.

3. Тарасов Л.В. Физика процессов в генераторах когерентного оптического излучения. М.: Радио и связь, 1981.

4. Ханин Я.И. Динамика квантовых генераторов. — М.: Сов.радио, 1975.

5. Карлов Н.В. Лекции по квантовой электронике. М.: Наука,1988.

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

7. Самсон A.M., Котомцева Л.А., Лойко Н.А. Автоколебания в лазерах. Минск: Наука и техника, 1990.

8. Методы расчета ОКГ/ Под ред.Б.И.Степанова. Минск: Наука и техника, т.2, 1968.

9. Лазерная техника и технология: в 7 т./Под ред.Г.А.Григорьянца М.:Высш.шк., 1988.

10. Запорожченко В.А. Анализ методов управления динамикой генерации импульсных лазеров для получения длинных цугов волн УКИ.//Квантовая электроника.- М., 1994.-21, №9.-с.843-848.

11. Данилов А. А., Полушкин В.Г., Сорокин С.Н. Твердотельные лазеры высокой средней мощности с гибридным режимом накачки. // Квантовая электроника.- М., -17.-№10-1990.

12. Hadson N., Weber Н. High-power solid-state lasers with unstable resonators// Opt/ and Quantum Electron. -1990.-22.-p.39-55.

13. Деныциков Ю.С. Об оценке влияния режима накачки на эффективность преобразования энергии в активной среде с учетомусиления люминисценции. //Журнал прикладной спектроскопии.-т.46.-в.1.-с.164.-1987.

14. Ермаков В.А., Лунин А.В., Мак А.А. и др. О получении стимулированного излучения с помощью двойного импульса накачки. //Журнал прикладной спектроскопии.-т.7.-в.2.-с. 182.-1967.

15. В.В.Грабовский, В.И.Прохоренко, Д.Я.Яцкив. Особенности одночастотной генерации лазера с резонатором на базе интерферометра Саньяка. //Квантовая электроника.-22.-№4.-1995.

16. Бузялис Р., Дементьев А. Иванаускас Ф. и др. Лазеры и оптическая нелинейность,- Минск: изд-е ИФ АН БССР.-1989.-с.61.

17. Мурга В.В. Влияние режима питания системы накачки на энергетическую эффективность импульсных твердотельных лазеров.// Электронная техника. Сер. Лазерная техника и оптоэлектроника.-вып.2.-с.5 8.-1991.

18. Г.Л.Бенедиктов, Н.И.Михайлов. Особенности получения мощных световых импульсов сложной формы.// Приборы и техника эксперимента.-№4.-с. 187-1971.

19. Тарасов Л.В. Физические основы квантовой электроники (оптический диапазон). М.: Сов.Радио, 1976.

20. Пространственные модуляторы света/ Васильев А.А., Касасент Д., Компанец И.Н., Парфенов А.В.-М.: Радио и связь, 1987.-320 с.

21. Пилипович В.А., Киселев А.А. Оптические квантовые генераторы с просветляющимися фильтрами. Минск: Наука и техника, 1975.

22. Клышко Д.Н. Физические основы квантовой электроники. М.,1986.

23. Скоков В.И. Оптические интерферометры.

24. Ритус А.И. Интерферометр Фабри-Перо как модулятор лазерного излучения и зеркало с регулируемым отражением.// Квантовая электроника.- М., 1993.-20, №2.

25. Kravetz A.N., Basiev Т.Т., Mirov S.B., Fedin A.V. Technological Nd-lasers with passive Q-switches based on LiF:F2. crystals// Proceedings SPIE The International Society for Optical Engineering, USA. - 1991.-1839.-p.2-l 1.

26. Басиев T.T., Кравец A.H., Федин А.В. Модуляция добротности технологического ИАГ:№-лазера кристаллами LiF:F2~ при импульсно-периодической накачке // Квантовая электроника.-М., 1993.-20,№6.-с.594-596.

27. Bosi L., Nimis М. Decay properties of the M'center in LiF-crystals. Phys.stat.sol.(b) 152,67, 1989.

28. Патент № 1799526 СССР МКИ H 01 S 3/11. Лазерное генераторно-усилительное устройство/ Басиев Т.Т., Кравец А.Н., Миров С.Б., Федин А.В.

29. Басиев Т.Т., Кравец А.Н., Миров С.Б., Федин А.В.I

30. Технологический HAT:Nd лазер с пассивным затвором на кристалле LiF:F27/ Письма в ЖТФ.-Л.-, 1991.-17, №9.-с.-16-22.

31. Басиев Т.Т., Кравец А.Н., Федин А.В. Технологические HAr:Nd^a3epbi с пассивной модуляцией добротности кристаллами LiF:F2"// Препринт №1. ИОФ РАН.-1993.-60с.

