Том 34, номер 10, статья № 11

Аннотация:

Теоретически исследован процесс генерации второй гармоники (ГВГ) лазерного излучения (ЛИ) в кристалле ВВО с целью определения таких оптимальных значений параметров фокусировки и волновой расстройки, при которых эффективность ГВГ становится максимальной. Эта задача оптимизации решалась с дополнительным условием (ДУ) – максимальная плотность мощности ЛИ в объеме кристалла не должна превышать априорно заданного значения. При этом никаких ограничений на саму мощность ЛИ не накладывалось. Исследование состоит из двух частей. В настоящей работе (первая часть) влияние ДУ на процесс и результаты решения задачи оптимизации рассмотрено с использованием приближения заданного поля. Показано, что наличие ДУ приводит к тому, что оптимальные значения параметров фокусировки и волновой расстройки становятся зависимыми от мощности ЛИ. В то же время алгоритм решения задачи оптимизации заметно упрощается, что позволяет существенно (приблизительно на порядок) уменьшить время выполнения расчетов.

Ключевые слова:

генерация второй гармоники, решение системы нелинейных уравнений, приближение заданного поля, оптимизация параметров фокусировки и волновой расстройки

Список литературы:

1. Дмитриев В.Г., Тарасов Л.В. Прикладная нелинейная оптика. Издание 2-ое. М.: Физматлит, 2004. 512 с.
2. Boyd G.D., Kleinman D.A. Parametric interaction of focused Gaussian light beams // J. Appl. Phys. 1968. V. 39, N 8. P. 3597–3639.
3. Колосов В.В., Троицкий В.О. Оптимальная фокусировка пучка при генерации второй гармоники в одноосном кристалле. Приближение заданного поля // Оптика атмосф. и океана. 2007. Т. 20, № 2. С. 106–112.
4. Троицкий В.О. Особенности генерации второй гармоники лазерного излучения при углах синхронизма, близких к 90° // Оптика атмосф. и океана. 2010. Т. 23, № 7. С. 601–607; Troitskii V.O. Generation peculiarities of the second harmonics laser radiation at synchronism angles close to 90 // Atmos. Ocean. Opt. 2011. V. 24, N 1. P. 102–108.
5. Троицкий В.О. Некоторые вопросы оптимальной фокусировки при генерации второй гармоники в нелинейных кристаллах. Часть 2. Результаты численных расчетов // Оптика атмосф. и океана. 2015. Т. 28, № 10. С. 941–949; Troitskii V.O. Some problems of optimum focusing in the process of second harmonic generation in nonlinear crystals. Part 2. Results of numerical calculations // Atmos. Ocean. Opt. 2016. V. 29, N 2. P. 199–207.
6. Троицкий В.О. Оптимизация волновой расстройки при эффективной генерации второй гармоники // Оптика атмосф. и океана. 2020. Т. 33, № 1. С. 25–31; Troitskii V.O. Optimization of wave detuning during effective second harmonic generation // Atmos. Ocean. Opt. 2020. V. 33, N 3. P. 238–244. DOI: 10.15372/AOO20200103.
7. Гуламов А.А., Ибрагимов Э.А., Редкоречев В.И. Преобразование частоты лазерного излучения с предельной эффективностью. Ташкент: ФАН, 1990. 248 с.
8. Колосов В.В., Троицкий В.О. Параксиальное приближение для задачи распространения пучков в плоскослоистой среде // Оптика атмосф. и океана. 2005. Т. 18, № 9. С. 754–759.
9. Kato K. Second harmonic generation to 2048 A in b-BaB₂O₄ // IEEE J. Quant. Electron. 1986. V. QE-22, N 7. P. 1013–1014.
10. Троицкий В.О. Генерация второй гармоники лазерного излучения в одноосных кристаллах. Варианты решения задачи в приближении заданного поля // Оптика атмосф. и океана. 2010. Т. 23, № 4. С. 281–286; Troitskii V.O. Second harmonic generation of laser radiation in uniaxial crystals. Alternate problem solutions in the assumed field approximation // Atmos. Ocean. Opt. 2010. V. 23, N 4. P. 278–283.
11. Борн М., Вольф Э. Основы оптики. М.: Наука, 1973. 719 с.
12. Троицкий В.О. Генерация второй гармоники при фокусировке пучка в одноосный кристалл скрещенными цилиндрическими линзами. Приближение заданного поля // Оптика атмосф. и океана. 2006. Т. 19, № 8. С. 741–747.
13. Колосов В.В., Троицкий В.О. Приближенная методика решения задачи о генерации второй гармоники в нелинейных кристаллах. Часть 2 // Оптика атмосф. и океана. 2019. Т. 32, № 12. С. 1012–1019; Kolosov V.V., Troitskii V.O. Approximate technique for solving the problem of second harmonic generation in nonlinear crystals: Part 2 // Atmos. Ocean. Opt. 2020. V. 33, N 3. P. 312–319.
14. Колосов В.В., Троицкий В.О. Приближенная методика решения задачи о генерации второй гармоники в нелинейных кристаллах. Часть 1 // Оптика атмосф. и океана. 2019. Т. 32, № 12. С. 1001–1011; Kolosov V.V., Troitskii V.O. Approximate technique for solution of the problem of second harmonic generation in nonlinear crystals: Part 1 // Atmos. Ocean. Opt. 2020. V. 33, N 3. P. 302–311.