Preview

User

Not a user? Register with this site Forgot your password?

Zhurnal Prikladnoii Spektroskopii

Advanced search
Open Access Open Access  Restricted Access Subscription Access

Frequency Conversion of Radio-Frequency Electric Discharge Slab CO and CO2 Lasers into the Spectral Range of ~2—20 μm (Review)

https://doi.org/10.47612/0514-7506-2022-89-4-443-454

Abstract

A review of researches that both initiated and provided development of a hybrid IR laser system based on conversion of Q-switched radio-frequency discharge slab CO and CO2 lasers in various nonlinear crystals is presented. The broadband laser system developed operates in the spectral range from ~2 to ~20 μm due to generation of emission on difference and sum frequencies in these crystals.

About the Authors

A. A. Ionin
P. N. Lebedev Physical Institute of the Russian Academy of Sciences
Russian Federation

Moscow


I. O. Kinyaevsky
P. N. Lebedev Physical Institute of the Russian Academy of Sciences
Russian Federation

Moscow


Yu. M. Klimachev
P. N. Lebedev Physical Institute of the Russian Academy of Sciences
Russian Federation

Moscow


A. Yu. Kozlov
P. N. Lebedev Physical Institute of the Russian Academy of Sciences
Russian Federation

Moscow


A. A. Kotkov
P. N. Lebedev Physical Institute of the Russian Academy of Sciences
Russian Federation

Moscow


O. A. Rulev
P. N. Lebedev Physical Institute of the Russian Academy of Sciences
Russian Federation

Moscow


A. M. Sagitova
P. N. Lebedev Physical Institute of the Russian Academy of Sciences
Russian Federation

Moscow


L. V. Seleznev
P. N. Lebedev Physical Institute of the Russian Academy of Sciences
Russian Federation

Moscow


D. V. Sinitsyn
P. N. Lebedev Physical Institute of the Russian Academy of Sciences
Russian Federation

Moscow


References

1. N. Picqué, T. W. Hänsch. Nature Photon., 13, N 3 (2019) 146—157

2. M. Ebrahim-Zadeh, I. T. Sorokina. Mid-Infrared Coherent Sources and Applications, Springer Netherlands, Dordrecht (2008)

3. V. A. Serebryakov, É. V. Boĭko, N. N. Petrishchev, A. V. Yan. J. Opt. Technol., 77, N 1 (2010) 6—17

4. V. Kompanets, S. Shelygina, E. Tolordava, S. Kudryashov, I. Saraeva, A. Rupasov, O. Baitsaeva, R. Khmelnitskii, A. Ionin, Y. Yushina, S. Chekalin, M. Kovalev. Biomed. Opt. Express, 12, N 10 (2021) 6317—6325

5. K. Ohtani, M. Beck, J. Faist. Appl. Phys. Lett., 105, N 12 (2014) 121115

6. A. A. Ionin. In: Gas Lasers, Eds. M. Endo, R. F. Walter, Boca Raton, CRC Press (2007) 201—237

7. A. A. Ionin, I. O. Kinyaevskiy, Y. M. Klimachev, A. A. Kotkov, A. Y. Kozlov. Opt. Lett., 42, N 3 (2017) 498—501

8. A. A. Ionin, A. K. Kurnosov, A. P. Napartovich, L. V. Seleznev. Laser Phys., 20 (2010) 144—186

9. A. A. Ionin, Y. M. Klimachev, A. Y. Kozlov, A. A. Kotkov, A. K. Kurnosov, A. P. Napartovich, O. A. Rulev, L. V. Seleznev, D. V. Sinitsyn, G. D. Hager, S. L. Shnyrev. Quantum Electron., 36, N 12 (2006) 1153—1154

10. S. Ya. Tochitsky, C. Sung, S. E. Trubnick, C. Joshi, K. L. Vodopyanov. J. Opt. Soc. Am. B, 24, N 9 (2007) 2509–2516

11. A. A. Ionin, I. O. Kinyaevskiy, A. M. Sagitova, Y. M. Andreev. Appl. Opt., 58, N 10 (2019) 2485—2489

12. A. A. Ionin, I. O. Kinyaevskiy, A. M. Sagitova. Proc. 2020 Int. Conf. Laser Optics (ICLO), 2—6 November 2020, St. Petersburg, Russia, IEEE (2020) 290

13. Г. Б. Абдуллаев, Л. А. Кулевский, А. М. Прохоров, А. Д. Савельев, Е. Ю. Салаев, В. В. Смирнов. Письма в ЖТФ, 16, N 3 (1972) 130—133

14. H. Kildal, J. C. Mikkelsen. Opt. Commun., 9, N 3 (1973) 315–318

15. Y. M. Andreev, T. V. Vedernikova, A. A. Betin, V. G. Voevodin, A. I. Gribenyukov, O. Y. Zyryanov, I. I. Ippolitov, V. I. Masychev, O. V. Mitropol’skiĭ, V. P. Novikov, M. A. Novikov, A. V. Sosnin. Soviet J. Quantum Electron., 15, N 7 (1985) 1014—1015

16. Y. M. Andreev, V. G. Voevodin, A. I. Gribenyukov, V. P. Novikov. Soviet J. Quantum Electron., 17, N 6 (1987) 748—749

17. I. V. Dubrovina, V. N. Ochkin, N. N. Sobolev. Soviet J. Quantum Electron., 4, N 8 (1975) 1028—1029

18. Y. M. Andreev, A. D. Belykh, V. G. Voevodin, P. P. Geĭko, A. I. Gribenyukov, V. A. Gurashvili, S. V. Izyumov. Soviet J. Quantum Electron., 17, N 4 (1987) 490—491

19. Ю. М. Андреев, С. Н. Говдей, П. П. Гейко, А. И. Грибенюков, В. А. Гурашвили, В. В. Зуев, С. В. Изюмов. Опт. атм. и океана, 1, № 4 (1988) 124—126

20. H. Kildal, J. C. Mikkelsen. Opt. Commun., 10, N 4 (1974) 306—309

21. M. S. Piltch, J. P. Rink, C. R. Tallman. Opt. Commun., 15, N 1 (1975) 112—114

22. J. W. Kelly. In: A Review of Laser Isotope Separation of Uranium Hexaflouride, Ed. J. W. Kelly, Australian Atomic Energy Commission, Research Establishment, Lucas Heights [N.S.W.] (1983)

23. А. А. Ионин, И. О. Киняевский, Ю. М. Климачев, А. Ю. Козлов, А. А. Котков. Ядерная физика и инжиниринг, 7, № 5 (2016) 383—390

24. А. А. Ионин, И. О. Киняевский, Ю. М. Климачев, А. А. Котков. Опт. и спектр., 119, № 3 (2015) 381—387

25. Ю. М. Андреев, А. А. Ионин, И. О. Киняевский, Ю. М. Климачев, А. Ю. Козлов, А. А. Котков, Г. В. Ланский, А. В. Шайдуко. Квант. электрон., 43, № 2 (2013) 139—143

26. Y. M. Andreev, O. V. Budilova, A. A. Ionin, I. O. Kinyaevskiy, Y. M. Klimachev, A. A. Kotkov, A. Y. Kozlov. Opt. Lett., 40 (2015) 2997

27. O. V. Budilova, A. A. Ionin, I. O. Kinyaevskiy, Y. M. Klimachev, A. A. Kotkov, A. Y. Kozlov. Opt. Commun., 363 (2016) 26—30

28. J. M. Manley, H. E. Rowe. Proc. IRE, 44, N 7 (1956) 904—913

29. A. A. Ionin, I. O. Kinyaevskiy, Yu. M. Klimachev, A. Yu. Kozlov, O. A. Rulev, A. M. Sagitova, L. V. Seleznev, D. V. Sinitsyn. Appl. Phys. B, 124, N 9 (2018) 173

30. A. A. Ionin, I. O. Kinyaevskiy, Y. M. Klimachev, Y. V. Kochetkov, A. Y. Kozlov, L. V. Seleznev, D. V. Sinitsyn, D. S. Zemtsov, Y. M. Andreev. Laser Phys., 28, N 2 (2018) 025401

31. S. Avanesov, V. Badikov, A. Tyazhev, D. Badikov, V. Panyutin, G. Marchev, G. Shevyrdyaeva, K. Mitin, F. Noack, P. Vinogradova, N. Schebetova, V. Petrov, A. Kwasniewski. Opt. Mater. Express, 1, N 7 (2011) 1286—1291

32. V. V. Badikov, D. V. Badikov, V. B. Laptev, K. V. Mitin, G. S. Shevyrdyaeva, N. I. Shchebetova, V. Petrov. Opt. Mater. Express, 6, N 9 (2016) 2933—2938

33. D. Nikogosyan. Nonlinear Optical Crystals: A Complete Survey, Springer, New York (2005)

34. А. В. Щербакова, Д. Р. Анфимов, И. Л. Фуфурин, И. С. Голяк, И. А. Трапезникова, Е. Р. Карева, А. Н. Морозов. Опт. и спектр., 129, № 6 (2021) 747—754

35. A. A. Ionin, I. O. Kinyaevskiy, Yu. M. Klimachev, A. M. Sagitova, Yu. M. Andreev. Infrared Phys. Technol., 100 (2019) 62—66

36. A. A. Ionin, D. V. Badikov, V. V. Badikov, I. O. Kinyaevskiy, Y. M. Klimachev, A. A. Kotkov, A. Y. Kozlov, A. M. Sagitova, D. V. Sinitsyn. Opt. Lett., 43, N 18 (2018) 4358—4361

37. А. М. Сагитова, А. А. Ионин, И. О. Киняевский, Ю. М. Климачев, А. Ю. Козлов, А. А. Котков, Д. В. Синицын. Сб. науч. тр. ХХХI междунар. конф. “Лазеры в науке, технике, медицине”, 28—30 октября 2020 г., Москва, МНТОРЭС им. А. С. Попова (2020) 49—53

38. A. A. Ionin, I. O. Kinyaevskiy, Yu. M. Klimachev, A. A. Kotkov, A. Yu. Kozlov, A. M. Sagitova, D. V. Sinitsyn, O. A. Rulev. Opt. Laser Tech., 148 (2022) 107777

39. A. A. Ionin, I. O. Kinyaevskiy, Yu. M. Klimachev, A. A. Kotkov, A. Yu. Kozlov, A. M. Sagitova, D. V. Sinitsyn, V. V. Badikov, D. V. Badikov. Opt. Laser Tech., 115 (2019) 205—209

40. V. O. Petukhov, V. A. Gorobets, S. Y. Tochitsky, K. V. Kozlov. Proc. SPIE 4351, Laser Optics 2000: High-Power Gas Lasers, 26–30 June 2000, St. Petersburg, Russia, SPIE (2001); https://doi.org/10.1117/12.417705

41. A. A. Ionin, I. O. Kinyaevskiy, Yu. M. Klimachev, A. A. Kotkov, A. Yu. Kozlov, D. V. Sinitsyn, A. M. Sagitova. Proc. 2018 Int. Conf. Laser Optics (ICLO 2018), 4—8 June 2018, St. Petersburg, Russia, IEEE (2018) 100

42. A. A. Ionin, I. O. Kinyaevskiy, Yu. M. Klimachev, A. A. Kotkov, A. Yu. Kozlov, A. M. Sagitova, D. V. Sinitsyn, O. A. Rulev, V. V. Badikov, D. V. Badikov. Opt. Express, 27, N 17 (2019) 24353—24361

43. A. Ionin, I. Kinyaevskiy, Y. Klimachev, A. Kotkov, A. Kozlov, A. Sagitova, L. Seleznev, D. Sinitsyn. Proc. SPIE 11162, High Power Lasers: Technology and Systems, Platforms, Effects III, 9—12 September 2019, Strasbourg, France, SPIE (2019) 11620D

