Пассивный затвор на основе PbS

Пассивный затвор изготавливался из фосфатного стекла состава P2O5-Na2O-ZnOAlF3-Ga2O3 с добавками PbO и S. Условия вторичной термической обработки стекла были выбраны таким образом, чтобы сформировать наночастицы PbS радиусом ≈5 нм, максимум основной полосы поглощения которых находится в спектральной области ~2 мкм.

Рисунок 5 – Спектр поглощения стекла с наночастицами PbS среднего радиуса 5 нм

Исследование зависимости пропускания пассивного затвора от интенсивности падающего излучения проводилось при использовании Ho:YSAG лазера, работающего в режиме пассивной модуляции добротности. Лазер излучал импульсы света длительностью 55 нс и энергий 3 мДж на длине волны 2.1 мкм. Изменение плотности мощности на образце производилось с помощью набора нейтральных светофильтров.

Новый просветляющийся затвор на основе стекла с наночастицами PbS радиусом 5 нм, позволяющий обеспечить пассивную синхронизацию мод лазеров излучающих в области длин волн 2 мкм. Данный материал характеризуется эффективным просветлением в указанном спектральном диапазоне со значением интенсивности насыщения поглощения 2 МВт/см2 и отношением сечений поглощения из основного и возбужденного состояний более 10. При использовании стекла с наночастицами PbS нами впервые реализован режим пассивной синхронизации мод Ho:YSAG лазера с ламповой накачкой, излучающего на длине волны 2.1 мкм. Получены импульсы длительностью 290 пс и энергией 0.5 мДж.[7]

Новый класс насыщающихся поглотителей для пассивной модуляции добротности ИК-лазеров, в том числе с безопасным для глаз излучением на длине волны 1.54 мкм, на основе наноразмерных кристаллов в стеклянной матрице

Назначение и область применения

Предлагаемые насыщающиеся поглотители реализованы на базе материалов, представляющих собой наноразмерные кристаллы в стеклянной матрице. Это позволяет выгодно сочетать полезные свойства кристаллов и удобство технологии стеклообразных материалов. В настоящее время на рынке пассивных затворов для ИК лазеров с рабочей длиной волны 1,54 мкм предлагаются монокристаллы шпинелей с двухвалентным кобальтом. Предлагаемые материалы, содержащие нанокристаллы разнообразных шпинелей с Со2+, не уступая им по спектрально-люминесцентным и нелинейно-оптическим характеристикам, гораздо дешевле.

Преимущества

Технология производства предлагаемых кристаллов имеет ряд преимуществ по сравнению с технологией производства монокристаллов и нанокерамики:

гибкость процесса изготовления,

однородность микроструктуры,

воспроизводимость свойств и возможность получения больших размеров изделия.

Описание

Высокооднородный оптический материал с низким уровнем рассеяния, содержащий равномерно распределенную в стеклянной матрице наноструктурированную кристаллическую фазу различных шпинелей с двухвалентными тетраэдрически координированными ионами кобальта. Тетраэдрически координированный Со2+ с полосой поглощения 1,2 -1,6 мкм обеспечивает высокую эффективность просветления под действием лазерного излучения, необходимую для пассивной модуляции добротности, в частности, для Yb-Er лазеров на основе стекла (l=1.54 mm). Поскольку сечение поглощения Со2+ для длины волны 1,54 мкм существенно больше, чем сечение испускания Er-стекла, возможно использовать пассивный затвор без фокусировки излучения. В зависимости от требований заказчика изделия могут выпускаться размером от 4 до 400 мм.

Список литературы:

1. Справочник по лазерам, пер. с англ., под ред. А. М. Прохорова, т. 1, М., 1978, гл. 11 - 15;

2. Карлов Н. В., Лекции по квантовой электронике, 2 изд., М., 1988;

3. Пихтин., Физические основы квантовой электроники и оптоэлектроники. – Москва: Высшая школа, 1981

4. Б.Г. Зималин, Н.Н.Рукавишников, Неодимовые лазеры, Физико-технический университет 2010

5. Ясинский В.Б Хроника одного расследования 2.10.2001

6. К.В. Юмашев, Пассивные лазерные затворы на основе стёкол, легированных оксидированными наночастицами селенида меди. «Квантовая электроника» 2010 37-39 стр.

7. A.M. Malyarevich, M.S. Gaponenko, K.V. Yumashev, A.A. Lagatsky, W. Sibbett, A.A. Zhilin, A.A. Lipovskii. J. Applied Physics 100, 023108 (2006)

Поиск по сайту: