Применение обращения волнового фронта в проекционных и адаптивных лазерных системах тема автореферата и диссертации по физике, 01.04.04 ВАК РФ

РГб од

На правах рукописи

КУЛАГИН Олег Валентинович

ПРИМЕНЕНИЕ ОБРАЩЕНИЯ ВОЛНОВОГО ФРОНТА В ПРОЕКЦИОННЫХ И АДАПТИВНЫХ ЛАЗЕРНЫХ СИСТЕМАХ

01.04.04 — физическая электроника 05.27.03 — квантовая электроника

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата физико-математических наук

Нижний Новгород — 1996

Работа выполнена в Институте прикладной физики РАН, г. Н. Новгород.

Научный руководитель: кандидат физико-математических

наук А.А. Шилов

Официальные оппоненты:

Ведущее предприятие:

доктор физико-математических наук, профессор Г.И. Фрейдман, доктор физико-математических наук Е.И. Шкловский

Физический институт РАН им. П.А. Лебедева (г. Москва)

Защита состоится "" СЫцыл&~_1996 г. в 14 часов I

заседании диссертационного совета К 003.38.01 по защите диссе] таций на соискание ученой степени кандидата физшо математических наук в Институте прикладной физики РАН (60360 г. Н. Новгород, ул. Ульянова, 46).

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Института прикладной физики РАН.

Автореферат разослан "_"_1996 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета '

кандидат физико-математических наук --' Y 'О.*- - A.M. Белянц<

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА СОДЕРЖАНИЯ ДИССЕРТАЦИИ

Актуальность темы

Как известно, возможности традиционных оптических методов и инструментов, широко применяющихся как в различных областях фундаментальной физики, так и в ряде инженерно-технических приложений, определяются, прежде всего, техническими ограничениями. Так, например, чувствительность и пространственно-угловое разрешение фотоприемников, применяемых при регистрации изображений, определяются характерными для твердотельной электроники ограничениями (уровень тепловых шумов и шумов переноса, низкий ток насыщения), усиливающимися в многоэлементных фотоприемниках. Максимальное увеличение оптического микроскопа ограничено, как правило, допустимой интенсивностью подсвета объекта. Другой класс задач (оптическая локация, связь) связан с необходимостью эффективной транспортировки лазерного излучения через неоднородную среду. Применяемая для этого адаптивная многоэлементная оптика чрезвычайно сложна, дорогостояща и часто не обеспечивает достаточного быстродействия.

Новые возможности для решения различных задач проекционной оптики открываются при применении средств квантовой электроники и нелинейной оптики. Использование этих методов и устройств позволяет преодолеть ряд упомянутых выше ограничений. В частности, использование квантовых усилителей и ОВФ-зеркал, основанных на четырехволновом взаимодействии света с гиперзвуком, позволяет достичь уровня чувствительности и углового разрешения, определяемых такими фундаментальными

физическими характеристиками, как величина квантового шума среды и дифракционные ограничения, обусловленные волновой природой света.

Целью диссертационной работы является исследование возможностей применения ОВФ при ВРМБ и четырехволновом взаимодействии на электрострикционной нелинейности для решения основных задач проекционной оптики: прием оптических сигналов, регистрация изображений, формирование и концентрация электромагнитного излучения с заданными параметрами, обеспечение максимального углового разрешения при проецировании оптических сигналов, несущих изображение.

Научная новизна работы

1. Впервые экспериментально реализован панорамный (т.е. обладающий большим углом зрения) усилитель пространственно неоднородного (несущего изображение) оптического сигнала на основе четырехволнового взаимодействия света с гиперзвуком. Исследованы параметры такого усилителя: чувствительность, частотная полоса, поле зрения, угловое разрешение.

2. Впервые экспериментально подтверждена возможность эффективного усиления сложных, несущих изображение сигналов в лазерной проекционной системе (ЛПС), состоящей из четырехволнового гиперзвукового ОВФ-зеркала (ЧГОЗ) и предварительного квантового усилителя. Исследованы параметры' такой проекционной системы.

3. Экспериментально исследованы особенности генерации в адаптивных оптических резонаторах на основе ЧГОЗ.

4. Впервые предложен, теоретически обоснован и экспериментально подтвержден основанный на ОВФ способ компенсации аберраций широкоапертурных проекционных оптических элементов, позволяющий осуществлять формирование пучков с дифракционно-ограниченной расходимостью и проецирование изображений с дифракционным разрешением.

