zhpsЖурнал прикладной спектроскопииZhurnal Prikladnoii Spektroskopii0514-7506B. I. Stepanov Institute of Physics of the National Academy of Scienceszhps-158Research ArticleСтатьиБЕЗОПАСНЫЕ ДЛЯ ГЛАЗ ВКР-ЛАЗЕРЫ НА КРИСТАЛЛЕ KGd(WO4)2: СРАВНИТЕЛЬНОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ ПРИ НАКАЧКЕ KGd(WO4)2:Nd-ЛАЗЕРАМИ С РАБОЧИМИ ПЕРЕХОДАМИ4F3/2®4I11/2 И4F3/2®4I13/2EYE-SAFE KGd(WO4)2RAMAN LASERS:A COMPARATIVE STUDY AT PUMPINGBY Nd:KGd(WO4)2 LASERS WITH4F3/2®4I11/2 AND4F3/2®4I13/2 WORKING TRANSITIONSДашкевичВ. И.DashkevichV. I.v.dashkevich@dragon.bas-net.byРусакА. А.RusakA. A.noemail@neicon.ruОрловичВ. А.OrlovichV. A.noemail@neicon.ruШкадаревичА. П.ShkadarevichA. P.noemail@neicon.ruИнститут физики им. Б. И. Степанова НАН БеларусиB. I. Stepanov Institute of Physics, National Academy of Sciences of BelarusУнитарное предприятие “НТЦ “ЛЭМТ” БелОМО”Unitary Enterprise “STC “LEMT” of the BelOMO”201710032020846889897Copyright © Дашкевич В.И., Русак А.А., Орлович В.А., Шкадаревич А.П., 20202020Дашкевич В.И., Русак А.А., Орлович В.А., Шкадаревич А.П.Dashkevich V.I., Rusak A.A., Orlovich V.A., Shkadarevich A.P.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/158

Проведено сравнительное исследование безопасных для глаз внерезонаторных KGd(WO4)2 (KGW) ВКР-лазеров, преобразующих многомодовое излучение импульсных KGW:Nd-лазеров, работающих на переходах4F3/2-4I11/2 и4F3/2-4I13/2, в третью стоксову компоненту на l = 1500 нм и первую стоксову компоненту на l = 1507 или 1538 нм. При одинаковых размерах комбинационных и лазерных элементов ВКР-лазер, излучающий третью стоксову компоненту, обеспечивает более высокую энергию импульса (~14.2 мДж) и меньшую расходимость стоксова пучка (~9.4 мрад), причем при более низкой энергии накачки KGW:Nd-лазера (~6.7 Дж). При энергии импульсов накачки 29-34 мДж все ВКР-лазеры имеют практически одинаковый оптический КПД генерации, достигающий 36 %. Однако с точки зрения электрический энергии, подводимой к лампе накачки, полный КПД ВКР-лазера третьей стоксовой компоненты в ~1.7 раза выше. Длительность ВКР-импульсов сравнима с длительностью импульсов накачки и составляет ~20 нс для первых стоксовых компонент. Импульс третьей стоксовой компоненты в 2.5-3 раза короче. В силу разного уровня накачки и разной силы термооптических искажений лазерных KGW:Nd-элементов распределение плотности энергии в пучках первых стоксовых компонент является эллиптическим, тогда как в пучке третьей стоксовой компоненты оно практически круговое. Показана возможность одновременной генерации на длинах волн 1507 и 1538 нм при параллельных и взаимно ортогональных поляризациях стоксовых волн.

