Том 37, номер 04, статья № 11

Аннотация:

Лазеры, излучающие в ИК-области спектра, активно применяются в различных областях науки и техники. В связи с этим расширение спектрального диапазона и получение эффективной генерации в ИК-области – это актуальная задача. Объектом исследования является лазер на самоограниченном переходе атома европия с длиной волны излучения 1,76 мкм. В настоящей работе исследована возможность повышения выходных параметров такого лазера за счет увеличения длины активной зоны газоразрядной трубки (ГРТ). Показано, что увеличение объема разрядной трубки с 157 до 314 см³ при сохранении уровня мощности накачки 1200 Вт позволяет повысить мощность генерации и КПД лазера вдвое. Впервые на линии 1,76 мкм достигнута средняя мощность излучения 2,5 Вт. Максимальное значение КПД 0,3% достигается при мощности накачки 500 Вт. После 100 ч работы энергетические характеристики Eu+Ne-лазера с активной зоной объемом 314 см³ продемонстрировали хорошую повторяемость, что позволяет сделать вывод о возможности дальнейшего увеличения энергетических характеристик и срока службы этого лазера. Лазер с такими параметрами может использоваться при микрообработке материалов (излучение с λ = 1,76 мкм), а также в активных оптических системах, связанных с визуализацией быстропротекающих процессов.

Ключевые слова:

газовые лазеры, ИК-излучение, лазерная генерация, лазер на парах европия

Список литературы:

1. Kostadinov I.K., Temelkov K.A., Popova L.T., Ivanov B.L., Slaveeva S.I. Compact 10-W Sr vapor laser oscillating in middle infrared spectral range on Sr atomic self-terminating transitions // Opt. Quant. Electron. 2022. V. 54, N 11. P. 718–723.
2. Lavrukhin M.A., Bokhan P.A., Gugin P.P., Zakrevsky D.E. 100-kHz RM calcium ion NIR laser // Opt. Laser Technol. 2024. V. 170, N 110174. P. 1–9.
3. Тригуб М.И., Гембух П.И., Васнев Н.А., Шиянов Д.М. Лазерный монитор для одновременной визуализации в видимом и ближнем ИК-диапазонах спектра // Оптика атмосф. и океана. 2023. Т. 36, № 3. С. 239–243; Trigub M.V., Gembukh P.I., Vasnev N.A., Shiyanov D.V. Laser monitor for simultaneous imaging in the VIS and near-IR spectral regions // Atmos. Ocean. Opt. 2023. V. 36, N 4. P. 415–420.
4. Батенин В.М., Бохан П.А., Бучанов В.В., Евтушенко Г.С., Казарян М.А., Карпухин В.Т., Климовский И.И., Маликов М.М. Лазеры на самоограниченных переходах атомов металлов. Ч. 2. М.: Физматлит, 2011. 616 с.
5. Little C.E. Metal Vapor Lasers. Physics, Engineering & Applications. Chichester, UK: John Willey & Sons Ltd., 1998. 620 p.
6. Cahuzac Ph. Emission laser infrarouges dans les vapeurs de terres rares // Phys. Lett. A. 1970. V. 31, N 10. P. 541–542.
7. Бохан П.А., Климкин В.М., Прокопьев В.Е., Соломонов В.И. Исследование лазера на самоограничивающихся переходах атома и иона европия // Квант. электрон. 1977. Т. 4, № 1. С. 152–154.
8. Бохан П.А., Климкин В.М., Прокопьев В.Е. Газовый лазер на ионизированном европии // Письма в ЖЭТФ. 1973. Т. 18, вып. 2. С. 80‒82.
9. Бохан П.А., Климкин В.М., Прокопьев В.Е. Столкновительный газоразрядный лазер на ионизированных парах европия I. Наблюдение самоограниченной генерации и переход от циклического режима к квазинепрерывному // Квант. электрон. 1974. Т. 1, № 6. С. 1365–1369.
10. Бохан П.А., Климкин В.М., Прокопьев В.Е., Монастырев С.С. Ионный гелий-европиевый лазер со средней мощностью 2 Вт // Письма в ЖТФ. 1977. Т. 3, вып. 9. С. 410–413.
11. Бохан П.А., Егоров Л.Е. Гелий-европиевый лазер с удельной энергией излучения 5 Дж/л × атм // Квант. электрон. 1984. Т. 11, № 8. С. 1683–1685.
12. Бохан П.А. Непрерывная генерация в столкновительном гелий-европиевом лазере // Письма в ЖТФ. 1984. Т. 10, вып. 4. С. 210–214.
13. Бохан П.А. Столкновительные лазеры на ионах Ca⁺ и Eu⁺ с высокой удельной энергией излучения // Письма в ЖТФ. 1986. Т. 12, вып. 3. С. 161–164.
14. Bokhan P.A., Zakrevsky D.E. High power high repetition rate pulsed collisional laser using a He+Eu⁺ mixture // Opt. Quant. Electron. 1991. V. 23. P. S513–S522.
15. Bokhan P.A., Zakrevsky D.E. Investigation of a He–Eu⁺ laser excited by short pumping pulses // J. Russ. Laser Res. 1995. V. 16, N 2. P. 138–144.
16. Климкин В.М. Металлизация кювет в импульсно-периодических лазерах. Причины и следствия // Оптика атмосф. и океана. 2000. Т. 13, № 12. С. 1103–1106.
17. Троицкий В.О., Соковиков В.Г., Филонов А.Г., Шиянов Д.В. Лазер на парах европия // Оптика атмосф. и океана. 2017. Т. 30, № 3. С. 253–258; Troitskii V.O., Sokovikov V.G., Filonov A.G., Shiyanov D.V. Europium vapor laser // Atmos. Ocean. Opt. 2017. V. 30, N 5. P. 489–494.
18. Соковиков В.Г., Филонов А.Г., Шиянов Д.В. Сравнение параметров генерации Ne+Eu- и He+Eu-лазеров // Оптика атмосф. и океана. 2019. Т. 32, № 2. С. 168–171; Sokovikov V.G., Filonov A.G., Shiyanov D.V. The comparison of lasing parameters of Ne + Eu and He + Eu lasers // Atmos. Ocean. Opt. 2019. V. 32, N 3. P. 366–369.
19. Mildren R.P., Piper J.A. Compact and efficient kinetic ally enhanced copper-vapor lasers of high (100-W) average power // Opt. Lett. 2003. V. 28, N 20. P. 1936–1938.
20. Astadjov D.N., Dimitrov K.D., Jones D.R., Kirkov V., Little L., Little C.E., Sabotinov N.V., Vuchkov N.K. Influence on operating characteristics of scaling sealed-off CuBr lasers in active length // Opt. commun. 1997. V. 135, N 4–6. P. 289–294.
21. Воробьев В.Б., Калинин С.В., Климовский И.И., Костадинов И., Крестов В.А., Кубасов В.Н., Маразов О. Лазер на парах меди со средней удельной мощностью генерации свыше 1 Вт/см³ // Квант. электрон. 1991. Т. 18, № 10. С. 1178–1180.
22. Kimura H., Aoki N., Kobayashi N., Seki E.S., Abe M., Mori H. Development of high-power copper vapor laser system // Proc. SPIE. 2000. V. 3886. Р. 550–561.