Практическая ценность работы

Полученные в диссертационной работе научные результаты позволяют разрабатывать устройства и системы для когерентного предельно узкополосного приема оптических сигналов, .несущих изображение, с предельно высокой чувствительностью. Благодаря

уникальному сочетанию характеристик, такие ЛПС могут быть широко применены для различных физических и инженерно-технических приложений:

- голография и спекл-интерферометрия крупногабаритных и удаленных объектов, например, дистанционный контроль различных конструкций;

- исследование пространственно-временных характеристик различных видов спонтанного рассеяния;

- дистанционное измерение скорости различных объектов, в частности скорости воздушных потоков на основе спекл-интерферометрии спонтанно рассеянного излучения.

На основе адаптивных ОВФ-резонаторов возможно осуществление самонаведения и эффективной транспортировки интенсивного лазерного излучения через оптически неоднородную среду с минимизацией потерь энергии. Такая точная концентрация лазерного излучения на малоугловую мишень необходима, например, в лазерном термоядерном синтезе, оптической локации, связи и Т.д.

В перечисленных выше и многих других приложениях, связанных с проецированием изображений при когерентном подсвете, необходимо предельное, т.е. дифракционно-ограниченное качество формирования изображения либо фокусировки лазерных пучков. Предложенные и исследованные в диссертации невзаимные схемы компенсации аберраций позволяют осуществлять такое проецирование с произвольным изменением масштаба, не прибегая к использованию широкоапертурных многокомпонентных оптических систем, обеспечивающих необходимое угловое разрешение, но чрезвычайно дорогостоящих при изготовлении и эксплуатации.

Апробация результатов. Материалы диссертации докладывались на международных конференциях по лазерам и электрооптике СЬЕ0'89 и СЬЕО'ЭО (США), конференции по нелинейной оптике МХ)'90 (США), на ХШ Международной конференции по когерентной и нелинейной оптике (Минск, 1988), на Всесоюзных конференциях "Оптика лазеров" (Ленинград, 1987) и "ОВФ-89" (Минск, 1989), на Европейской конференции по квантовой электронике Е(ЗЕС89 (Дрезден, 1989), на научных семинарах в Рочестерском университете (США), ИПФ РАН и ФИ РАН.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, трех глав и заключения. Объем диссертации составляет 158 страниц, включая 53 рисунка и список литературы из 104 ссылок.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении дается обоснование актуальности темы, формулируется цель исследования, указана новизна работы, кратко излагаются содержание диссертации и приводятся основные положения, выносимые на защиту.

Первая глава посвящена экспериментальному исследованию усиления сложных оптических сигналов (в частности, несущих изображение) при четырехволновом взаимодействии на бриллюэновской нелинейности.

В первом разделе данной главы формулируется задача, вводятся основные понятия, содержится обзор предшествующих исследований по данной тематике.

Как следует из кратко охарактеризованных в обзоре работ, физической основой усилителя яркости изображения могут быть лазерные инверсно-заселенные активные среды, как твердотельные так и газообразные, а также различные нелинейно-оптические процессы — параметрическое взаимодействие световых волн, эффекты вынужденного рассеяния. В этих работах предложены и экспериментально апробированы самые разнообразные научно-технические применения усилителей яркости. Для большинства описанных применений необходима высокая чувствительность к входному сигналу. Ее теоретический предел для квантового или лазерного усилителя определяется уровнем спонтанного шума суперлюминисценции и составляет один квант на пространственную и частотную моду. Однако поскольку все лазерные среды сравнительно широкополосные (от 102...103 частотных мод в лазерах на парах металлов и на красителях и до 109 в твердотельных лазерах) уровень входного шума составляет величину более 102...103 фотонов на одну пространственную моду (элемент разрешения) для всех типов квантовых усилителей. Нелинейно-оптические усилители яркости имеют более узкую частотную полосу, но их чувствительность, как правило, оп-

ределяется либо тепловыми шумами среды, либо превышающим этот шум перерассеянием на неоднородностях среды волн накачек в сигнальную волну. Шум, обусловленный этими факторами, превышает квантовый шум на несколько порядков.

