zhpsЖурнал прикладной спектроскопииZhurnal Prikladnoii Spektroskopii0514-7506B. I. Stepanov Institute of Physics of the National Academy of Sciences10.47612/0514-7506-2022-89-5-621-625zhps-1126Research ArticleСтатьиТЕРМОНАВЕДЕННОЕ ДВУЛУЧЕПРЕЛОМЛЕНИЕ И МОДОВАЯ СЕЛЕКЦИЯ В РЕЗОНАТОРЕ Nd:YAG-ЛАЗЕРА С ПАССИВНОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ ДОБРОТНОСТИTHERMALLY INDUCED BIREFRINGENCE AND MODE SELECTION IN CAVITY OF PASSIVELY Q-SWITCHED DIODE PUMPED Nd:YAG LASERБогдановичМ. В.BogdanovichM. V.

Минск

Minsk

ГригорьевА. В.Grigor’evA. V.

Минск

Minsk

ДудиковВ. Н.DudikovV. N.

Минск

Minsk

РябцевА. Г.RyabtsevA. G.

Минск

Minsk

РябцевГ. И.RyabtsevG. I.

Минск

Minsk

ryabtsev@dragon.bas-net.byТатураП. О.TaturaP. O.

Минск

Minsk

ШпакП. В.ShpakP. V.

Минск

Minsk

ЩемелевМ. А.ShchemelevM. A.

Минск

Minsk

Институт физики НАН БеларусиB. I. Stepanov Institute of Physics of the National Academy of Sciences of Belarus202223092022895621625Copyright © Богданович М.В., Григорьев А.В., Дудиков В.Н., Рябцев А.Г., Рябцев Г.И., Татура П.О., Шпак П.В., Щемелев М.А., 20222022Богданович М.В., Григорьев А.В., Дудиков В.Н., Рябцев А.Г., Рябцев Г.И., Татура П.О., Шпак П.В., Щемелев М.А.Bogdanovich M.V., Grigor’ev A.V., Dudikov V.N., Ryabtsev A.G., Ryabtsev G.I., Tatura P.O., Shpak P.V., Shchemelev M.A.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://zhps.ejournal.by/jour/article/view/1126

Исследованы режимы работы оптической системы в составе компактного импульсного задающего диодно-накачиваемого Nd:YAG-лазера с пассивной модуляцией добротности и трехкристальной (КТР) кольцевой ячейки параметрического генератора света. Экспериментально показано, что частотно-селективные свойства пассивного модулятора добротности в режиме “естественной селекции мод” усиливаются путем создания в резонаторе интерференционно-поляризационного фильтра Лио с фазовой пластиной в виде лазерного активного элемента с термонаведенным двулучепреломлением и поляризатора. Такой фильтр Лио возникает в резонаторе Nd:YAG-лазера при работе в условиях относительно высоких значений энергии и частоты повторения импульсов излучения (60—100 мДж, 20 Гц). Совместное действие процесса “естественной селекции мод” и фильтра Лио обеспечивает устойчивое функционирование Nd:YAG-лазера с пассивной модуляцией добротности в режиме одномодовой генерации (ширина полосы генерации <57 МГц). Задающий одномодовый импульсный Nd:YAG-лазер (λ = 1.06 мкм) позволяет более чем в 1.5 раза уменьшить энергию импульсов, подаваемых на вход параметрического генератора света при сохранении заданного уровня энергии выходных импульсов (30 мДж, λ = 1.57 мкм). Дополнительное повышение эффективности параметрического генератора света преобразования достигается введением в резонатор задающего лазера двухлинзового 1.3x телескопа.

