Оптический параметрический генератор с перестройкой в

УДК 535.14(06)+621.373.826(06) Лазерная физика
А.К. ДОН1, К.В. МИТИН1, М.А. СЕВАЛЬНЕВ,
Н.И. ЩЕБЕТОВА1
Московский инженерно-физический институт (государственный университет),
1ГУП «НПО Астрофизика»
ОПТИЧЕСКИЙ ПАРАМЕТРИЧЕСКИЙ ГЕНЕРАТОР
С ПЕРЕСТРОЙКОЙ В СРЕДНЕМ ИК-ДИАПАЗОНЕ
НА КРИСТАЛЛЕ ТИАГАЛЛАТА РТУТИ
На основе кристалла тиагаллата ртути разработан оптический параметрический генератор среднего ИК диапазона с накачкой импульсно-периодическим
Nd:YAG лазером. Диапазон перестройки составил 2мкм (3,7÷ 5,7мкм) при средней
мощности 67 мВт и частоте следования импульсов 20Гц.
В настоящее время часто требуются перестраиваемые источники лазерного излучения, работающие в среднем ИК диапазоне. Одним из способов решения данной задачи является использование принципов нелинейной оптики, в частности оптических параметрических генераторов
(ОПГ) [1].
Сейчас известно большое количество нелинейно-оптических кристаллов, позволяющих осуществить параметрическую генерацию в среднем
ИК диапазоне [2]. Особое место среди них занимают кристаллы Ag 3AsS3,
HgGa2S4, GaSe, AgGaS2, Hg1-xCdxGa2S4 [3]: для них в качестве источника
накачки может использоваться серийный Nd:YAG лазер. Среди приведённых нелинейных материалов наилучшими параметрами по ряду параметров обладает тиогаллат ртути (HgGa2S4) [4].
Кристалл для экспериментов был предоставлен Бадиковым В.В. из Лаборатории Новейших Технологий Кубанского Государственного Университета. Образец имел размеры 10,113,813,3мм и был вырезан под углом
 = 52,7. На рабочие поверхности кристалла было нанесено покрытие с
R < 0.5 % в диапазоне 1.2–1.4 мкм и R < 2 % для  = 1.064 мкм. В качестве
источника накачки использовался Nd:YAG лазер Brio [5] французской
компании Quantel (длина волны 1.06мкм).
В результате работы была получена параметрическая генерация. Диапазон непрерывной перестройки составил 2 мкм (3.7÷5.7 мкм). Полученная перестроечная характеристика показана на рис. 1. Пороговое значение
энергии накачки составляло  10 мДж. Диапазон перестройки ограничен
геометрией ОПГ, коэффициентом отражения зеркал и условиями фазового синхронизма кристалла.
18
ISBN 5-7262-0710-6. НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ-2007. Том 4
УДК 535.14(06)+621.373.826(06) Лазерная физика
Рис. 1. Зависимость длины холостой волны от внешнего угла поворота кристалла
Далее была снята зависимость выходной энергии ОПГ от длины волны
генерации при частоте следования импульсов 20 Гц. Полученные результаты представлены на рис. 2.
Рис. 2. Зависимость средней за серию выходной энергии ОПГ
на частоте холостой волны от длины холостой волны
Разработанный оптический параметрический генератор дает новые
возможности для исследования в молекулярной спектроскопии, мониторинга атмосферы и сверхчувствительного детектирования [6].
Список литературы
1. Шен И.Р. Принципы нелинейной оптики, 1989.
2. Р.Фишер, Л.А. Кулевский Оптические параметрические генераторы света, Квантовая
электроника, Т.4. №2. С. 245. 1977.
3. K.L. Vodopyanov Laser Focus World Vol.37, #5, p.225-232. 2001.
4. Бадиков В.В., Матвеев И.Н., Панютин В.Л., Пшеничников С.М., Репяхова Т.М., Рычик. О,В., Розенсон А.Э., Троценко Н.К., Устинов Н.Д. Выращивание и оптические свойства
тиогаллата ртути, Квантовая электроника, Т.21, № 8. С. 1807. 1979.
5. http://www.eurolase.ru/brio.html; http://www.quantel.fr/media/produit/fichier/2_ briodatasheet.pdf.
6. Андреев Ю.М., Гейко П.П., Грибенюков А.И., Зуев В.В., Романовский О.А. ИК параметрические преобразователи частоты в задачах лазерной спектроскопии атмосферы. Оптика атмосферы. Т.1. №3. 1988.
ISBN 5-7262-0710-6. НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ-2007. Том 4
19
УДК 535.14(06)+621.373.826(06) Лазерная физика
20
ISBN 5-7262-0710-6. НАУЧНАЯ СЕССИЯ МИФИ-2007. Том 4