32. Басиев Т.Т., Ицхоки Б.Г., Миров С.Б. и др. Импульсный AHT:Nd3^a3ep с пассивным модулятором добротности на кристалле LiF:F2" центрами // Квантовая электроника.- М., 1983.-10, №3.-с.619-621.

33. Басиев Т.Т., Дергачев А.Ю., Зверев П.Г. и др. Пассивная модуляция добротности непрерывного YAG:Nd3+ лазера с помощью кристаллов LiF:F2"// Изв. АН СССР.-1987.-51, №8.-с.1440-1446.

34. Гусев Ю.Л., Коноплин С.Н., Кирпичников А.В., Маренников С.И. Лазеры с перестраиваемой частотой.-Новосибирск, изд-е института теплофизики СО АН СССР.-1980.-с.116.

35. Ильичев Н.Н., Кирьянов А.В., Малютин А.А. и др. Самопроизвольное сужение спектра генерации (спектральный "коллапс") в лазерах на неодиме при модуляции добротности с помощью кристаллов 1ЛГ:Г27/Квантовая электроника.- М., 1991.-18, -с.433.

36. Заславский Г.М., Сагдеев Р.С. Введение в нелинейную физику. М.: Наука, 1988.

37. Бельдюгин. И.М., Золотарев М.В., Шинкарева И.В. Статистический анализ фазовой синхронизации оптически связанных лазеров при внешней инжекции маломощного излучения.// Квантовая электроника. М., 1997.-24, №1.

38. Chesler R.B., Maydan D. Calculation of Nd:YAG cavity dumping.- J.Appl.Phys.-1971 .-v.42.-№3.-p. 1028-1030.

39. Maydan D., Chesler R.B. Q-switching and cavity dumping of Nd:YAG lasers.- J.Appl.Phys.-1971.-v.42.-№3.-p.l031-1034.

40. Moran J.M. Calculation of the minimum repetition rate of a cavity-dumped four-level laser.-IEEE J.-1976.-QE-12.-№10.-p.639-644.

41. Лиханский В.В., Напартович А.П. Излучение оптически связанных лазеров // УФН.-1990.-160.-вып.З.-с. 101-143.

42. Басиев Т.Т., Кравец А.Н., Миров С.Б., Федин А.В. Модуляция добротности ИАГ:Кс1-лазера с линейным трехзеркальным резонатором кристаллами LiF:F2"// Квантовая электроника.- М., 1992.-19, №8.-с.772-773.

43. Грабовский В.В., Прохоренко В.И., Яцкив Д.Я. Особенности одночастотной генерации лазера с резонатором на базе интерферометра Саньяка.// Квантовая электроника.- М., 1995.22, №4.

44. Модуляция добротности технологического ИАГ:Кс13+лазера кристаллами LiF:F27 Басиев Т.Т., Кравец А.Н., Миров С.Б., Федин А.В. и др.// Квантовая электроника.- М., 1991.18, №2.-с.223-225.

45. Басиев Т.Т., Кравец А.Н., Миров С.Б., Федин А.В. Трехкаскадный усилитель одномодового излучения ИАГ:Кс1-лазера с пассивным затвором на кристалле LiF:F2"// Квантовая электроника.- М., 1991.-18,№7.-с.822-824.

46. Басиев Т.Т., Кравец А.Н., Миров С.Б., Федин А.В. Модуляция добротности ИАГ:Ыс1-лазера с линейным трехзеркальным резонатором кристаллами LiF:F2"// Квантовая электроника.- М., 1992.-19, №8.-с.772-773.

47. Антюхов В.В., Даныциков Е.В., Масюков И.В. Генерация коллективных мод в двух оптически связанных лазерах // Квантовая электроника.- М., 1992.-19, №3.

48. Антюхов В.В., Апполонова О.В., Даныциков Е.В., Коротков В.А., Лебедев Ф.В., Напартович А.П. Особенности когерентной генерации двух связанных С02 лазеров сразличающимися резонаторами // Квантовая электроника.- М., 1992.-19, №3.

49. Зельдович Б.Я., Пилипецкий Н.Ф., Шкунов В.В. Обращение волнового фронта.-М.:Наука.-Главная редакция физико-математической литературы.-1985.-c.240.

50. Антипов O.JL, Кужелев А.С., Лукьянов А.Ю., Зиновьев А.П. Изменения показателя преломления лазерного кристалла Nd:YAG при возбуждении ионов Nd3+.// Квантовая электроника.-М., 1998.-25, №9.

51. Одулов С.Г., Соскин М.С., Хижняк А.И. Лазеры на динамических решетках: оптические генераторы на четырехволновом смешении.- М.:Наука.-Главная редакция физико-математической литературы.-1990.-c.272.

52. Борн М., Вольф Э. Основы оптики.-М.:Наука.-1973.

53. A.Brignon, J.Raffy, J.-P.Huignard. Transient degenerate four-wave mixing in a saturable Nd:YAG amplifier: the effect of pump-bear propagation.//Opl.Lett.-19.-p.865-867.-1994.