Operating regimes of an optical system consisted of compact pulsed master diode-pumped Q-switched Nd:YAG laser and triple-crystal (KTP) ring cell of the optical parametric oscillator have been investigated. It has been experimentally shown that frequency-selective properties of a passive Q-switched unit in the “natural mode selection” are enhanced by creating a polarization interference filter Lyot with the phase plate in the form of a laser active element with the thermally induced birefringence and a polarizer. Such filter Lyot appears in the Nd:YAG laser cavity during operation at relatively high energy and repetition rate of radiation pulses (60–100 mJ, 20 Hz). The combined action of the “natural mode selection” process and the Lyot filter ensures the stable operation of a passive Q-switched Nd:YAG laser in the single frequency lasing mode (the lasing bandwidth is less than 57 MHz). The master single frequency pulsed Nd:YAG laser (λ = 1.06 μm) allows reducing the energy of pulses applied to the input of the optical parametric oscillator by more than 1.5 times while maintaining the specified energy level of the output pulses (30 mJ, λ = 1.57 μm). An additional increase in the efficiency of the optical parametric oscillator conversion is achieved by introducing a two-lens 1.3x telescope into the master laser cavity.

Nd:YAG-лазерпоперечная диодная накачкапассивная модуляция добротностиодночастотный моноимпульсный режим генерациипараметрический генератор светаNd:YAG laserside diode pumppassive Q-switchingsingle frequency monopulse lasingoptical parametric oscillatorReferencesМ. Н. Скворцов, М. В. Охапкин, А. Ю. Невский, С. Н. Багаев. Квант. электрон., 34 (2004) 1101—1106М. Н. Скворцов, М. В. Охапкин, А. Ю. Невский, С. Н. Багаев. Квант. электрон., 34 (2004) 1101—1106D. R. Cremons, J. B. Abshire, X. Sun, G. Allan, H. Riris, M. D. Smith, S. Guzewich, A. Yu, F. Hovis. CEAS Space J., 12 (2020) 149—162D. R. Cremons, J. B. Abshire, X. Sun, G. Allan, H. Riris, M. D. Smith, S. Guzewich, A. Yu, F. Hovis. CEAS Space J., 12 (2020) 149—162O. Reitebuch, Ch. Lemmerz, E. Nagel, U. Paffrath, Y. Durand, M. Endemann, F. Fabre, M. Chaloupy. J. Atm. Ocean Technol., 26 (2009) 2501—2515O. Reitebuch, Ch. Lemmerz, E. Nagel, U. Paffrath, Y. Durand, M. Endemann, F. Fabre, M. Chaloupy. J. Atm. Ocean Technol., 26 (2009) 2501—2515M. V. Bogdanovich, V. V. Kabanov, G. I. Ryabtsev, A. G. Ryabtsev, Y. V. Lebiadok. Proc. SPIE, 8677 (2013) 86770(1—6)M. V. Bogdanovich, V. V. Kabanov, G. I. Ryabtsev, A. G. Ryabtsev, Y. V. Lebiadok. Proc. SPIE, 8677 (2013) 86770(1—6)М. В. Богданович, А. В. Григорьев, К. И. Ланцов, К. В. Лепченков, А. Г. Рябцев, Г. И. Рябцев, М. А. Щемелев, В. С. Титовец, Л. Агравал, А. Бхардваш. Квант. электрон., 47 (2017) 308—312М. В. Богданович, А. В. Григорьев, К. И. Ланцов, К. В. Лепченков, А. Г. Рябцев, Г. И. Рябцев, М. А. Щемелев, В. С. Титовец, Л. Агравал, А. Бхардваш. Квант. электрон., 47 (2017) 308—312Р. Фишер, Л. А. Кулевский. Квант. электрон., 4 (1977) 245—289Р. Фишер, Л. А. Кулевский. Квант. электрон., 4 (1977) 245—289W. R. Sooy. Appl. Phys. Lett., 7 (1965) 36—37W. R. Sooy. Appl. Phys. Lett., 7 (1965) 36—37М. В. Богданович, А. В. Григорьев, В. С. Калинов, О. Е. Костик, К. И. Ланцов, К. В. Лепченков, А. Г. Рябцев, Г. И. Рябцев, П. В. Шпак, Л. Л. Тепляшин, М. А. Щемелев, П. И. Садовский. Журн. прикл. спектр., 86 (2019) 58—65M. V. Bogdanovich, A. V. Grigor’ev, V. S. Kalinov, O. E. Kostik, K. I. Lantsov, K. V. Lepchenkov, A. G. Ryabtsev, G. I. Ryabtsev, P. V. Shpak, L. L. Teplyashin, M. A. Shchemelev, P. I. Sadovskii. J. Appl. Spectr., 86 (2019) 50–55Е. О. Батура, М. В. Богданович, А. В. Григорьев, В. Н. Дудиков, К. И. Ланцов, А. Г. Рябцев, Г. И. Рябцев, П. В. Шпак, Л. Л. Тепляшин, М. А. Щемелев. Журн. прикл. спектр., 88 (2021) 57—64 [E. O. Batura, M. V. Bogdanovich, A. V. Grigor’ev, V. N. Dudikov, K. I. Lantsov, A. G. Ryabtsev, G. I. Ryabtsev, P. V. Shpak, L. L. Teplyashin, M. A. Shchemelev. J. Appl. Spectr., 88 (2021) 48–54]Е. О. Батура, М. В. Богданович, А. В. Григорьев, В. Н. Дудиков, К. И. Ланцов, А. Г. Рябцев, Г. И. Рябцев, П. В. Шпак, Л. Л. Тепляшин, М. А. Щемелев. Журн. прикл. спектр., 88 (2021) 57—64 [E. O. Batura, M. V. Bogdanovich, A. V. Grigor’ev, V. N. Dudikov, K. I. Lantsov, A. G. Ryabtsev, G. I. Ryabtsev, P. V. Shpak, L. L. Teplyashin, M. A. Shchemelev. J. Appl. Spectr., 88 (2021) 48–54]W. Demtroder. Laser Spectroscopy. Basic Concepts and Instrumentation/Sec. Corrected Printing, Berlin, Heidelberg, New York, Springer–Verlag (1982)W. Demtroder. Laser Spectroscopy. Basic Concepts and Instrumentation/Sec. Corrected Printing, Berlin, Heidelberg, New York, Springer–Verlag (1982)Ф. Феру, Л. Мак-Крамб. Фотоника, 3 (2007) 34—40Ф. Феру, Л. Мак-Крамб. Фотоника, 3 (2007) 34—40T. V. Bezyazychnaya, M. V. Bogdanovich, A. V. Grigor’ev, V. V. Kabanov, O. E. Kostik, Y. V. Lebiadok, K. V. Lepchenkov, V. V. Mashko, A. G. Ryabtsev, G. I. Ryabtsev, M. A. Shchemelev, L. L. Teplyashin. Opt. Commun., 308 (2013) 26—29T. V. Bezyazychnaya, M. V. Bogdanovich, A. V. Grigor’ev, V. V. Kabanov, O. E. Kostik, Y. V. Lebiadok, K. V. Lepchenkov, V. V. Mashko, A. G. Ryabtsev, G. I. Ryabtsev, M. A. Shchemelev, L. L. Teplyashin. Opt. Commun., 308 (2013) 26—29M. V. Bogdanovich, V. N. Dudikov, K. I. Lantsov, A. G. Ryabtsev, G. I. Ryabtsev, L. L. Teplya shin, V. S. Tsitavets, P. V. Shpak, M. A. Shchemelev. Opt. Commun., 3464 (2020) art. 125533M. V. Bogdanovich, V. N. Dudikov, K. I. Lantsov, A. G. Ryabtsev, G. I. Ryabtsev, L. L. Teplya shin, V. S. Tsitavets, P. V. Shpak, M. A. Shchemelev. Opt. Commun., 3464 (2020) art. 125533А. В. Мезенов, Л. Н. Сомс, А. И. Степанов. Термооптика твердотельных лазеров, Ленинград, Машиностроение (1986)А. В. Мезенов, Л. Н. Сомс, А. И. Степанов. Термооптика твердотельных лазеров, Ленинград, Машиностроение (1986)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.