Журнал «Оптика атмосферы и океана»

Том 33, номер 03, статья № 7

Юдин Н. Н., Дёмин В. В., Солдатов А. Н., Шумейко А. С., Юдин Н. А. О возможности реализации ТГц-излучения, генерируемого на разностной частоте в монокристалле ZnGeP₂ при накачке излучением лазера на парах стронция. // Оптика атмосферы и океана. 2020. Т. 33. № 03. С. 192–198. DOI: 10.15372/AOO20200307. PDF
Скопировать ссылку в буфер обмена

Аннотация:

Рассмотрены условия формирования ТГц-излучения в монокристаллах ZnGeP₂ при генерации разностной частоты. Показано, что для реализации эффективного ТГц-излучения требуются источники двухчастотной лазерной накачки с длительностью импульсов генерации ~ 1 нс. Предлагается использовать в качестве такого источника ИК-излучение (на переходах Sr I в области 3 мкм и Sr II – 1 мкм) системы «задающий генератор – усилитель» на парах стронция. Рассмотрены условия формирования инверсии населенности, при которых в активной среде лазера на парах стронция реализуется длительность импульсов генерации ~ 1 нс. Показано, что при использовании такой системы можно увеличить среднюю мощность генерации лазера на парах стронция пропорционально увеличению объема активной среды усилителя.

Ключевые слова:

лазер на парах стронция, разностная частота, терагерцовое излучение

Список литературы:

1. Booske J.H., Dobbs R.J., Joye C.D., Kory C.L., Neil G.R., Park G.S., Park J., Temkin R.J. Vacuum electronic high power terahertz sources // IEEE Trans. Terahertz Sci. Technol. 2011. V. 1, N 1. P. 54–75.
2. Liu J., Dai J., Chin S.L., Zhang X.C. Broadband terahertz wave remote sensing using coherent manipulation of fluorescence from asymmetrically ionized gases // Nat. Photonics. 2010. V. 4, N 9. P. 627–631.
3. Rosch M., Scalari G., Beck M., Faist J. Ultra-broadband THz quantum cascade laser operating with regular comb teeth in continuous wave operation. URL: https://doi.org/10.1364/MICS.2013.MTh4B.5 (last access: 23.12.2019).
4. Geng L.J., Qu Y.C., Zhao W.J., Du J. Highly efficient and compact cavity oscillator for high-power, optically pumped gas terahertz laser // Opt. Lett. 2013. V. 38, N 22. P. 4793–4796.
5. Creeden D., McCarthy J.C., Ketteridge P.A., Southward T., Schunemann P.G., Komiak J.J., Dove W., Chicklis E.P. Compact fiber-pumped terahertz source based on difference frequency mixing in ZGP // IEEE J. Sel. Top. Quantum. Electron. 2007. V. 13, N 3. P. 732–736.
6. Kitaeva G.Kh. Terahertz generation by means of optical lasers // Laser Phys. Lett. 2008. V. 5, N 8. P. 559–576.
7. Dmitriev V.G., Gurzadyan G.G., Nikogosyan D.N. Handbook of Nonlinear Optical Crystals. Berlin, New York: Springer. 1999. V. 64. 413 p.
8. Soldatov A.N., Sabotinov N.V., Latush E.L., Chebotarev G.D., Vuchkov N.K., Yudin N.A. Strontium and Calcium Vapour Lasers. Sofia: Academic Publishing House, 2013. V. I. 293 p.
9. Soldatov A.N., Sabotinov N.V., Latush E.L., Chebotarev G.D., Vuchkov N.K., Yudin N.A. Strontium and Calcium Vapour Lasers. Sofia: Academic Publishing House, 2014. V. II. 322 p.
10. Nikogosyan D. Nonlinear Optical Crystals: A Complete Survey. New York: Springer, 2005. 440 p.
11. Kumbhakar P., Kobayashi T., Bhar G. Sellmeier dispersion relations for phase-matched terahertz generation in ZnGeP₂ // Appl. Opt. 2004. V. 43, N 16. P. 3324–3328.
12. Aggarwal R.L., Lax B. Nonlinear Infrared Generation / Shen Y.R. (ed.) New York: Academic, 1977. 28 p.
13. Верозубова Г.А., Окунев А.О., Стащенко В.А. Выращивание нелинейно-оптического материала ZnGeP₂ и его дефектная структура // Вестн. НовГУ. 2015. № 3. Ч. 2. С. 40–46.
14. Чучупал С.В., Командин Г.А., Жукова Е.С., Прохоров А.С., Породинков О.Е., Спектор И.Е., Шакир Ю.А., Грибенюков А.И. Механизмы формирования потерь в нелинейно-оптических кристаллах ZnGeP₂ в терагерцевой области частот // Физика твердого тела. 2014. Т. 56, № 7. С. 1338–1344.
15. Аполлонов В.В., Грибенюков А.И., Короткова В.В., Суздальцев А.Г., Шакир Ю.А. Вычитание частот излучения СО₂-лазеров в кристалле ZnGeP₂ // Квант. электрон. 1996. Т. 26, № 6. С. 483–484.
16. Земсков К.И., Исаев А.А., Казарян М.А., Петраш Г.Г., Раутиан С.Г. Применение неустойчивых резонаторов для получения дифракционной расходимости излучения импульсных газовых лазеров с большим усилением // Квант. электрон. 1974. Т. 1, № 4. С. 863–869.
17. Исаев А.А., Казарян М.А., Петраш Г.Г., Раутиан С.Г. Сжимающиеся пучки в телескопических неустойчивых резонаторах // Квант. электрон. 1974. Т. 1, № 6. С. 1379–1388.
18. Евтушенко Г.С., Кирилов А.Е., Кругляков В.Л., Полунин Ю.П., Солдатов А.Н. Управление длительностью генерации лазера на парах меди // Журн. прикл. спектроскоп. 1988. Т. 49, № 5. С. 745–751.
19. Полунин Ю.П., Юдин Н.А. Управление характеристиками излучения лазера на парах меди // Квант. электрон. 2003. Т. 33. № 9. С. 833–835.
20. Юдин Н.А., Юдин Н.Н. Эффективность накачки активной среды лазеров на парах металлов: газоразрядные трубки с электродами в горячей зоне разрядного канала // Изв. вузов: Физика. 2016. Т. 59, № 6. С. 49–56.
21. Василяк Л.М., Костюченко С.В., Кудрявцев Н.Н., Филюгин И.В. Высокоскоростные волны ионизации при электрическом пробое // Успехи физ. наук. 1994. Т. 164. С. 263–286.