54. Бельдюгин И.М., Галушкин М.Г., Земсков E.M. О свойствах резонаторов с обращающими волновой фронт зеркалами. // Квантовая электроника.- М., 1979.-6.-c.38.

55. Yeung J., Fekete D.,Pepper D.M., Yariv A. A theoretical and experimental investigation of the modes of optical resonators with Phase Conjugate Mirrors. // IEEE J.Quantum Electron.- 1979.-15.-p.l 180.

56. V.N.Blashchuk, B.Y.Zeldovich, A.V.Mamaev, N.F.Pilipetsky, V.V.Shkunov. Compete wave-front reversal of depolarized radiation under degenerate four-photon interaction condition (theory and experiment).// SovJ.Quantum Electron. -10-p.356-358.-1980.

57. Обращение волнового фронта излучения в нелинейных средах / Под.ред.В.И.Беспалова.-Горький:Изд-во ИПФ АН СССР.-1982.

58. Шостко С.И.,Подоба Я.Г., Ананьев Ю.А. и др. Об одной возможности компенсации оптических неоднородностей в лазерных устройствах // Письма в ЖТФ.- 1979.-т.5.-с.29.

59. И.Ф.Андреев, О.В.Палашов, Г.А.Пасманик, Е.А.Хазанов. Четырехпроходная лазерная система на YAG:Nd с компенсацией аберрационных и поляризационных искажений волнового фронта. // Квантовая электроника.-23-№1 -1996.

60. A.N.Kravets, I.I.Trifonov, A.V.Gavrilov, I.I.Shilov,

61. A.V.Ruljov. Technological Nd-laser with the adaptive cavity and their application // Proceeding of SPIE.-vol.3267.-p.307.-1998.

62. V.N.Belousov, Y.K.Nizienko. Compensation of distortion in the state of polarization of a laser beam in sistems with phase conjugation.//Opt.Spectrosc.-58-p.563-565.-1985.

63. Бердышев А.В., Курносов A.K., Напартович А.П.// Квантовая электроника.- М., 1994.-21.-c.-91.

64. Бельдюгин И.М., Беренберг В.А., Васильев А.В., Мочалов И.В.,Петникова В.М., Петровский Т.Т., Харченко М.А., Шувалов

65. B.В. Твердотельные лазеры с самонакачивающимися ОВФ-зеркалами в активной среде.// Квантовая электроника.- М., 1989.-16, №6.-с.1142.

66. Васильев JI.A., Галушким М.Г., Серегин A.M., Чебуркин Н.В. Теоретическое исследование эффективности обращения волнового фронта в инвертированном углекислом газе.// Известия АН СССР. Сер.физическая.-1981 .-45.-№8.

67. Блащук В.Н., Зельдович Б.Я., Мамаев А.В., Пи липецкий Н.Ф., Шкунов В.В. Полное обращение волнового фронтадеполяризованного излучения при вырожденном четырехволновом взаимодействии (теория и эксперимент) // Квантовая электроника.-М., 1980.-7.-c.627.

68. Гюламирян А.Л., Мамаев А.В., Пилипецкий Н.Ф., Шкунов В.В. Перестраиваемый нелинейный четырехволновой фильтр // Оптика и спектроскопия.-1982.-52.-с.З87.

69. P.Sillard, A.Brignon, J.-P. Huignard, J.-P.Pocholle. Self-pumped phase-copnjugate loop resonators nsing four-wave mixing in solid-state gain media.// Proceeding of SPIE.-vol.3267.-p.l99.-1998.

70. Воскобойник О.В., Кирьянов А.В., Пашинин П.П., Сидорин B.C., Туморин В.В., Шкловский Е.И. Импульсно-периодический YAGiNd-лазер с ВРМБ-зеркалом. // Квантовая электроника.- М., 1996.-22, №1.

71. Зельдович Б.Я., Пилипецкий Н.Ф., Шкунов В.В. Обращение волнового фронта при вынужденном рассеянии // УФН.-1982.-т.138.-с.249.

72. I.D.Carr, D.C.Hanna. Perfomance of a Nd:YAG oscillator/amplifier with phase-conjugation via stimulated Brillouin scattering.//Appl.Phys.-36.-p.83-92-1985.

73. Зельдович Б.Я., Шкунов В.В. О воспроизведении волнового фронта при ВКР света // Квантовая электроника.- М., 1977.-4.-c.1090.

74. Галушкин М.Г., Димаков С.А., Оношко Р.Н., Рабочевская М.А., Рубанов А.С., Свиридов К.А., Шерстобитов В.Е. Обращение волнового фронта при четырехволновом взаимодействии в лазерных средах // Известия АН. Сер.физическая.- 1990.-т.54.-№6.-с.1042.

75. Васильев Л.А., Галушкин М.Г., Серегин A.M., Чебуркин Н.В. Обращение волнового фронта при четырехволновомвзаимодействии в среде с тепловой нелинейностью.// Квантовая электроника.- М., 1982.-9, №8.

