zhpsЖурнал прикладной спектроскопииZhurnal Prikladnoii Spektroskopii0514-7506B. I. Stepanov Institute of Physics of the National Academy of Scienceszhps-765Research ArticleСтатьиОДНОЧАСТОТНЫЙ Yb,Er-ЛАЗЕР С ПОПЕРЕЧНОЙ ДИОДНОЙ НАКАЧКОЙ И ПАССИВНОЙ МОДУЛЯЦИЕЙ ДОБРОТНОСТИSINGLE-FREQUENCY TRANSVERSALLY DIODE PUMPED Yb,Er-LASER WITH PASSIVE Q-SWITCHING UNITБатураЕ. О.BaturaE. O.БогдановичМ. В.BogdanovichM. V.

220072, Минск

Minsk, 220072

ГригорьевА. В.Grigor’evA. V.

220072, Минск

Minsk, 220072

ДудиковВ. Н.DudikovV. N.

220072, Минск

Minsk, 220072

ЛанцовК. И.LantsovK. I.

220072, Минск

Minsk, 220072

ryabtsev@dragon.bas-net.byРябцевА. Г.RyabtsevA. G.

220072, Минск

Minsk, 220072

РябцевГ. И.RyabtsevG. I.

220072, Минск

Minsk, 220072

ШпакП. В.ShpakP. V.

220072, Минск

Minsk, 220072

ТепляшинЛ. Л.TeplyashinL. L.

220072, Минск

Minsk, 220072

ЩемелевМ. А.ShchemelevM. A.

220072, Минск

Minsk, 220072

СадовскийП. И.SadovskiiP. I.

141190, Фрязино Московской обл.

Fryazino, Moscow region, 141190

spavi@rambler.ruИнститут физики НАН БеларусиB. I. Stepanov Institute of Physics of the National Academy of Sciences of BelarusФрязинский филиал Института радиотехники и электроники им. В. А. Котельникова Российской АНKotel’nikov Institute of Radio Engineering and Electronics of Russian Academy of Sciences (branch in Fryazino)2021290120218815764Copyright © Батура Е.О., Богданович М.В., Григорьев А.В., Дудиков В.Н., Ланцов К.И., Рябцев А.Г., Рябцев Г.И., Шпак П.В., Тепляшин Л.Л., Щемелев М.А., Садовский П.И., 20212021Батура Е.О., Богданович М.В., Григорьев А.В., Дудиков В.Н., Ланцов К.И., Рябцев А.Г., Рябцев Г.И., Шпак П.В., Тепляшин Л.Л., Щемелев М.А., Садовский П.И.Batura E.O., Bogdanovich M.V., Grigor’ev A.V., Dudikov V.N., Lantsov K.I., Ryabtsev A.G., Ryabtsev G.I., Shpak P.V., Teplyashin L.L., Shchemelev M.A., Sadovskii P.I.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/765

Исследованы условия формирования режима одночастотной моноимпульсной генерации в Yb,Er-лазере на основе иттербий-эрбиевого фосфатного стекла с поперечной диодной накачкой и пассивной модуляцией добротности, реализуемой с помощью кристалла Co2+:MgAl2O4. Экспериментально показано, что степень спектральной селективности, обеспечивающая устойчивую одночастотную генерацию в Yb,Er-лазере, достигается в резонаторе, включающем в себя внутрирезонаторный интерферометр Фабри–Перо, образованный глухим зеркалом и ближней к нему торцевой поверхностью активного элемента с плоскопараллельными гранями, а также интерференционнополяризационный фильтр (ИПФ, фильтр Лио). При этом ИПФ, формируемый активным элементом с термически наведенной анизотропией и поляризатором в виде пластинки пассивного затвора, установленной под углом Брюстера к оси резонатора, выступает в качестве предварительного спектрального селектора. Максимальная энергия сформированных выходных лазерных импульсов составила 6 мДж при длительности 20.2 нс, частоте следования 1 Гц и ширине спектра одночастотной генерации 41 МГц.

We investigated the conditions for forming the single-frequency monopulse operation mode of the transversally diode pumped Yb,Er-phosphate glass laser with a passive Q-switch based on the Co2+:MgAl2O4 crystal. It was shown experimentally that the spectral selectivity that ensures the stable single-frequency operation for the Yb,Er-laser is achieved in the intracavity Fabry–Perot interferometer in the form of the totally reflecting mirror and nearest end surface of an active element with plane-parallel faces, as well as the polarization interference filter (PIF, Lyot filter). Meanwhile, the PIF created by an active element with thermally induced anisotropy and a polarizer in the form of a passive Q-switch plate, oriented at Brewster’s angle to the resonator axis, acts as a preliminary spectral selector. The maximum energy of the formed output laser pulses was 6 mJ with a duration of 20.2 ns, a repetition rate of 1 Hz, and a singlefrequency lasing spectrum width of 41 MHz.