В диссертации были исследованы усилители яркости изображения на основе такого нелинейно-оптического эффекта, как ОВФ при четырехволновом взаимодействии света с гиперзвуком. Согласно приведенным в диссертации оценкам, применение такого ОВФ-зеркала (ЧГОЗ) в качестве усилителя яркости изображения наиболее оптимально. ЧГОЗ может обеспечить достаточно большое число элементов разрешения; имеет высокий коэффициент отражения в обращенную волну; осуществляет ОВФ слабомощного излучения, благодаря узкой частотной полосе и высокой чувствительности, лимитируемой лишь тепловыми шумами среды.

Во втором разделе описана экспериментальная установка, созданная для исследований панорамного нелинейно-оптического усилителя на основе ЧГОЗ, далее приведены измерения следующих параметров этого усилителя яркости: чувствительность, поле зрения и угловое разрешение. Оказалось, что угловое разрешение усилителя слабо меняется по полю зрения, причем его величина составила 5,8-10~5 рад, что соответствует приведенной з этом разделе теоретической оценке углового разрешения. Число элементов разрешения: на поле зрения оказалось приблизительно равным 600x600. Эта величина превосходит результат теоретической оценки приблизительно в 1,5 раза» что обусловлено насыщением пучка накачки ЧГОЗ.

Для экспериментальной оценки чувствительности измерялась плотность энергии освещения предмета, регистрируемого с помощью усилителя яркости. Определялась величина плотности энергии, при которой изображение предмета еще выделялось на фоне шумов ЧГОЗ. По этим измерениям была определена минимальная регистрируемая энергия с одного элемента разрешения. Ее величина 3,1-10~15Дж оказалась близка к теоретической оценке, сделанной исходя из уровня тепловых шумов ЧГОЗ.

В третьем разделе приведены результаты исследования параметров ЛПС, состоящей из ЧГОЗ и предварительного квантового усилителя.

Прежде всего, были произведены оценки значений коэффициента усиления и частотной полосы предварительных квантовых усилителей, требуемых для повышения чувствительности исследуемого усилителя яркости до уровня квантовых шумов. Оказалось, что для исследованной ЛПС (ЧГОЗ на основе ТлС14 и квантового усилителя на стекле с неодимом) необходим коэффициент усиления усилителя более 104.

Были измерены следующие параметры ЛПС: чувствительность, поле зрения, угловое разрешение и частотная полоса усиления. Измеренная величина углового разрешения составила величину 8-10~5 рад, а число элементов разрешения на поле зрения — 350x350. Обе величины соответствуют теоретическим оценкам и определяются, прежде всего, геометрией активных элементов квантовых усилителей. Измерение чувствительности ЛПС дало величину минимальной энергии на элемент разрешения, приблизительно рав-

—1Я

ную 10 Дж. Безразмерная полоса усиления ЛПС (произведение частотной полосы на длительность отраженного импульса) измерялась по статистике усиленного шума на выходе ЛПС и оказалась равной -2,1, т.е. близкой к предельно узкой.

Далее сообщается об экспериментальном исследовании возможности увеличения чувствительности ЛПС вплоть до предела, определяемого уровнем квантовых шумов. Для этого была проведена оптимизация (укорочение) длительности сигнального, т.е. подсвечивающего предмет импульса и оптимизация времени его прихода в ЧГОЗ относительно импульсов накачки. В наиболее оптимальном ситуации была достигнута чувствительность 4,8-Ю-19 Дж на элемент разрешения, близкая к теоретическому пределу, определяемому уровнем квантовых шумов среды на частоте сигнальной волны.

В четвертом разделе описаны модельные эксперименты по исследованию возможных приложений исследованной ЛПС. В частности, была продемонстрирована возможность регистрации изображений различных предметов сквозь интенсивную некогерентную засветку (пламя). Также было исследовано влияние флуктуаций шумового поля на предельные возможности детектирования оптических изображений. Кроме того, продемонстрированы возможности регистрации пространственной структуры излучения

спонтанного рассеяния в различных средах (бриллюэновское и ре-леевское рассеяние, рассеяние Ми). В частности, было экспериментально зарегистрировано увеличение расходимости рассеянного излучения, т.е. срыв ОВФ при переходе от вынужденного к спонтанному режиму бриллюэновского рассеяния. Также была продемонстрирована возможность измерения скорости движения различных объектов при помощи ЛПС. В работе такой эксперимент проводился при наблюдении рассеяния подсвечивающего пучка на плазменной струе.

