zhpsЖурнал прикладной спектроскопииZhurnal Prikladnoii Spektroskopii0514-7506B. I. Stepanov Institute of Physics of the National Academy of Scienceszhps-2178Research ArticleСтатьиМноговолновой ТЕА-лазер с комбинированной рабочей смесью и быстрым переключением каналов генерацииMultiwave TEA Laser with a Combined Working Mixture and Fast Switching of Generation ChannelsШавельС. С.ShavelS. S.

Минск

Minsk

shavel_s07@mail.ruГоробецВ. А.GorobetsV. A.

Минск

Minsk

БушукС. Б.BushukS. B.

Минск

Minsk

ГНПО “Оптика, оптоэлектроника и лазерная техника”SSPA “Optics, Optoelectronics, and Laser Technology”202630032026932271277Copyright © Шавель С.С., Горобец В.А., Бушук С.Б., 20262026Шавель С.С., Горобец В.А., Бушук С.Б.Shavel S.S., Gorobets V.A., Bushuk S.B.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/2178

Представлены результаты работы по созданию многоволнового ТЕА-лазера с селективным дисперсионным резонатором, обеспечивающим многоволновую генерацию в ближнем и среднем ИК-диапазонах (1.1—3.5 и 9.2—10.8 мкм). Использование комбинированной газовой смеси, включающей в себя молекулы CO2 и инертные газы (Xe, Kr, Ar, Ne), позволяет реализовать высококачественное излучение с узкими спектральными линиями, необходимыми для прикладной спектроскопии и дистанционного газоанализа. Разработанная оптическая схема с дифракционной решеткой и блокирующими узлами обеспечивает быстрое (0.2 с) последовательное переключение между спектральными линиями генерации, что позволяет эффективно достичь так называемого эффекта “замороженной атмосферы” при измерениях. Предложенный подход значительно упрощает конструкцию и повышает надежность многоволновых газоанализаторов, расширяя их функциональные возможности при одновременном снижении стоимости и габаритов. Разработанный лазер может стать перспективным источником излучения для дистанционного зондирования атмосферы и определения концентраций таких газов, как CO2 и NH3.

The paper presents the results of developing a multiwavelength TEA laser with a selective dispersive resonator, providing multiwavelength generation in the near- and mid-IR ranges (1.1–3.5 and 9.2–10.8 μm). The use of a combined gas mixture containing CO2 molecules and inert gases (Xe, Kr, Ar, and Ne) enables high-quality radiation with narrow spectral lines, which are necessary for applied spectroscopy and remote gas analysis. The developed optical scheme with a diffraction grating and blocking units ensures fast (0.2 s) sequential switching between spectral lines, which allows for the efficient achievement of the so-called “frozen atmosphere” effect during measurements. The proposed approach significantly simplifies the design and improves the reliability of multi-wavelength gas analyzers, expanding their functionality while reducing cost and size. The developed laser could become a promising radiation source for remote sensing of the atmosphere and determining the concentrations of gases such as CO2 and NH3.

