Рассмотрены резонаторы твердотельных лазеров, формирующие гауссов пучок с изменяемыми пространственными параметрами при неизменности энергетических параметров излучения. Разработана методика габаритного расчета таких резонаторов, учитывающая термооптические искажения твердотельных активных элементов (возникновение тепловой линзы) и стабильность параметров излучения к флуктуациям оптической силы тепловой линзы.
The problems of the synthesis of stable resonators of solid-state lasers for varying the spatial parameters of formed beam while maintaining the energy radiation parameters are considered. The technique of dimensional synthesis of such resonators, which takes into account the thermo-optical distortions of solid-state active elements (a thermal lens) and the resistance of radiation parameters to the thermal fluctuations of the optical power of the thermal lens, is developed.
Идентификаторы и классификаторы
- SCI
- Физика
- eLIBRARY ID
- 28409102
Предложен внутрирезонаторный способ формирования гауссова пучка с изменяемыми пространственными и постоянными энергетическими параметрами излучения. Показано, что для решения этой задачи необходимо использовать схему резонатора с двухкомпонентной вариосистемой, в которой перемещаются оба компонента по нелинейному закону.
Методика расчета резонаторов разработана на базе теории лазерной оптики с учетом особенностей формирования излучения твердотельными лазерами (термооптические искажения активного элемента, флуктуации оптической силы тепловой линзы). Приведены расчетные соотношения, позволяющие определить параметры исходной схемы резонатора и закон перемещения линз вариосистемы для обеспечения требуемого изменения диаметра перетяжки, параметра конфокальности и угловой расходимости выходного пучка.
Список литературы
1. Айхлер Ю., Айхлер Г.-И. Лазеры. Исполнение, управление, применение. – М.: Техносфера, 2008.
2. Григорьянц А. Г., Шиганов И. Н., Мисюров А. И. Технологические процессы лазерной обработки: учеб. пособие для вузов / под ред. А. Г. Григорьянца. – М.: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2006.
3. Koechner W. Solid-state laser engineering. Sixth revised and updated edition. – New York: Springer, 2006.
4. Зверев Г. М., Голяев Ю. Д. Лазеры на кристаллах и их применение. – М.: Радио и связь, 1994.
5. Пахомов И. И., Рожков О. В., Рождествин В. Н. Оптико-электронные квантовые приборы: учеб. пособие для вузов / под. ред. И. И. Пахомова. – М.: Радио и связь, 1982.
6. Ананьев Ю. А. Оптические резонаторы и лазерные пучки. – М.: Наука. Гл. ред. физ.-мат. лит., 1990.
7. Пахомов И. И., Цибуля А. Б. Расчет оптических систем лазерных приборов. – М.: Радио и связь, 1986.
8. Пахомов И. И. Панкратические системы. – М.: Машиностроение, 1976.
9. Ширанков А. Ф., Пахомов И. И., Иванов В. А., Аниканов А. Г., Штыков С. А., Носов П. А., Павлов В. Ю., Ширанков А. Ф. Способ и устройство для перемещения перетяжки лазерного пучка: Патент РФ на изобретение № 2411598 от 10.02.2011. Бюл. № 4.
10. Пахомов И. И., Григорьянц А. Г., Носов П. А., Ширанков А. Ф., Хорохоров А. М., Павлов В. Ю., Третьяков Р. С., Ставертий А. Я., Голубенко Ю. В. Способ изменения диаметра перетяжки выходного лазерного пучка на фиксированном расстоянии от лазера. Патент РФ на изобретение № 2488861 от 27.07.2013. Бюл. № 21.
11. Быков В. П., Силичев О. О. Лазерные резонаторы. – М.: Физматлит, 2004.
12. Пахомов И. И., Ширанков А. Ф. // Вестник МГТУ им. Н. Э. Баумана, Сер. Приборостроение. 2007. № 2. С. 95.