В этом лее разделе сообщается о результатах исследования интерференции предельно слабых пространственно-неоднородных световых пучков, т.е. пучков, у которых среднее число фотонов на одну поперечную моду порядка единицы. В ходе эксперимента было зарегистрировано когерентное сложение обращенных волн, несущих изображение, при среднем числе квантов в исходной волне на один элемент разрешения меньше 1.

Вторая глава диссертации посвящена экспериментальному исследованию резонаторов с четырехволновыми гиперзвуковыми ОВФ-зеркалами (адаптивных или ОВф-резонаторов).

В первом разделе второй главы приведен краткий обзор исследований, посвященных ОВФ-резонаторам, обсуждаются их особенности и возможные приложения. Как следует из предшествующих данной работе теоретических исследований, такие особенности ЧГОЗ, как различие частот всех взаимодействующих волн и большой коэффициент отражения, позволяют использовать резонаторы с ЧГОЗ в задачах самонаведения и передачи лазерного излучения через неоднородную среду с минимизацией потерь.

Время развития генерации в адаптивном резонаторе в основном определяется длительностью импульсов волн накачек ЧГОЗ. Для задач самонаведения интерес представляют ОВФ-резонаторы с длиной не менее нескольких десятков метров. Поэтому, прежде всего, были экспериментально исследованы возможности реализации ЧГОЗ со сравнительно большой длительностью волн накачек -вплоть до нескольких микросекунд. Во втором разделе описана собранная для данных исследований экспериментальная установка, формирующая импульсы накачки ЧГОЗ необходимой длительности.

Задающий генератор работал в однопичковом режиме свободной генерации (длительность выходного излучения — 3...5 мкс).

В третьем разделе сообщаются результаты экспериментальных исследований четырехволновых гиперзвуковых ОВФ-зеркал при микросекундной длительности импульсов накачки. Были апробированы различные материалы в качестве среды для осуществления ОВФ — четыреххлористый титан и сжатый до 40 атм ксенон. Подбор параметров ЧГОЗ позволил обеспечить коэффициент отражения ЧГОЗ больше 1.

На основании результатов этих исследований были экспериментально реализованы ОВФ-резонаторы двух различных конфигураций — с двумя ОВФ-зеркалами и с одним ОВФ-зеркалом. Результаты этих экспериментов содержатся в четвертом и пятом разделах второй главы соответственно.

Длина исследованных ОВФ-резонаторов варьировалась от 10 м до 25 м. Были исследованы различные характеристики и особенности генерации в таких резонаторах: влияние оптических неоднородностей, спектральный состав выходного излучения, угол зрения ОВФ-резонаторов, временная динамика развития генерации. Было продемонстрировано, что при внесении в канал генерации оптических неоднородностей (фазовой пластины) порог генерации не менялся. Это свидетельствует об адаптивном; характере генерации. Угол зрения ОВФ-резонатора определялся геометрией пучков накачки ЧГОЗ. Было проверено соответствие теоретическим оценкам пороговых и энергетических характеристик генерации в исследованных ОВФ-резонаторах.

При исследовании резонатора с одним ОВФ-зеркалом был отмечен режим модуляции добротности такого ОВФ-лазера в результате возбуждения ВРМБ в среде' ЧГОЗ. Это приводило к укорочению его выходного импульса и резкому увеличению энергии генерации вплоть до величины 100 Дж.

Третья глава посвящена теоретическому и экспериментальному исследованию проекционных невзаимных схем с ОВФ, позволяющих компенсировать аберрации оптических элементов.

В первом разделе третьей главы на основании методов матричной оптики теоретически показано, что возможно "точное проецирование изображения с помощью объектива, вносящего фа-

зовые аберрации. Для этого предложены невзаимные оптические схемы, в которых осуществляется компенсация вносимых объективом фазовых искажений, благодаря использованию ОВФ излучения, несущего проецируемое изображение.

В исследованных в этом разделе схемах входное излучение, прошедшее объектив, проецируется с объектива на ОВФ-зеркало прямой оптической системой. Обращенное же излучение проходит через обратную оптическую систему, которая проецирует изображение объектива из плоскости ОВФ-зеркала обратно на объектив с сохранением масштаба. Следовательно, аберрации объектива компенсируются. Поскольку обратная оптическая система имеет другую оптическую силу по сравнению с прямой, в обращенный пучок вносится дополнительная квадратичная фаза. Таким образом, в отличие от обычных ОВФ-зеркал невзаимные схемы не только компенсируют фазовые искажения, но и сохраняют проецирующее действие объектива.