иттербий-эрбиевый лазерфосфатное стеклопоперечная диодная накачкапассивная модуляция добротностиодночастотный моноимпульсный режим генерации на длине волны 1.535 мкмytterbium-erbium laserphosphate glasstransversal diode pumppassive Q-switchingsingle-frequency monopulse lasing at the wavelength of 1.535 µmReferencesМ. 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—1106А. А. Диденко, В. В. Бирюк, С. В. Лукачев, С. Г. Матвеев. Лазерно-оптические методы диагностики процессов горения, Самара, СГАУ (2006)А. А. Диденко, В. В. Бирюк, С. В. Лукачев, С. Г. Матвеев. Лазерно-оптические методы диагностики процессов горения, Самара, СГАУ (2006)С. М. Игнатович, Н. Л. Квашнин, М. В. Охапкин, М. Н. Скворцов. Квант. электрон., 42 (2012) 514—517С. М. Игнатович, Н. Л. Квашнин, М. В. Охапкин, М. Н. Скворцов. Квант. электрон., 42 (2012) 514—517Б. С. Ринкевичюс, С. М. Игнатович, Н. Л. Квашнин, М. В. Охапкин, М. Н. Скворцов. Квант. электрон., 9 (1974) 1917—1922Б. С. Ринкевичюс, С. М. Игнатович, Н. Л. Квашнин, М. В. Охапкин, М. Н. Скворцов. Квант. электрон., 9 (1974) 1917—1922А. П. Погода, А. А. Ермолаев, В. Ф. Лебедев, С. Н. Сметанин, А. С. Борейшо. Научнотехнические ведомости СПбГПУ, Физ.-мат. науки, 2 (2013) 121—129А. П. Погода, А. А. Ермолаев, В. Ф. Лебедев, С. Н. Сметанин, А. С. Борейшо. Научнотехнические ведомости СПбГПУ, Физ.-мат. науки, 2 (2013) 121—129D. 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 Tech., 26 (2009) 2501—2515O. Reitebuch, Ch. Lemmerz, E. Nagel, U. Paffrath, Y. Durand, M. Endemann, F. Fabre, M. Chaloupy. J. Atm. Ocean Tech., 26 (2009) 2501—2515Методы расчета оптических квантовых генераторов, под ред. Б. И. Степанова, т. 2, Минск, Наука и техника (1968)Методы расчета оптических квантовых генераторов, под ред. Б. И. Степанова, т. 2, Минск, Наука и техника (1968)Н. В. Кравцов. Квант. электрон., 20 (1993) 322—344Н. В. Кравцов. Квант. электрон., 20 (1993) 322—344В. Э. Кисель, А. С. Ясюкевич, Н. В. Кондратюк, Н. В. Кулешов. Квант. электрон., 39 (2009) 1018—1022В. Э. Кисель, А. С. Ясюкевич, Н. В. Кондратюк, Н. В. Кулешов. Квант. электрон., 39 (2009) 1018—1022T. Taira, H. Ogishi, T. Kobayashi. Electron. Commun. Jpn., 76 (1993) 23—30T. Taira, H. Ogishi, T. Kobayashi. Electron. Commun. Jpn., 76 (1993) 23—30М. В. Богданович, В. С. Калинов, О. Е. Костик, К. И. Ланцов, К. В. Лепченков, В. В. Машко, А. Г. Рябцев, Г. И. Рябцев, Л. Л. Тепляшин. Журн. прикл. спектр., 83 (2016) 211—215 [M. V. Bogdanovich, V. S. Kalinov, O. E. Kostik, K. I. Lantsov, K. V. Lepchenkov, V. V. Mashko, A. G. Ryabtsev, G. I. Ryabtsev, L. L. Teplyashin. J. Appl. Spectr., 83 (2016) 194—197]М. В. Богданович, В. С. Калинов, О. Е. Костик, К. И. Ланцов, К. В. Лепченков, В. В. Машко, А. Г. Рябцев, Г. И. Рябцев, Л. Л. Тепляшин. Журн. прикл. спектр., 83 (2016) 211—215 [M. V. Bogdanovich, V. S. Kalinov, O. E. Kostik, K. I. Lantsov, K. V. Lepchenkov, V. V. Mashko, A. G. Ryabtsev, G. I. Ryabtsev, L. L. Teplyashin. J. Appl. Spectr., 