44. C. Shi, M. Ermold, G. Oulundsen, L. Newman. Proc. SPIE 10911, High-Power Laser Materials Processing: Applications, Diagnostics, and Systems VIII, 2—7 February 2019, San Francisco, California, United States, SPIE (2019) 109110M

45. A. Held. Laser Technik J., 13, N 3 (2016) 15—17

46. P. Rosenthal, D. Müller, G. Oulundsen. CO Lasers Benefit via Drilling and Wafer Debonding, Laser Focus World (2019), https://www.laserfocusworld.com/industrial-laser-solutions/article/14221544/co-lasersbenefit-via-drilling-and-wafer-debonding

47. T. Oriekhov, C. M. Harvey, K. Mühlberger, M. Fokine. J. Opt. Soc. Am. B, 38, N 12 (2021) F130—F137

48. C. M. Harvey, K. Mühlberger, T. Oriekhov, P. Maniewski, M. Fokine. J. Opt. Soc. Am. B, 38, N 12 (2021) F122—F129

49. Diamond Cx-10LQS Q-Switched CO2 Lasers. Coherent, Inc. (2021), https://www.coherent.com/content/dam/coherent/site/en/resources/datasheet/lasers/COHR_DiamondCx-10LQS_DS_0118_3.pdf

50. Щелевые СО2-лазеры (каталог). ЗАО “РЛС” (Российские лазерные системы) (2021), http://www.slab-laser.ru/catalog/katalog_CO2-lasers.pdf

51. Волноводные CO2-лазеры. Специальные технологии (2021), http://www.специальныетехнологии.рф/CO2-lasers.html

52. Волноводные (CO2) лазеры. АО “Плазма” (2021), https://www.plasmalabs.ru/category/index/id/13

53. В. В. Бадиков. Нелинейно-оптические и лазерные кристаллы для создания приборов квантовой электроники. Аттестаты зрелости (2012), http://55.vixpo.nsu.ru/?int=VIEW&el=560&templ=WINDOW_VIEW

54. Оптические элементы из ZnGeP2 ООО “Лаборатория оптических кристаллов” (2022), http://loc-ltd.com/zngep2/

55. А. А. Ионин, Ю. М. Климачев, А. Ю. Козлов, А. А. Котков, О. А. Романовский, О. В. Харченко, С. В. Яковлев. Журн. прикл. спектр., 81, № 2 (2014) 313—316 [A. A. Ionin, Yu. M. Klimachev, A. Yu. Kozlov, A. A. Kotkov, O. A. Romanovskii, O. V. Kharchenko, S. V. Yakovlev. J. Appl. Spectr., 81, N 2 (2014) 309—312]

56. M. A. Van Zeeland, R. L. Boivin, D. L. Brower, T. N. Carlstrom, J. A. Chavez, W. X. Ding, R. Feder, D. Johnson, L. Lin, R. C. O’Neill, C. Watts. Rev. Sci. Instr., 84, N 4 (2013) 043501


Review

For citations:

Ionin A.A., Kinyaevsky I.O., Klimachev Yu.M., Kozlov A.Yu., Kotkov A.A., Rulev O.A., Sagitova A.M., Seleznev L.V., Sinitsyn D.V. Frequency Conversion of Radio-Frequency Electric Discharge Slab CO and CO2 Lasers into the Spectral Range of ~2—20 μm (Review). Zhurnal Prikladnoii Spektroskopii. 2022;89(4):443-454. (In Russ.) https://doi.org/10.47612/0514-7506-2022-89-4-443-454

Views: 308


ISSN 0514-7506 (Print)
68-2 Nezavisimosti Prosp., Minsk 220072, Belarus
B. I. Stepanov Institute of Physics of the National Academy of Sciences
Telephone/Fax: (37517) 2708457
e-mail: jas@ifanbel.bas-net.by
supported by NEICON (Elpub lab)