76. Мезенов А.В., Соме JI.H., Степанов А.И. Термооптика твердотельных лазеров./ Л.:Машиностроение, 1986.

77. A.Brignon, J.P.Huignard. Two-wave mixing in Nd:YAG by gain saturation. Opt.Lett.- 18.-p. 1639-1641.-1993.

78. Antipov O.L., Belyaev S.J., Kuzhelev A.S., Zinovev A.P. Nd:YAG laser with cavity formed by population inversion gratings.// Proceeding of SPIE.-1998.-vol.3267.-p. 181.

79. M.J.Damzen, S.Camaco-Lopez, R.P.V.Green. Experimental investigation of vector phase conjugation in Nd3+:YAG.//Opt.Lett.-21-p. 1214-1217.-1996.

80. K.S.Syed, R.P.M.Green, G.J.Crofts, M.J.Damzen. Transient modelling of pulsed phase conjugation experiments in a saturable Nd:YAG amplifier.//Opt.Commun.-112-p. 175-180.-1994.

81. Бутылкин B.C., Каплан A.E., Хронопуло Ю.Г., Якубович Е.И. Резонансные взаимодействия света с веществом. М.:Наука. 1977.

82. O.L.Antipov, A.S.Kuzhelev, D.V.Chausov. Nondegenerate four-wave mixing measurements of resonantly induced index of refraction grating in Nd:YAG amplifier.//Opt.Lett.-23.-1998.

83. A.V.Kirsanov, V.V.Yarovoi. Phase conjugation of a speckle-inhomogeneous beam by an Nd glass oscillator based on four-wave mixing with feedback.// Quantum Electron. -27.-p.239-244.-1997.

84. P.Sillard, A.Brignon, J.P.Huignard. Gain-grating analysis of a self-starting phase-conjugate Nd:YAG loop resonator.// IEEE.J.Quant.Electron.-34.-p.465-472.-1998.

85. Винецкий В.Л., Кухтарян Н.В. Динамическая голография // Киев:Наукова думка.-1983.

86. Кольер Р., Беркхарт К., Лин Л. Оптическая голография. Пер. с англ./Под ред. Островского Ю.И.-М.:Мир.-1973.

87. Бельдюгин И.М., Галушкин М.Г., Земсков Е.М. Обращение волнового фронта светового излучения с использованием обратной связи при четырехволновом взаимодействии. // Квантовая электроника.- М., 1984.-11, №5.

88. Карпук С.М., Рубанов А.С., Толстик А.Л. Нелинейная запись динамических голограмм в растворе красителя.// Квантовая электроника.- М., 1997.-24, №1.

89. Damzen M.J., Green R.P.M., Syed K.S. Self-adaptive solid-state oscillator formd by dynamic gain-gratings holograms.//Opt.Lett.1995.-20.-pp. 1704-1706.

90. Афанасьев A.A., Дриц В.В., Рубинов А.Н., Эфендиев Т.Ш. Кинетика генерации лазера на красителе с динамической РОС в режиме бегущей волны накачки.// Квантовая электроника.- М.,1996.-23, №4.

91. I.M.Beldugin, M.V.Zolotarev, S.E.Kireev, A.I.Odinchov. Parametric generation in the resonator with self-pumped PC mirrors in Cu-vapor. Technical digest of conference ICONO'85(Moscow 1995)-2.-p.737-738.-1995.

92. Гаврилов А.В. ИАГ:^-лазеры с адаптивными резонаторами на базе интерферометра Саньяка и пассивной модуляцией добротности кристаллами LiF :F2~: Дис.канд.физ.мат.наук: 01.04.21.- защищена 23.-4.2001.-М.,2001.

93. Fedin A.V., Gavrilov A.V., Basiev Т.Т., Antipov O.L., Kuzhelev A.S., Smetanin S.N. Passive Q-switching of self-pumped phase-conjugate Nd:YAG loop resonator//Laser Physics.-1999.-vol.9,N2.-pp.433-436.

94. Патент RU №2157035 С2 7Н01 s3/ll от 27.09.2000 г. Лазерная система одномодового излучения с динамическим резонатором/ Антипов О.Л., Басиев Т.Т., Гаврилов А.В., Кужелев А.С., Сметанин С.Н., Федин А.В.

95. Ярив А. Квантовая электроника: Пер. с англ./ Под ред.Ханина Я.И. М.: Сов.радио, 1980. - 488 с.

96. Хакен Г. Синергетика: Иерархия неустойчивостей в самоорганизующих системах и устройствах.-М.: Мир, 1985.

97. Ландсберг Г.С. Оптика.-М.: Наука, 400с.

98. Рыскин Н.М. Связанные нелинейные уравнения Шредингера для описания распространения многочастотных волновых пакетов в нелинейной среде с дисперсией // ЖЭТФ.-1994.-106, №5.-сю1542-1546.

99. Андронов А.А., Витт А.А., Хайкин С.Э. Теория колебаний. М.: Физматгиз, 1959.

100. Баутин Н.Н., Леонтович Е.А. Методы и приемы качественного исследования динамических систем на плоскости. М., 1976.

101. Беляев B.C., Биглов З.А., Гордиенко В.М., Магницкий С.А., Оганян П.Г. Эффективная генерация мощных пикосекундных импульсов в твердотельной ИАГ:Кс1-системе с регенеративным усилителем. // Квантовая электроника.- М., 1994.-21, №8.-с.735-737.

102. Зельдович Б.Я., Кузнецова Т.И. Генерация сверхкоротких импульсов света с помощью лазеров// УФН.-1972.-106, вып. 1.-С.47-84.

103. Т.Т.Басиев, А.Ю.Дергачев, А.Я.Карасик, В.В.Федоров, Р.Л.Шубочкин. Высокоэффективная генерация перестраиваемых пикосекундных импульсов на основе лазерного кристалла LiF:F2~.// Квантовая электроника.-23.-№ 12.-1996.

104. Дмитриев В.Г., Ицхоки И.Я., Швом Е.М. К теории генерации твердотельного лазера с немгновенным включением добротности резонатора. // Электронная техника, сер. 10: Квантовая электроника, 1975, вып.1., с.30-34.

105. Statz Н., De Mars G. Transients and oscillation pulses in masers //Quantum Electronics. Ed. By C.H. Townes. New York: Columbia Univ.Press.-1960.-p.530-538.

106. Андреев Н.Ф., Беспалов В.И., Киселев А.Н., Матвеев А.З., Пасманик Г.А., Шилов А.А. Обращение волнового фронта слабых оптических сигналов с большим коэффициентом отражения// Письма в ЖЭТФ.- 1980.-32.-c.639.

107. Басов Н.Г., Ковалев В.И., Мусаев М.А., Фаайзулов Ф.С. Обращение волнового фронта импульсного СОг-лазера// Труды ФИАН.-М. ;Наука,-1986.-T. 172.-е. 116-179.

108. Перель В.И., Рогова И.В. // Оптика и спектроскопия.-1968.-t.25.-c.716.

109. Spencer М.В., Lamb W.E. // Jr.Phys.Rev.Ser.A.- 1972.-v.5.p.893.

110. Карпман В.И. Нелинейные волны в диспергирующих средах.-М.:Наука, 1973.

111. Дроздов М.М., Немтинов В.Б. Исследование сложных оптических резонаторов методом четырехполюсников. //Оптико-электронные квантовые приборы. Сб.статей.-вып.УИ.- Под.ред. Л.П. Лазарева.-М.:Машиностроение.-1974.-С.76-84.

112. Капцов JI.H., Яцкив A.M. Динамика излучения связанных лазеров на HAr:Nd с общим источником инверсии населенностей. // Квантовая электроника.- М., 1995.-22.-№8.-с.779.

113. Желтухин А.А., Коновалов И.П., Проценко Е.Д. Внутрирезонаторная линейная лазерная спектроскопия с частотным аналитическим сигналом // Квантовая электроника.- М., 1991.-18.-№4.

114. Пантел Р., Путхов Г. Основы квантовой электроники // М:Мир .1982.

115. R.P.Green, D.Udaiyan, G.J.Crofts, D.H.Kim, M.J.Damzen. Holografhic laser oscillator which adaptively corrects for polarization and phase distortions. // Physical review letters.- 77.-№17.-1996.-p.3533.

116. N.F. Andreev, E.A.Khazanov, S.V.Kuznetsov, G.A.Pasmanik, E.I.Shklovsky, V.S.Sidorin.Locked phase conjugator for two-beam coupling of pulse repetition rate solid-state laser.// IEEE.J.Quantum Electron.-27.-p. 1351.-1991.

117. N.F. Andreev, S.V.Kuznetsov, O.V.Palshov, G.A.Pasmanik, ♦ E.A.Khazanov. Four-pass YAG:Nd laser amplifier with compensationfor aberration and polarization distortions of the wavefront.//Sov.J.Quantum Electron.-22.-p.800.-1992.

118. H.J.Eichler, A.Dehn, A.Haase, B.Linn, O.Mehl, J.Schwarts. Phase conjugation for improving the beam quality of solid state and excimer lasers.//Proceeding of SPIE.-vol.3267-p.l58.-1998.

119. A.Tomita. Phase conjugation using gain saturation of a Nd.YAG laser. //Appl.Phys.Lett. -34(7).-p.463.-1979.

120. J.Reintjes, L.J.Palumbo. Phase conjugation in saturable amplifiers by degenerate frequency mixing.//IEEE J.Quantum Electron. QE-18 .-p. 1934-1940.-1982.