13. Pakhomov I. I., Nosov P. A. // Journal of Russian Laser Research. 2012. Vol. 33. No. 5. P. 409.
14. Аниканов А. Г., Пахомов И. И., Ширанков А. Ф. // Оптический журнал. 2010. Т. 77. № 2. С. 30.
15. Nosov P. A., Pakhomov I. I., Shirankov A. F. // Physics of Wave Phenomena. 2011. Vol. 19. No. 3. P. 202.
1. J. Eichler and H.-J. Eichler, Laser. Bauformen, Strahlführung, Anwendungen. (Springer-Verlag Berlin Heidelberg; 2006).
2. A. G. Grigoryants, I. N. Shiganov, and A. I. Misyurov, Technological processes of laser treatment (Moscow, BMSTU; 2006) [in Russian].
3. W. Koechner, Solid-state laser engineering. (New York: Springer; 2006).
4. G. M. Zverev and Yu. D. Golyaev, Crystal lasers and their applications (Moscow, Radio i Svyaz’; 1994) [in Russian].
5. I. I. Pakhomov, O. V. Rozhkov, and V. N. Rozhdestvin, Optoelectronic quantum devices. Ed by I. I. Pakhomov (Moscow, Radio i Svyaz’; 1982) [in Russian].
6. Yu. A. Anan’ev, Optical cavities and laser beams (Moscow, Nauka, Gl. Red. Fiz. Mat. Lit.; 1990) [in Russian].
7. I. I. Pakhomov and A. B. Tsibulya, Calculation of the optical systems of laser devices (Moscow, Radio i Svyaz’; 1986) [in Russian].
8. I. I. Pakhomov, Zoom systems (Moscow, Mashinostroenie; 1976) [in Russian].
9. A. F. Shirankov, I. I. Pakhomov, V. A. Ivanov, A. G. Anikanov, S. A. Shtykov, P. A. Nosov, and V. Yu. Pavlov, RF Patent No. 2411598 of February 02, 2011, Russian Bull of Inventions N4, 2011 [in Russian].
10. I. I. Pakhomov, A. G. Grigoryants, P. A. Nosov, A. F. Shirankov, A. M. Khorokhorov, V. Yu. Pavlov, R. S. Tret’yakov, A. Ya. Stavertiy, and Yu. V. Golubenko, RF Patent No. 2488861 of July 27, 2013, Russian Bull of Inventions N21, 2013 [in Russian].