Во втором разделе третьей главы описана экспериментальная реализация таких невзаимных ОВФ-схем, позволяющих формировать дифракционно-ограниченные пучки с помощью аберрационных объективов. Приведены результаты двух модельных экспериментов, в которых продемонстрирована эффективность применения этих схем как для компенсации реальных аберраций пшрокоапертурного зеркального объектива, так и для компенсации фазовых искажений различного вида, вносимых в проецируемый пучок вблизи плоскости объектива.

В первом эксперименте расходимость пучка выходного спроецированного излучения составила величину 4,5-Ю-6 рад, что соответствовало дифракционному пределу для входного объектива — линзы с апертурой 20 см. Расходимость выходного излучения не менялась при внесении аберраторов, увеличивавших расходимость входного пучка, проходившего объектив, в 3...15 раз.

Особенностью второй схемы, в которой компенсировались аберрации сферического зеркала диаметром 50 см, было то, что в схеме компенсации аберраций не было фокальных перетяжек в прямом и обратном пучках. Такая схема может быть использована для проецирования интенсивного лазерного излучения. Расходимость выходного спроецированного пучка составила величину 2-10^ рад,

что соответствует дифракционному пределу для апертуры входного объектива. Следовательно, вносимые им аберрации, величина которых была эквивалентна увеличению расходимости прошедшего пучка в 50 раз, были скомпенсированы в вышедшем из схемы пучке.

В заключении сформулированы основные результаты, полученные в диссертации.

Основные результаты диссертации

1. Впервые экспериментально реализован панорамный усилитель яркости изображения на основе ЧГОЗ. Исследованы его основные параметры: поле зрения, угловое разрешение, чувствительность. Показано, что чувствительность определяется уровнем тепловых шумов на частоте гиперзвука в среде ЧГОЗ. Чувствительность, т.е. минимальная энергия регистрируемого сигнала составила 3-10~15 Дж на элемент разрешения.

2. Экспериментально продемонстрировано, что сопряжение панорамного усилителя на основе ЧГОЗ с предварительным оптическим квантовым усилителем позволяет повысить чувствительность такой лазерной проекционной системы до уровня квантовых шумов на частоте сигнальной волны. Измерены такие параметры ЛПС, как разрешение, поле зрения, частотная полоса усиления и чувствительность.

Оптимизация длительности сигнального импульса и времени его прихода в ЛПС позволила достичь близкой к предельной чувствительности, определяемой лишь уровнем квантовых шумов и частотной полосой усиления ЧГОЗ. Эта величина, т.е. энергия предельно слабого регистрируемого сигнала составила 4,8-10~19Дж на элемент разрешения или 2,4 кванта на длине волны 1,05 мкм.

3. Экспериментально исследованы возможности приложений созданной ЛПС в физических экспериментах. В частности, продемонстрирована эффективность применения ЛПС для регистрации изображений при наличии интенсивной некогерентной засветки, а также для регистрации слабого рассеянного излучения при различных видах спонтанного рассеяния. Кроме того, проведено экспериментальное наблюдение интерференции пространственно-неоднородных электромагнитных волн при их средней энергии на элемент разрешения меньшей одного кванта.

4. Экспериментально исследованы особенности четырехвол-нового взаимодействия света с гиперзвуком при микросекундной длительности световых импульсов. Применение ЧГОЗ с микросекундной длительностью волн накачек в качестве одного или обоих зеркал оптического резонатора позволило реализовать адаптивный квантовый генератор, нечувствительный к неоднородностям среды внутри него. Были исследованы особенности такой адаптивной генерации, в частности ее энергетические и пространственные характеристики, а также спектральный состав. Показано соответствие пороговых характеристик генерации в исследованных ОВФ-резонаторах теоретическим оценкам. Экспериментально продемонстрированы возможности модуляции добротности ОВФ-резонатора возбуждением ВРМБ в среде четырехволнового зеркала.