121. J.L.Walsh, J.Reintjes. Effects of finite probe intensity on degenerate frequency mixing in saturable amplifiers.//Opt.Commun.-48-p.221-224.-1983.

122. Hellwarth R.W. Generation of time-reversed wave fronts by nonlinear refraction.//J.Opt.Sc. Am.-1977.-v.67.-p. 1 -3.

123. Yariv A., Pepper D.M. Amplified reflection, phase conjugation and oscillation in degenerate four-wave mixing. //Optics Letters.-1977.-v. l.-p. 16-18.

124. Blom D.M., Liao P.F., Economu N.P. Observation of amplified reflection by degenerate four-wave mixing in atomic sodium vapor.// Optics Letters.-1978.-v.2.-p. 158-168.

125. Abrams R.L., Lind R.C. Degenerate four-wave mixing in absorbing media.//Optics Letters.-1978.-v.2.-№4.

126. Аникеев И.Ю., Глазков Д.А., Зубарев И .Г., Михайлов С.И. Генерация излучения в петлевом ВРМБ-лазере с изменяемой длиной резонатора // Квантовая электроника,- М., 1992.-19, №3,-с.237.

127. Дементьев А.С., Кишкис К.Ю. Динамика отражения сигнальных импульсов от теплового самонакачивающегося четырехволнового зеркала. // Квантовая электроника.- М., 1992.-19, №3.-с.281.

128. Одинцов В.И., Рогачева Л.Ф. //Письма в ЖЭТФ.-1982,-36.-c.281

129. I.M.Beldyugin, M.G.Galushkin, E.M.Zemskov. Wavefront reversal of optical radiation using feedback in four-wave interaction.//Sov.J.Quant.Electron.-14-p.602-605.-1984.

130. A.A.Betin, O.V.Mitropolskii. Generation of radiation by four-wave interaction in a feedback system in the А.=10ц range. //Sov.J.Quant.Electron.-17-p.63 6-640.-1987.

131. I.M.Beldyugin, A.P.Sukhorulov, V.N.Titov, V.A.Trofimov. Four-wave lasing in a resonantly absorbing gas with amplification in a feedback loop. //Sov.J.Quant.Electron.-21-p.881-885.-1991.

132. M.J.Damzen, R.P.M.Green, G.J.Crofts. High-reflectivity four-wave mixing by gain saturation of nanosecond and microsecond radiation in Nd:YAG. // Opt.Lett.-17-p. 1331-1333.-1992.

133. A.Brignon, J.P.Huighard. Transient analysis of degenerate four-wave mixing with orthogonally-polarized pump beams in a saturable Nd:YAG amplifier.//IEEE J.Quant.Electron.-30.-p.2203-2210.-1994.

134. A.Brignon, J.Raffy, J.P.Huighard. Transient degenerate four-wave mixing in a saturable Nd:YAG amplifier effect of pump beam propagation.//Opt.Lett.-19.-p. 865-867.-1994.

135. G.J.Crofts, X.Banti,M.J.Damzen. Tunable phase conjugation in a Ti:sapphire amplifier. //Opt.Lett.-20.-p.l634-1636.-1995.

136. A.Brignon, G.Fengnet, J.P.Huignard, J.P.Pocholle. Multipass degenerate four-wave mixing in a diode-pumped Nd:YVC>4 amplifier. // J.Opt.Soc.Am.-12-p. 1316-1325.-1995.

137. I.M.Beldyugin, V.A.Berenberg, A.E.Vasilev, I.V.Mochalov, V.M.Petnikova, G.T. Petrovskii, M.A. Kharchenko, V.V. Shuvalov. Solid state lasers with self-pumped phase-conjugate mirrors in an active medium. //SovJ.Quantum Electron. -16.-p.l 142-1145.-1989.

138. M.J.Damzen, R.P.M.Green, G.J.Crofts. Reflectivity and oscillation conditions of a gain medium in a self-conjugation loop geometry.// Opt.Lett.-19.-p.34-36.-1994.

139. R.P.Green, G.J.Crofts, M.J.Damzen. Holografhic laser resonators in Nd:YAG. // Opt.Lett.-19.-p.393-395.-1994.

140. V.A.Berenberg, A.E.Vasilev, I.V.Mochalov, G.T.Petrovskii, M.A.Kharchenko, V.V.Shuvalov. Emission of solid-state lasers with a self-pumped phase-conjugation resonator. Opt.Spectrosc.(USSR) 65.-p.302-304.-1988.

141. R.P.Green, D.Udaiyan, G.J.Crofts, D.H.Kim, M.J.Damzen. Dynamic laser control using feedback from a gain grating. // IEEE J.of Quantum Electron.- 32.-1996.-p.371-377.

142. A.Minassian, G.J.Crofts, M.J.Damzen. Self-starting Ti:sapphire holographic laser oscillator. //Opt.Lett.-22.-p.697-699.-1997.