11. V. P. Bykov and O. O. Silichev, Laser cavities. (Moscow, Fizmatlit; 2004) [in Russian].
12. I. I. Pakhomov and A. F. Shirankov, Vest. MGTU im. N. É. Bauman, Ser. Priborostroenie, No. 2, 95 (2007).
13. I. I. Pakhomov and P. A. Nosov, Journal of Russian Laser Research 33 (5), 409 (2012).
14. A. G. Anikanov, I. I. Pakhomov, and A. F. Shirankov, Journal of Optical Technology 77 (2), 101 (2010).
15. P. A. Nosov, I. I. Pakhomov, and A. F. Shirankov, Physics of Wave Phenomena 19 (3), 202 (2011).
Выпуск
С О Д Е Р Ж А Н И Е
ОБЩАЯ ФИЗИКА
Наумов Н. Д. Дифракция радиоимпульса в ионосфере 5
Логинов В. М. Ускорение и диффузия заряженной частицы в осциллирующем электрическом поле со случайно прыгающей фазой 9
ФИЗИКА ПЛАЗМЫ И ПЛАЗМЕННЫЕ МЕТОДЫ
Асюнин В. И., Давыдов С. Г., Долгов А. Н., Корнеев А. В., Пшеничный А. А., Якубов Р. Х. Экспериментальное исследование искрового разряда по диэлектрической поверхности в вакууме 14
Соснин Э. А., Панарин В. А., Скакун В. С., Тарасенко В. Ф., Кузнецов В. С. Апокамп на основе барьерного разряда в смесях ксенона и криптона с молекулярным хлором 21
ФОТОЭЛЕКТРОНИКА
Гришина А. Н., Власов П. В., Ерошенков В. В., Лопухин А. А. Влияние параметров мезаструктуры на дефектность матричных фотоприемных устройств на основе антимонида индия 26
Никонов А. В., Скребнева П. С., Яковлева Н. И. Исследование оптических характеристик эпитаксиальных слоев AlGaAs 31
Кондратенко В. С., Иванов В. И. Влияние методов резки кремниевых подложек на качество органических светоизлучающих диодов 36
МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ
Рудневский В. С. Влияние высокой температуры на свойства полупрозрачных слоев золота 41
Абдинов Д. Ш., Алиева Т. Д., Ахундова Н. М., Абдинова Г. Д., Тагиев М. М., Бархалов Б. Ш. Влияние поверхностного нарушенного слоя на термоэлектрические свойства кристаллов Bi2Te2.7Se0.3, Bi0.5Sb1.5Te3 и термоэлементов на их основе 47
ФИЗИЧЕСКАЯ АППАРАТУРА И ЕЁ ЭЛЕМЕНТЫ
Носов П. А., Батшев В. И. Резонаторы твердотельных лазеров для изменения пространственных параметров пучка 51
Кремис И. И., Толмачев Д. А., Гладков Р. А. Фильтрация остаточной неоднородности и дефектов изображения в тепловизорах с использованием микросканирования 58
Хайдаров З., Хайдарова К. З., Йулдашев Х. Т. Высокочувствительная полупроводниковая ионизационная фотографическая камера для инфракрасного диапазона 65
Роках А. Г., Сердобинцев А. А., Шишкин М. И. Модель экзоионного фототранзистора 70
Янин Д. В., Галка А. Г., Костров А. В., Привер С. Э., Смирнов А. И. Резонансный датчик давления газа на отрезке коаксиальной линии 74
Мухтаров Н., Саримов Л. Р. Цифровой акустический способ определения добротности пьезоэлектрических кристаллов 81
Кондратенко В. С., Сакуненко Ю. И., Высоканов А. А. Металлогибридные термоинтерфейсы с высокой теплопроводностью 85
ИНФОРМАЦИЯ
Дополнительное сообщение от авторов 90
Перечень статей, переведенных и опубликованных в англоязычных журналах в 2016 г. 91
Правила для авторов 95
Подписка на электронную версию журнала 98
C O N T E N T S
GENERAL PHYSICS
N. D. Naumov Diffraction of a radio-wave pulse in the ionosphere 5
V. M. Loginov Acceleration and diffusion of charged particles in the oscillating electric field with a randomly jumping phase 9
PLASMA PHYSICS AND PLASMA METHODS
V. I. Asiunin, S. G. Davydov, A. N. Dolgov, А. V. Korneev, A. A. Pshenichniy, and R. Kh. Yakubov The experimental research of the vacuum spark discharge on a dielectric surface 14
E. A. Sosnin, V. А. Panarin, V. S. Skakun, V. F. Tarasenko, and V. S. Kuznetsov Formation of an apokamp in the dielectric barrier discharge in mixtures of xenon and krypton with molecular chlorine 21
PHOTOELECTRONICS
A. N. Grishina, P. V. Vlasov, V. V. Eroshenkov, and A. A. Lopukhin The influence of mesa parameters on InSb FPA defects 26
A. V. Nikonov, P. S. Skrebneva, and N. I. Iakovleva Optical properties of the AlGaAs epitaxial layers 31
V. S. Kondratenko and V. I. Ivanov Influence of cutting methods for silicon wafers on the quality of organic light-emitting diodes 36
MATERIALS SCIENCE
V. S. Rudnevsky The influence of high temperature on the semitransparent golden layers 41
D. Sh. Abdinov, T. D. Aliyeva, N. M. Akhundova, G. D. Abdinova, M. M. Tagiyev, and B. Sh. Barkhalov Effect of the disturbed surface layer on thermoelectric properties of Bi2Te2.7Se0.3, Bi0.5Sb1.5Te3 crystals and thermoelements on their basis 47