5. Теоретически и экспериментально исследован основанный на ОВФ при ВРМБ способ компенсации аберраций широкоапертур-ных проекционных оптических элементов. Применение разработанных в диссертации невзаимных схем позволяет сохранить проецирующее действие объектива при одновременной компенсации вносимых им фазовых искажений. Экспериментально подтверждена эффективность такой ОВФ-компенсации как модельных фазовых искажений проецируемого пучка, так и реальных аберраций зеркального объектива. В частности, при исследовании схемы компенсации аберраций зеркального объектива с апертурой 50 см удалось увеличить яркость выходного лазерного излучения более чем в 103 раз, а расходимость снизить до 2-10~брад, что соответствует дифракционной расходимости, определяемой апертурой данного объектива.

Основные результаты диссертации опубликованы в следующих работах:

1.БубисЕ.Л., Кулагин О.В., Шилов A.A. Четырехволновые ОВФ-зеркала на гиперзвуке для микросекундного диапазона длительностей лазерных импульсов и их использование в адаптивных оптических резонаторах. — Тезисы "V Всесоюзной конференции "Оптика лазеров", г. Ленинград, 1987. С.355.

2. Бубис Е.Л., Кулагин О.В., Шилов A.A. Четырехволновые гиперзвуковые ОВФ-зеркала для микросекундных импульсов. — Квантовая электроника. 1988. Т.15, N 7. С.1412-1417.

3. Оптические системы с усилителями яркости. Под ред. В.И. Беспалова, Г.А. Пасманика. — Горький: ИПФ АН СССР, 1988. 173 с.

4. Кулагин О.В., ПасманикГ.А., Шилов А.А. Высокочувствительные ОВФ-зеркала с большим числом элементов разрешения и возможности их использования в проекционной оптике. — Квантовая электроника. 1989. Т. 16, N 7. С. 1398-1404.

5. Кулагин О.В., Пасманик Г.А., Шилов А.А. Квантовые эффекты в проекционных оптических системах с усилителями яркости. — Известия АН СССР. Сер. физ. 1989. Т.53, N 8.- С.1619-1625.

6. Kulagin O.V., Pasmanik G.A., Shilov А.А. Projection laser systems based on a highly sensitive phase conjugate mirror. — Conference on lasers and electro-optics, Baltimore, 1989. Technical digest series. V.11.P.10.

7. Kulagin O.V., Pasmanik G.A., Shilov A.A. Quantum statistics of radiation in projection optics systems with brightness amplifiers. — European conference on quantum electronics, Dresden, 1989. Abstracts, Part II. P.2.42.

8. Кулагин O.B., Пасманик Г.А., Потлов П.Б., Шилов А.А. Предельная чувствительность проекционной оптической системы на основе усилителя яркости с четырехволновым гиперзвуковым обращающим зеркалом в режиме абсолютной неустойчивости. — ОВФ лазерного излучения в нелинейных средах. Минск: Институт Физики АНБССР. 1990. С.190-194.

9. Bespalov V.I., Kulagin O.Y., Makarov A.I., Pasmanik G.A., Potjomkin A.K., Shilov A.A. High-sensitivity optical system with laser amplifiers and phase-conjugating mirrors. — Optical and Acoustical Review. 1990. V.l, N 1. P.71-105.

10. Кулагин O.B., ПасманикГ.А., Шилов A.A. Высокочувствительная проекционная система с четырехволновым обращающим зеркалом и оптическим квантовым усилителем. — Квантовая электроника. 1990. Т.17, N 3. С.355-358.

11. Kulagin O.V., Pasmanik G.A., Shilov А.А. Investigation into quantum statistics of light using high sensitive phase conjugation. — Conference on lasers and electro-optics, Anaheim, 1990. Technical digest series. V.7. P. 185.

12. AndreevN.F., Kulagin O.V., Khazanov E.A., Pasma-nik G.A., Shilov A.A. Coherent devices, based on laser systems with Brillouin cells. - Conference on nonlinear optics: material phenomena and devices, Hawaii, 1990. Abstracts. P.37.

13. Kulagin О.V., Pasmanik G.A., Shilov A.A. Phase conjugation of weak signals and its application. — Bulletin of the Amer. Phys. Soc. 1990. V.35,N7. P. 1506.

14. Кулагин O.B., ПасманикГ.А., ПотловП.Б., Шилов A.A. Предельная чувствительность проекционной оптической системы на основе усилителя яркости с четырехволновым гиперзвуковым обращающим зеркалом в режиме абсолютной неустойчивости. — Квантовая электроника. 1990. T.17,N 11. С. 1487-1489.