A comparative study of eye-safe extracavity KGW Raman lasers that convert multimode radiation from Nd:KGW lasers operating on4F3/2-4I11/2 and4F3/2-4I13/ transitions into the third Stokes component at l = 1500 nm and the first Stokes component at l = 1507 or 1538 nm, respectively, was carried out. For the same sizes of laser and Raman elements, Raman laser emitting the third Stokes component provides higher power and energy of the pulse (~14.2 mJ) and smaller divergence of the Stokes beam (~9.4 mrad) at lower pump energy of Nd:KGW laser (~6.7 J). At the pump pulse energy of 29-34 mJ, all Raman lasers have the same optical efficiency reaching 36 %. However, in terms of the electrical energy delivered to the flashlamp, the total efficiency of the Raman laser of the third Stokes component is »1.7 times larger. The duration of Raman pulses is comparable to that of pump pulses and is ~20 ns for the first Stokes components. The pulse of the third Stokes component is shorter by a factor of 2.5-3. Because of different pump levels and different strength of thermo-optical distortions of Nd:KGW laser elements, the energy density distribution for the beams of the first Stokes component is elliptical, while it is almost circular for the beam the of the third Stokes component. The possibility of simultaneous lasing at wavelengths of 1507 and 1538 nm in parallel and orthogonal polarizations of Stokes waves is shown.

вынужденное комбинационное рассеяниевнeрезонаторный KGW ВКР-лазермногомодовый KGW:Nd-лазер накачкипервая и третья стоксовы компонентыбезопасное для глаз излучениеstimulated Raman scatteringextracavity KGW Raman lasermultimode Nd:KGW pump laserfirst and third Stokes componentseye-safe radiationReferencesD. C. Hanna, D. J. Pointer. Opt. Commun., 60, N 3 (1986) 187-190D. C. Hanna, D. J. Pointer. Opt. Commun., 60, N 3 (1986) 187-190Z. Chu, U. N. Singh, T. D. Wilkerson. Opt. Commun., 75, N 2 (1990) 173-178Z. Chu, U. N. Singh, T. D. Wilkerson. Opt. Commun., 75, N 2 (1990) 173-178P. G. Zverev, T. T. Basiev, A. M. Prokhorov. Opt. Mater., 11 (1999) 335-352P. G. Zverev, T. T. Basiev, A. M. Prokhorov. Opt. Mater., 11 (1999) 335-352N. Tkei, S. Suzuki, F. Kannari. Appl. Phys. B, 74 (2002) 521-527N. Tkei, S. Suzuki, F. Kannari. Appl. Phys. B, 74 (2002) 521-527V. A. Lisinetskii, H. J. Eichler, H. Rhee, X. Wang, V. A. Orlovich. Opt. Commun., 281 (2008) 2227-2232V. A. Lisinetskii, H. J. Eichler, H. Rhee, X. Wang, V. A. Orlovich. Opt. Commun., 281 (2008) 2227-2232R. Chulkov, V. Lisinetskii, O. Lux, H. Rhee, S. Schrader, H. J. Eichler, V. Orlovich. Appl. Phys. B, 106 (2012) 867-875R. Chulkov, V. Lisinetskii, O. Lux, H. Rhee, S. Schrader, H. J. Eichler, V. Orlovich. Appl. Phys. B, 106 (2012) 867-875P. V. Shpak, S. V. Voitikov, R. V. Chulkov, P. A. Apanasevich, V. A. Orlovich, A. S. Grabtchikov, A. Kushwaha, N. Satti, L. Agrawal, A. K. Maini. Opt. Commun., 285 (2012) 3659-3664.P. V. Shpak, S. V. Voitikov, R. V. Chulkov, P. A. Apanasevich, V. A. Orlovich, A. S. Grabtchikov, A. Kushwaha, N. Satti, L. Agrawal, A. K. Maini. Opt. Commun., 285 (2012) 3659-3664.