ТЕА-лазеринертные газыодновременная генерацияпоследовательная генерацияTEA laserinert gasessimultaneous generationsequential generationReferencesА. Н. Солдатов, Ю. П. Полунин, А. В. Васильева, Е. Н. Колмаков, Д. А. Куксгаузен, И. Д. Костыря. Фотоника, № 5 (2012) 30—33А. Н. Солдатов, Ю. П. Полунин, А. В. Васильева, Е. Н. Колмаков, Д. А. Куксгаузен, И. Д. Костыря. Фотоника, № 5 (2012) 30—33И. Г. Иванов. Труды XXVIII междунар. конф. “Лазерно-информационные технологии в медицине, биологии, геоэкологии и на транспорте-2020”, 7—12 сентября 2020, Новороссийск, Россия (2020) 54—57И. Г. Иванов. Труды XXVIII междунар. конф. “Лазерно-информационные технологии в медицине, биологии, геоэкологии и на транспорте-2020”, 7—12 сентября 2020, Новороссийск, Россия (2020) 54—57О. А. Романовский, О. В. Харченко, С. В. Яковлев. Изв. вузов. Физика, 57, № 10 (2014) 74—80О. А. Романовский, О. В. Харченко, С. В. Яковлев. Изв. вузов. Физика, 57, № 10 (2014) 74—80А. Н. Солдатов, С. Л. Миньков. Матер. VI Всерос. науч.-практ. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых “Инноватика-2010”, 12—16 апреля 2010, Томск, Россия, 1 (2010) 254—259А. Н. Солдатов, С. Л. Миньков. Матер. VI Всерос. науч.-практ. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых “Инноватика-2010”, 12—16 апреля 2010, Томск, Россия, 1 (2010) 254—259О. В. Харченко, С. В. Яковлев. Московское научно-техническое общество радиотехники, электроники и связи им. А. С. Попова: Матер. конф. “Лазеры в науке, технике, медицине”, 22—27 сентября 2025, Россия (2025) 239—243О. В. Харченко, С. В. Яковлев. Московское научно-техническое общество радиотехники, электроники и связи им. А. С. Попова: Матер. конф. “Лазеры в науке, технике, медицине”, 22—27 сентября 2025, Россия (2025) 239—243Н. Г. Басов, В. В. Баранов, В. А. Данилычев, А. Ю. Дудин, Д. А. Заярный, Л. В. Семенова, Н. Н. Устиновский, И. В. Холин, А. Ю. Чугунов. Квант. электрон., 13, № 3 (1986) 488—492Н. Г. Басов, В. В. Баранов, В. А. Данилычев, А. Ю. Дудин, Д. А. Заярный, Л. В. Семенова, Н. Н. Устиновский, И. В. Холин, А. Ю. Чугунов. Квант. электрон., 13, № 3 (1986) 488—492С. С. Шавель, В. А. Горобец, С. Б. Бушук, И. Н. Пучковский. Журн. прикл. спектр., 90, № 6 (2023) 835—842S. S. Shavel, V. A. Gorobets, S. B. Bushuk, I. N. Puchkovsky. J. Appl. Spectr., 90 (2023) 1197—1204С. C. Шавель, В. А. Горобец, С. Б. Бушук. Матер. 17-й междунар. науч.-тех. конф. молодых ученых и студентов “Новые направления развития приборостроения”, 17—19 апреля 2024, Минск (2024) 182—183С. C. Шавель, В. А. Горобец, С. Б. Бушук. Матер. 17-й междунар. науч.-тех. конф. молодых ученых и студентов “Новые направления развития приборостроения”, 17—19 апреля 2024, Минск (2024) 182—183Г. С. Ландсберг. Оптика, уч. пособие, Физматлит (2010)Г. С. Ландсберг. Оптика, уч. пособие, Физматлит (2010)А. Н. Малов, А. М. Оришич, В. Б. Шулятьев. Квант. электрон., 41, № 11 (2011) 1027—1032А. Н. Малов, А. М. Оришич, В. Б. Шулятьев. Квант. электрон., 41, № 11 (2011) 1027—1032В. И. Яковлев, В. Б. Шулятьев, М. А. Ядренкин, Т. А. Гимон. Квант. электрон., 53, № 6 (2023) 475—483В. И. Яковлев, В. Б. Шулятьев, М. А. Ядренкин, Т. А. Гимон. Квант. электрон., 53, № 6 (2023) 475—483V. Petukhov, V. Gorobets. In: CO2 Laser — Optimisation and Application, Ed. Dan C. Dumitras, Ch. 3, InTech, Croatia (2012) 103—136, doi: 10.5772/2496V. Petukhov, V. Gorobets. In: CO2 Laser — Optimisation and Application, Ed. Dan C. Dumitras, Ch. 3, InTech, Croatia (2012) 103—136, doi: 10.5772/2496С. С. Шавель, В. А. Горобец, С. Б. Бушук. Матер. XXVII междунар. науч.