83 (2016) 194—197]М. В. Богданович, В. П. Дураев, В. С. Калинов, О. Е. Костик, К. И. Ланцов, К. В. Лепченков, В. В. Машко, А. Г. Рябцев, Г. И. Рябцев, Л. Л. Тепляшин. Квант. электрон., 46 (2016) 870—872М. В. Богданович, В. П. Дураев, В. С. Калинов, О. Е. Костик, К. И. Ланцов, К. В. Лепченков, В. В. Машко, А. Г. Рябцев, Г. И. Рябцев, Л. Л. Тепляшин. Квант. электрон., 46 (2016) 870—872R. L. Schmitt, L. A. Rahn. Appl. Opt., 25 (1986) 629—633R. L. Schmitt, L. A. Rahn. Appl. Opt., 25 (1986) 629—633T. Schroder, C. Lemmerz, O. Reitebuch, M. Wirth, C. Wuhrer, R. Treichel. Appl. Phys. B, 83 (2007) 437—444T. Schroder, C. Lemmerz, O. Reitebuch, M. Wirth, C. Wuhrer, R. Treichel. Appl. Phys. B, 83 (2007) 437—444P. Piironen, E.W. Eloranta. Opt. Lett., 19 (1994) 234—236P. Piironen, E.W. Eloranta. Opt. Lett., 19 (1994) 234—236D. Y. Shen, S. C. Tam, Y. L. Lam, T. Kobayashi. Opt. Rev., 7 (2000) 451—454D. Y. Shen, S. C. Tam, Y. L. Lam, T. Kobayashi. Opt. Rev., 7 (2000) 451—454М. 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. Журн. прикл. спектр., 86 (2019) 58—65 [M. 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. J. Appl. Spectr., 86 (2019) 50—55]М. 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. Журн. прикл. спектр., 86 (2019) 58—65 [M. 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. J. Appl. Spectr., 86 (2019) 50—55]C. Svelto, S. Taccheo, E. Bava, P. Laporta. Measurement, 26 (1999) 119—128C. Svelto, S. Taccheo, E. Bava, P. Laporta. Measurement, 26 (1999) 119—128T. Yanagisawa, K. Asaka, Y. Hirano. Opt. Lett., 26 (2001) 1262—1264T. Yanagisawa, K. Asaka, Y. Hirano. Opt. Lett., 26 (2001) 1262—1264S. Taccheo, P. Laporta, S. Longhi, O. Svelto, C. Svelto. Appl. Phys. B, 63 (1996) 425—436S. Taccheo, P. Laporta, S. Longhi, O. Svelto, C. Svelto. Appl. Phys. B, 63 (1996) 425—436A. J. McGrath, J. Munch, G. Smith, P. Veitch. Appl. Opt., 37 (1998) 5706—5709A. J. McGrath, J. Munch, G. Smith, P. Veitch. Appl. Opt., 37 (1998) 5706—5709W. R. Sooy. Appl. Phys. Lett., 7 (1965) 36—37W. R. Sooy. Appl. Phys. Lett., 7 (1965) 36—37J. W. Evans. J. Opt. Soc. Am., 39 (1949) 229—242J. W. Evans. J. Opt. Soc. Am., 39 (1949) 229—242W. 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)А. И. Енжиевский, М. В. Богданович, Г. И. Рябцев, В. В. Супрун, А. В. Григорьев, А. Г. Рябцев, М. А. Щемелев. Журн. прикл. спектр., 76 (2009) 505—509 [A. I. Yenzhyieuski, M. V. Bogdanovich, G. I. Ryabtsev, V. V. Suprun, A.V. Grigor’ev, A. G. Ryabtsev, M. A. Shemelev. J. Appl. Spectr., 76 (2009) 476—481]А. И. Енжиевский, М. В. Богданович, Г. И. Рябцев, В. В. Супрун, А. В. Григорьев, А. Г. Рябцев, М. А. Щемелев. Журн. прикл. спектр., 76 (2009) 505—509 [A. I. Yenzhyieuski, M. V. Bogdanovich, G. I. Ryabtsev, V. V. Suprun, A.V. Grigor’ev, A. G. Ryabtsev, M. A. Shemelev. J. Appl. Spectr., 76 (2009) 476—481]А. 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.