PHYSICAL APPARATUS AND ITS ELEMENTS
P. A. Nosov and V. I. Batshev Solid-state laser resonators for varying the spatial beam parameters 51
I. I. Kremis, D. A. Tolmachev, and R. A. Gladkov Filtration of the residual inhomogeneity and image defects in thermal imager using microscanning 58
Z. Khaydarov, K. Z. Khaydarova, and Kh. T. Yuldashev A highly sensitive semiconductor photographic ionizing camera for infra-red range 65
A. G. Rokakh, A. A. Serdobintsev, and M. I. Shishkin Model of an exoion phototransistor 70
D. V. Yanin, A. G. Galka, A. V. Kostrov, S. E. Priver, and A. I. Smirnov A resonant microwave sensor based on the half-wave coaxial line for gas pressure measurements 74
N. Muhtarov and L. R. Sarimov The digital acoustic method for determining a quality factor of piezoelectric crystals 81
V. S. Kondratenko, Y. I. Sakunenko, and A. A. Vysokanov Metalhybrid thermal interface with high thermal conductivity 85
INFORMATION
The message from authors 90
The list of articles translated and published in English language journals in 2016 91
Rules for authors 95
Subscription to an electronic version of the journal 98
Другие статьи выпуска
Экспериментально исследованы физические процессы в сверхтонкой газоразрядной ячейке с полупроводниковым электродом из кремния, легированного серой. Проделан теоретический расчет для предельной регистрируемой мощности излучения фотоприемника в газоразрядной ячейке с учетом параметров кремния, легированного серой. Экспериментально подтверждаются закономерности эффекта фотоэлектрического гистерезиса с фотоприемником из кремния, легированного серой, и обнаруженного ранее с фотоприемником из кремния, легированного платиной, в газоразрядной ячейке. На базе этих исследований создана высокочувствительная полупроводниковая фотографическая ионизационная камера (ПФИК).
В работе изложен метод фильтрации остаточной неоднородности и дефектов изображения в матричных тепловизорах на основе частотного разложения с использованием микросканирования. Метод не ухудшает пространственное разрешение и РТЭШ тепловизоров. Приведены результаты применения метода в тепловизионных каналах, использующих фотоприемники производства ИФП СОРАН трех типов: КРТ320256, КРТ384288, QWIP384288.
Исследовано влияние на характеристики термоэлементов нарушенного слоя, образующегося на поверхности образцов кристаллов (ветвей термоэлементов) твердых растворов Bi2Te2.7 Se0.3 и Bi0.5Sb1.5Te3 при их изготовлении методом электроискровой резки из слитков. Показано что этой слой значительно снижает термоэлектрическую эффективность образцов. Предложены способы снятия указанного нарушенного слоя с поверхности образца, приводящие к росту термоэлектрической эффективности образца (термоэлементов).
Представлены результаты исследования воздействия высокой температуры на свойства полупрозрачных слоев золота, используемых при изготовлении фотодиодов Шоттки. Показано влияние высокой температуры на удельное сопротивление и оптическое пропускание Auпленок толщиной 8÷21 нм. Также показано изменение структуры Au-пленки толщиной 10 нм при воздействии высокой температуры. На основании представленных данных делается вывод, что температура 300С является предельной температурой для фотодиодов Шоттки с золотым барьерным контактом, при превышении которой резко возрастает необратимая деградация фотодиодов.
Данная работа посвящена решению проблемы качества резки кремниевых приборных пластин толщиной 725 мкм на кристаллы с органическими светоизлучающими диодами (ОСИД или OLED – Organic light-emitting diode), которая является актуальной в производстве микродисплеев на основе ОСИД. В статье рассматриваются методы резки кремниевых приборных пластин на кристаллы с ОСИД и методы контроля качества кристаллов ОСИД. Работа направлена на внедрение высокоэффективного и высококачественного технологического процесса прецизионной лазерной резки кремниевых пластин на основе метода лазерного управляемого термораскалывания (ЛУТ) в производство микродисплеев на OLED. Представлены современные методы и приборы контроля качества, их применение позволяет повысить достоверность проверки при комплексных обследованиях ОСИД микродисплеев.