В. И. Дашкевич, В. А. Орлович, А. П. Шкадаревич. Журн. прикл. спектр., 76, № 5 (2009) 725-732 [V. I. Dashkevich, V. A. Orlovich, A. P. Shkadarevich. J. Appl. Spectr., 76, N 5 (2009) 685-691]В. И. Дашкевич, В. А. Орлович, А. П. Шкадаревич. Журн. прикл. спектр., 76, № 5 (2009) 725-732 [V. I. Dashkevich, V. A. Orlovich, A. P. Shkadarevich. J. Appl. Spectr., 76, N 5 (2009) 685-691]J. T. Murray, W. L. Austin, R. C. Powell. Opt. Mater., 11 (1999) 353-371J. T. Murray, W. L. Austin, R. C. Powell. Opt. Mater., 11 (1999) 353-371J. T. Murray, R. C. Powell, N. Peyghambarian, D. Smith, W. Austin, R. A. Stolzenberger. Opt. Lett., 20 (1995) 1017-1019J. T. Murray, R. C. Powell, N. Peyghambarian, D. Smith, W. Austin, R. A. Stolzenberger. Opt. Lett., 20 (1995) 1017-1019D. Sakaizawa, Ch. Nagasawa, T. Nagai, M. Abo, Y. Shibata, M. Nakazato. J. Appl. Phys., 47, N 3 (2008) 1612-1614D. Sakaizawa, Ch. Nagasawa, T. Nagai, M. Abo, Y. Shibata, M. Nakazato. J. Appl. Phys., 47, N 3 (2008) 1612-1614N. S. Ustimenko, E. M. Zabotin. Proc. SPIE, 5447 (2005) 30-38N. S. Ustimenko, E. M. Zabotin. Proc. SPIE, 5447 (2005) 30-38N. S. Ustimenko, A. V. Gulin, V. A. Pashkov. Proc. SPIE, 4723 (2002) 69-72N. S. Ustimenko, A. V. Gulin, V. A. Pashkov. Proc. SPIE, 4723 (2002) 69-72Huang Jianhong, Lin Jipeng, Su Rongbing, Li Jinghui, Zheng Hui, Xu Canhua, Shi Fei, Lin Zongzhi, Zhuang Jian, Zeng Wenrong, Lin Wenxiong. Opt. Lett., 32 (2007) 1096-1098Huang Jianhong, Lin Jipeng, Su Rongbing, Li Jinghui, Zheng Hui, Xu Canhua, Shi Fei, Lin Zongzhi, Zhuang Jian, Zeng Wenrong, Lin Wenxiong. Opt. Lett., 32 (2007) 1096-1098Y. F. Chen. Opt. Lett., 29 (2004) 2172-2174Y. F. Chen. Opt. Lett., 29 (2004) 2172-2174Y. F. Chen. Opt. Lett., 29 (2004) 2632-2634Y. F. Chen. Opt. Lett., 29 (2004) 2632-2634В. И. Дашкевич, А. И. Водчиц, В. А. Орлович, Н. С. Казак, В. К. Павленко, В. И. Покрышкин, И. П. Петрович, В. В. Руховец. Журн. прикл. спектр., 73, № 4 (2006) 535-543 [V. I. Dashkevich, A. I. Vodchits, V. A. Orlovich, N. S. Kazak, V. K. Pavlenko, V. I. Pokryshkin, I. P. Petrovich, V. V. Rukhovets. J. Appl. Spectr., 73, N 4 (2006) 604-612]В. И. Дашкевич, А. И. Водчиц, В. А. Орлович, Н. С. Казак, В. К. Павленко, В. И. Покрышкин, И. П. Петрович, В. В. Руховец. Журн. прикл. спектр., 73, № 4 (2006) 535-543 [V. I. Dashkevich, A. I. Vodchits, V. A. Orlovich, N. S. Kazak, V. K. Pavlenko, V. I. Pokryshkin, I. P. Petrovich, V. V. Rukhovets. J. Appl. Spectr., 73, N 4 (2006) 604-612]I. V. Mochalov. Opt. Eng., 36 (1997) 1660-1669I. V. Mochalov. Opt. Eng., 36 (1997) 1660-1669V. L. Kalashnikov. Opt. Commun., 218 (2003) 147-153V. L. Kalashnikov. Opt. Commun., 218 (2003) 147-153N. Hodgson, H. Weber. Laser Resonatord and Beam Propagation: Fundamentals, Advanced Concepts and Applications, 2nd ed., Springer (2005)N. Hodgson, H. Weber. Laser Resonatord and Beam Propagation: Fundamentals, Advanced Concepts and Applications, 2nd ed., Springer (2005)

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