-тех. конф. по фотоэлектронике и приборам ночного видения АО НПО “Орион”, 29—31 мая 2024, Москва, Россия (2024) 485С. С. Шавель, В. А. Горобец, С. Б. Бушук. Матер. XXVII междунар. науч.-тех. конф. по фотоэлектронике и приборам ночного видения АО НПО “Орион”, 29—31 мая 2024, Москва, Россия (2024) 485А. С. Борейшо, М. А. Коняев, А. В. Морозов, А. В. Пикулик, А. В. Савин, А. В. Трилис, С. Я. Чакчир, Н. И. Бойко, Ю. Н. Власов, С. П. Никитаев, А. В. Рожнов. Квант. электрон., 35, № 12 (2005) 1167—1178А. С. Борейшо, М. А. Коняев, А. В. Морозов, А. В. Пикулик, А. В. Савин, А. В. Трилис, С. Я. Чакчир, Н. И. Бойко, Ю. Н. Власов, С. П. Никитаев, А. В. Рожнов. Квант. электрон., 35, № 12 (2005) 1167—1178S. Lal Jain, B. C. Arya, A. Kumar. 22nd Int. Laser Radar Conference “ILRC 2004”, 561 (2004) 713S. Lal Jain, B. C. Arya, A. Kumar. 22nd Int. Laser Radar Conference “ILRC 2004”, 561 (2004) 713D. V. Shabrov, V. A. Gorobets, I. N. Puchkouski, B. F. Kuntsevich. SPIE, 10434 (2017) 130—143D. V. Shabrov, V. A. Gorobets, I. N. Puchkouski, B. F. Kuntsevich. SPIE, 10434 (2017) 130—143В. А. Горобец, В. О. Петухов, С. Я. Точицкий, В. В. Чураков. Приборы и техника эксперимента, № 3 (1998) 102—106В. А. Горобец, В. О. Петухов, С. Я. Точицкий, В. В. Чураков. Приборы и техника эксперимента, № 3 (1998) 102—106С. С. Шавель, В. А. Горобец, С. Б. Бушук. Матер. 17-й междунар. науч.-тех. конф. “Приборостроение-2024”, 26—29 ноября 2024, Минск (2024) 370—371С. С. Шавель, В. А. Горобец, С. Б. Бушук. Матер. 17-й междунар. науч.-тех. конф. “Приборостроение-2024”, 26—29 ноября 2024, Минск (2024) 370—371L. S. Rothman, I. E. Gordon, A. Barbe, D. Chris Benner, P. F. Bernath, M. Birk, V. Boudon, L. R. Brown, A. Campargue, J.-P. Champion, K. Chance, L. H. Coudert, V. Dana, V. M. Devi, S. Fally, J.-M. Flaud, R. R. Gamache, A. Goldman, D. Jacquemart, I. Kleiner, N. Lacome, J. Lafferty, J.-Y. Mandin, S. T. Massie, S. N. Mikhailenko, C. E. Miller, N. Moazzen-Ahmadi, O. V. Naumenko, A. V. Nikitin, J. Orphal, V. I. Perevalov, A. Perrin, A. Predoi-Cross, C. P. Rinsland, M. Rotger, M. Šimečková, M. A. H. Smith, K. Sung, S. A. Tashkun, J. Tennyson, R. A. Toth, A. C. Vandaele, J. Vander Auwera. J. Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer, 110, N 9-10 (2009) 533—572L. S. Rothman, I. E. Gordon, A. Barbe, D. Chris Benner, P. F. Bernath, M. Birk, V. Boudon, L. R. Brown, A. Campargue, J.-P. Champion, K. Chance, L. H. Coudert, V. Dana, V. M. Devi, S. Fally, J.-M. Flaud, R. R. Gamache, A. Goldman, D. Jacquemart, I. Kleiner, N. Lacome, J. Lafferty, J.-Y. Mandin, S. T. Massie, S. N. Mikhailenko, C. E. Miller, N. Moazzen-Ahmadi, O. V. Naumenko, A. V. Nikitin, J. Orphal, V. I. Perevalov, A. Perrin, A. Predoi-Cross, C. P. Rinsland, M. Rotger, M. Šimečková, M. A. H. Smith, K. Sung, S. A. Tashkun, J. Tennyson, R. A. Toth, A. C. Vandaele, J. Vander Auwera. J. Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer, 110, N 9-10 (2009) 533—572

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