143. A.Brignon. Temporalxanalysis of pulsed phase conjugation in laser amplifiers: application to Nd:YV04.// J.Opt.Soc.Am. -13.-p.1748-1757.-1996.

144. M.J.Damzen, S.Camaco-Lopez, R.P.V.Green. Wave-mixing and vector phase-conjugation by polarization-dependent saturable absorption in Cr4^:YAG.//Phys.Rev.Lett.-76.-p.2894-2897.-1996.

145. Bufetova G.A., Nikolaev D.A., Tsvetkov V.B., Shcherbakov I.A. Dinamic gratings in the Cr4+:GSGG saturable absorber // Laser Phyzics.-1998.-vol. 1 .-pp.227-231.

146. P.Sillard, A.Brignon, J.P.Huignard. Loop resonators with self-pumpped phase-conjugate mirrors in solid-state saturable amplifiers.// J.Opt.Soc.AmB.-14.-p.2049-2058.-1997.

147. R.P.M.Green, G.J.Crofts, M.J.Damzen. Investigation of multipass geometries for efficient degenerate four-wave mixing in Nd:YAG.//Opt.Lett.-17-p.920-922.-1992.

148. K.S.Syed, R.P.M.Green, G.J.Crofts, M.J.Damzen. Vectorial phase conjugation via four-wave mixing in isotopic saturable-gain media.//J.Opt.Soc.Am.B. -14.-№8.-p.2067-2078.-1997.

149. М.Г.Галушкин, С.А.Димаков, Р.Н.Оношко, М.А.Рабочевская, А.С.Рубанов, К.А.Свиридов, В.Е.Шерстобитов. Обращение волнового фронта при четырехволновом взаимодействии в лазерных средах.// Известия АН СССР.-т.54-№6.-сер.физическая.-с. 1042.-1990.

150. S.Seidel, A.Schirrmacher, G.Mann, Nursianni, T.Reesbeck. Оптимизированные резонаторы для YAG:Nd лазеров с высокой средней мощностью и яркостью и компенсацией двойного лучепреломления. //SPIE.-vol.3267.-1998.

151. Е.А.Хазанов. Энергетические характеристики 2-х и 4-х проходных лазерных усилителей. // Квантовая электроника.-24-№2-1997.

152. I.M.Beldugin, M.G.Galushkin, E.M.Zemskov. Phase conjugation of radiation with using of feedback at four-wave mixing.// Quantum Electronucs (in Russia).-ll.-p.887-892.-1984.

153. M.G.Galushkin, K.V.Mitin. Four-wave interaction of a hight-intensity signal in media with a strong nonlinearity. // Quantum Electronucs. -25.-p.464-466.-1995.

154. M.G.Galushkin, K.V.Mitin, A.M.Seryogin, N.V.Cheburkin. Teoretical investigation of phase conjugation efficiency in invertedcarbon dioxide.// Известия АН CCC. Сер.физическая.-45.-C.14121416.-1981.

155. M.G.Galushkin, S.A.Dimakov, R.N.Onoshko, M.A.Rabochevskaya, A.S.Rubanov, K.A.Sviridov, V.E.Sherstobitov. Phase conjugation at four-wave mixing in laser media.// Известия AH CCC. Сер.физическая.-54.-с. 1042-1051.-1990.

156. А.В.Кирсанов, В.В.Яровой. ОВФ-спекл неоднородного пучка ЧВОС-генератора на стеклк с Nd. // Квантовая электроника.-21.-C.91-1995.

157. K.S.Syed, G.J.Crofts, M.J.Damzen. Transient analysis of four-gratings copolarized four-wave mixing in saturable gain media with finite probe.//L.Opt.Soc.Am.-13-p. 1892-1904.-1996.

158. R.P.M.Green, G.J.Crofts, M.J.Damzen. Phase conjugate reflectivity and diffraction efficiency of gain gratings in Nd:YAG. //Opt.Commun.-102.-p.288-292.-1993.

159. Басиев T.T., Денкер Б.И., Ильичев Н.Н. и др. Лазер на концентрированном Li-Nd-La-фосфатном стекле с пассивной модуляцией добротности //Квантовая электроника.-М., 1982.-№8.-с.1536-1542.

160. Басиев Т.Т., Воронько Ю.К., Миров С.Б. и др.// Квантовая электроника.-М., 1982.-№9.- с.837-839.

161. Лысой Б.Г. Расчет энергетических параметров лазеров, работающих на моде ТЕМоо в режиме модуляции добротности резонатора //Электронная техника.Сер.И. Лазерная техника и оптоэлектроника.- 1983.-№4.- с.44-52.

162. Wagner W., Lengyel В. Evolution of the giant pulse in a laser//J.Appl.Phys.-1965.-36,N4.pp.73-77.

163. Kravets A.N., Gavrilov A.V., Smetanin S.N. Phase conjugated YAG:Nd laser system and its applications//Technical digest of Optics for1.dustry and Medicine'97 (international workshop), Shatura, Moscow region Russia, June, 1997.-p.24.