Проведено исследование и моделирование спектральных зависимостей коэффициента поглощения и показателя преломления эпитаксиальных слоев AlGaAs различного состава. В рамках модели зонной структуры соединений группы А3В5 установлена зависимость диэлектрической проницаемости от критических энергий прямых и непрямых переходов.
Проведено исследование влияния параметров мезаструктуры на дефектность матричных фотоприемных устройств на основе антимонида индия на область спектра 3÷5 мкм формата 320256 элементов с шагом 30 мкм. Получены зависимости одноточечной дефектности и «стойкости» (стабильности токов p–n-переходов в диапазоне рабочих обратных напряжений смещения) от скорости травления антимонида индия, глубины мезаструктур и расстояния между ними в МФЧЭ (матричных фоточувствительных элементах). Определены оптимальные величины указанных параметров мезаструктур. Определен оптимальный угол наклона стенок мезаструктуры – не более 38 градусов. Количество единичных дефектных фотодиодов составило 0,1–0,6 %.
В смесях Xe-Cl2 и Kr-Cl2 получены плазменные струи (апокампы), образующиеся на изгибе канала импульсно-периодического барьерного разряда. Сделана оценка скорости распространения волны ионизации апокампа, лежащая в диапазоне от единиц до сотен км/с. Показано, что добавка электроотрицательного газа к инертным газам (Xe и Kr) определяет формирование апокампа.
Зафиксировано уменьшение амплитуды тока искрового разряда по диэлектрической поверхности в вакууме с увеличением протяженности искрового промежутка. В присутствии продольного магнитного поля происходит затягивание переднего фронта импульса напряжения пробоя, а ток, в свою очередь, из четко выраженного импульса превращается в знакопеременные колебания. Наблюдалось замедление процесса пробоя при наличии предваряющего искру слаботочного разряда.
Исследована дисперсия скорости и координаты нерелятивистской заряженной частицы в осциллирующем электрическом поле со случайно прыгающей фазой в рамках точно решаемой модели, когда скачки фазы представляют собой случайный телеграфный сигнал. Показано, что есть область статистических характеристик фазы, где прирост средней кинетической энергии частицы линейно растет со временем (стохастический нагрев), а дисперсия частиц по координате на временах много больше времени спада корреляций, в отличие от классической диффузии, растет не как t, а как t 3 (супербаллистический режим диффузии). В том же пределе показано, что коэффициент корреляции скорости частицы спадает как 1 / t. Выписана система уравнений в частных производных для определения распределения скорости частицы.
Рассматривается задача о распространении в ионосфере радиоимпульса, спектр которого начинается с УКВ-диапазона или имеет более высокую нижнюю границу. На основе метода параболического уравнения разработан метод оценки поля радиоимпульса в параксиальной области дальней зоны с учетом дифракции, дисперсии и поглощения. С помощью метода функции Грина получено аналитическое выражение для поля сверхширокополосного радиоимпульса на оси круглой параболической антенны. Показано, что в отличие от известного решения одномерной задачи, где зависимость поля от времени определяется начальной временной формой импульса, на оси параболической антенны зависимость поля от времени определяется производной начальной временной формы импульса.
Издательство
- Издательство
- АО "НПО "ОРИОН"
- Регион
- Россия, Москва
- Почтовый адрес
- 111538, г Москва, р-н Вешняки, ул Косинская, д 9
- Юр. адрес
- 111538, г Москва, р-н Вешняки, ул Косинская, д 9
- ФИО
- Старцев Вадим Валерьевич (ГЕНЕРАЛЬНЫЙ ДИРЕКТОР)
- E-mail адрес
- orion@orion-ir.ru
- Контактный телефон
- +7 (499) 3749400