15.КулагинО.В., ПасманикГ.А., ПотловП.Б., ШиловА.А. О некоторых применениях высокочувствительной проекционной оптической системы в физических экспериментах. — Квантовая электроника. 1991.T.18.N 9. С.И31-1134.

16. Кулагин О.В., Пасманик Г.А., Шилов А.А. Усиление и обращение волнового фронта слабых сигналов. — Успехи физических наук. 1992. T.162,N 6. С. 129-157.

17. Kulagin О.V., Pasmanik G.A., ShilovA.A. Amplification and phase conjugation of weak signals. — International Journal of Nonlinear Optical Physics. 1993. V.2, N 1. P.85-115.

18. BubisE.L., Kulagin О. V., Pasmanik G. A., ShilovA.A. Possibilities for correcting aberrations of imaging laser systems by phase conjugation. — Applied Optics. 1994. V.33, N 24. P.5571-5575.

ОГЛАВЛЕНИЕ ДИССЕРТАЦИИ

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. ОПТИЧЕСКИЕ ПРОЕКЦИОННЫЕ СИСТЕМЫ НА ОСНОВЕ ВЫСОКОЧУВСТВИТЕЛЬНЫХ ОВФ-ЗЕРКАЛ.

1.1. Постановка задачи. Состояние исследований по данной тематике.

1.2. Высокочувствительные ОВФ-зеркала с большим числом элементов разрешения.

1.2.1. Схема формирования импульсов сигнала и накачки ЧГОЗ.

1.2.2. Схема эксперимента.

1.2.3. Угловое разрешение и поле зрения ЧГОЗ.

1.2.4. Чувствительность ЧГОЗ и минимальная плотность энергии освещения предмета.

1.3. Проекционная система, состоящая из ОВФ-зеркала и квантовых усилителей.

1.3.1. Оценка требуемых параметров предварительных квантовых усилителей.

1.3.2. Экспериментальная установка.

1.3.3. Угловое разрешение и поле зрения ЛПС.

1.3.4. Чувствительность ЛПС.

1.4. Предельная чувствительность лазерных проекционных систем.

1.5. Некоторые возможности применения высокочувствительных лазерных проекционных систем.

ГЛАВА 2. АДАПТИВНЫЕ ОПТИЧЕСКИЕ РЕЗОНАТОРЫ С ОВФ-ЗЕРКАЛАМИ НА ОСНОВЕ ЧЕТЫРЕХВОЛНОВОГО ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ СВЕТА С ГИПЕРЗВУКОМ

2.1. Введение. Обзор. исследований, посвященных ОВФ-ре-зонаторам.

2.2. Описание экспериментальной установки.

2.3. Экспериментальное исследование четырехволновых гиперзвуковых ОВФ-зеркал при микросекундной длительности импульсов накачки.

2.4. Исследование адаптивного резонатора, образованного четырехволновыми ОВФ-зеркалами.

2.5. Адаптивный резонатор, образованный четырехволновым ОВФ-зеркалом и плоским зеркалом.

ГЛАВА 3. КОМПЕНСАЦИЯ АБЕРРАЦИЙ ЛАЗЕРНЫХ ПРОЕКЦИОННЫХ СИСТЕМ С ПОМОЩЬЮ ОВФ.

3.1. Метод компенсации аберраций проекционной оптики на основе невзаимных схем с ОВФ.

3.2. Экспериментальное исследование проекционных оптических схем с ОВФ-компенсацией аберраций оптических элементов.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.

Олег Валентинович Кулагин

ПРИМЕНЕНИЕ ОБРАЩЕНИЯ ВОЛНОВОГО ФРОНТА В ПРОЕКЦИОННЫХ И АДАПТИВНЫХ ЛАЗЕРНЫХ СИСТЕМАХ

Автореферат

Подписано к печати 12.03.96 г. Формат 60 х 90 1/16. Бумага офсетная № 1. Усл. печ. л. 1,13. Усл. кр.-отт. 1,13. Уч.-изд. л. 0,82. Тираж 100 экз. Заказ № 27. Бесплатно.

Отпечатано на ротапринте в Институте прикладной! физики РАН, 603600, г. Н. Новгород, ул. Ульянова, 46