164. Безродный В.И., Прохоренко В.И., Тихонов E.A., Шпак М.Т., Яцкив Д.Я. Лазеры УКИ на основе интерферометра Саньяка// Квантовая электроника.-Киев,Наукова Думка.-1988.-№35.- с.6-13.

165. Siegman А.Е. An antiresonant rign interferometer for coupled laser cavity, laser output coupling, mode locking, cavity damping//IEEEJ. Of Quant. Electr. 11973.-QE-9,N2.-p.247-250.

166. Грабовский В.В., Прохоренко В.И., Яцкив Д.Я. Экспериментальное исследование пространственной структуры профиля пучка лазера с интерферометром Саньяка // Квантовая электроника.-М., 1996.-23№4.- с.335-337.

167. Федин А.В. Технологические HAr:Nd—лазеры с пассивными затворами на кристаллах LiF:F2~: Дис.канд.техн.наук:01.04.21.-Защищена 30.05.19944.-М., 1994.-263с.

168. Пассивная модуляция добротности мощных твердотельных лазеров. Отчет о НИР /Ковровский технологический институт (КТИ). Руководитель А.Н.Кравец.-NTP 01.9.50 002658; Инв.№ 02.9.80 003660.-Ковров,97.-250с.

169. Патент №2038666 России RU 6 Н 01 S 3/11. Лазерное генераторно-усилительное устройство одномодового излучения / Басиев Т.Т., Кравец А.Н., Федин А.В.

170. Михнов С.А., Хулугуров В.Н., Чепурной В.А., Шкадаревич А.П. Остаточное поглощение в затворах из фтористого лития с Р2"-центрами окраски // ЖПС.-1982.-37,№4.-с.671-674.

171. Архангельская В.А., Мак А.А., Покровский В.П. и др. Исследование радиационно окрашенных кристаллов LiF для пассивных затворов неодимовых лазеров //Известия АН СССР. Сер.Физ.-1982.-46, № 10.-С.2012-2016.

172. Михнов С.А., Хюппенен В.П. Оптимизация параметров кристалла ЫР:^2~-среды для элементов квантовой электроники.// Электронная техника, Cep.II. Лазерная техника и оптоэлектроника.-1983.-№4.-с.84-90.

173. Каминцев А.Г., Мак А.А., Соме Л.Н., Степанов А.И., Тарасов А.А. Исследование остаточных потерь в пассивных затворах на кристаллах LiF с центрами окраски // ЖТФ.-1981.-т.51,вып.10.-с.2161-2163.

174. H.C.Miller, J.F.McCord, G.D.Hager, S.J.Davis, W.J.Kessler, D.B.Oakes. J. Appl. Phys., Vol.84, №7 (1998).

175. J.F.McCord, A.A.Ionin, S.P.Phipps, P.G.Crowell, A.I.Lampson, J.K.McIver, A.J.W.Brown, G.D.Hager. IEEE J.Quantum Electron., Vol.36, №9 (2000).

176. J.F.McCord, H.C.Miller, G.D.Hager, A.I.Lampson, P.G.Crowell . IEEE J.Quantum Electron., Vol.35, №11 (1999).

177. J.W.Rich. J. Appl. Phys., Vol.42, №7 (1971).

178. H.C. Miller, D.T.Radzykewycz, G.D.Hager. IEEE J.Quantum Electron., Vol.30, (1994).

179. Воронин Э.С., Петникова B.M., Шувалов B.B. Использование вырожденных параметрических процессов для коррекции волновых процессов (обзор) //Квантовая электроника. 1981.т.8,№5.с.917-935.

180. Дмитриев В.Г. Нелинейная оптика и обращение волнового фронта — М.: Физматлит, 2003.-265с.

181. Yao Jian-quan, Zhou Guosheng, Siegman А/Е/ Large Signal Results for Degenerate Four-Wave Mixing and Phase Conjugate Resonators // Appl.Phys.B. 1983 1 .p .11 -18.

182. Соскин M.C., Хижняк А.И. О встречном взаимодействии четырех плоских волн в среде с безынерционной кубической нелинейностью // Квантовая электроника .1980т.7.№1.с.42-49.

183. Васильев Л.А., Галушкин М.Г., Серегин A.M., Чебуркин Н.В. ОВФ при ЧВ-взаимодействии в среде с тепловой нелинейностью// Квантовая электроника. 1982.т.9.№8.с. 1571-1575.

184. Юдаев Б.Н. Теплопередача.-М.:Высшая школа, 1973.

185. Зельдович Б.Я., Яковлева Т.В. Влияние линейного поглощения и отражения на характеристики четырехволнового ОВФ//Квантовая электроника. 1981 ,т.8,№9.с. 1891-1898.1. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

186. Автор благодарит Федина А.В., Гаврилова А.В., Сметанина С.Н. за экспериментальную поддержку и помощь в обсуждении результатов.