СО лазерная система

СО лазерная система «задающий генератор - лазерный усилитель», генерирующая наносекундные импульсы.

Заселение лазерных уровней молекулы CO происходит в результате сравнительно медленного обмена колебательной энергией между молекулами, поэтому до недавнего времени считалось, что CO лазер, действующий на колебательно-вращательных переходах в режиме синхронизации мод, мало эффективен. Но мощные наносекундные импульсы излучения на длинах волн вблизи 5 мкм потребовались для решения сложной научно-технической задачи – стохастического охлаждения релятивистских ионов в коллайдерах. Нами было продемонстрировано, что при активной синхронизации мод криогенная ЭИ CO лазерная установка может генерировать цуг импульсов излучения с длительностью от ~5 до 15 нс при частоте их следования 10 МГц, равной частоте следования ионных сгустков в коллайдере RHIC Брукхейвенской национальной лаборатории (США). При этом пиковая мощность излучения достигала 120 кВт при генерации многочастотного излучения (~20 спектральных линий) и 70 кВт в частотно-селективном режиме при генерации излучения на одной линии, соответствующей колебательно-вращательному переходу 9->8 P(11). Для повышения пиковой мощности CO лазерного излучения была разработана система «задающий генератор – лазерный усилитель», на выходе из которой пиковая мощность возросла до 380 кВт в многочастотном режиме и до 130 кВт в частотно-селективном режиме. Исследование усиления коротких импульсов излучения показало, что из-за высокой скорости вращательной релаксации интенсивность насыщения усиления излучения на одной спектральной линии в CO лазерном усилителе составляла ~14 кВт см^‑2 и более чем на порядок превышала интенсивность насыщения усиления непрерывного многочастотного CO лазерного излучения. Благодаря разработке такой лазерной системы была увеличена эффективность преобразования частоты излучения CO-лазера в нелинейных кристаллах, в частности, внутренняя эффективность генерации второй гармоники излучения CO-лазера достигла рекордного значения 25%.

• A.A. Ionin, Y.M. Klimachev, A.A. Kotkov, A.Yu. Kozlov, L.V. Seleznev, D.V. Sinitsyn, Carbon monoxide laser emitting nanosecond pulses with 10 MHz repetition rate// Optics Communications, 282, p.294 (2009). – http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0030401808009814
• A.A. Ionin, J. Guo, L.-M. Zhang, J.-J. Xie, Yu.M. Andreev, I.O. Kinyaevsky, Yu.M. Klimachev, A.Yu. Kozlov, A.A. Kotkov, G.V. Lanskii, A.N. Morozov, V.V. Zuev, A.Yu. Gerasimov, and S.M. Grigoryants, Mode-locked CO laser frequency doubling in ZnGeP₂ with 25% efficiency // Laser Physics Letters, 8 (10), p. 723 (2011).
• A.A. Ionin, I.O. Kinyaevskiy, Yu.M. Klimachev, A.A. Kotkov, A.Yu. Kozlov, Master Oscillator-Power Amplifier carbon monoxide laser system emitting nanosecond pulses // Optics Communications, 285, p. 2707 (2012).
• Е.А. Антонюк, А.Ю. Герасимов, А.А. Ионин, И.О. Киняевский, Ю.М. Климачёв, А.Ю. Козлов, А.А. Котков, Усиление цуга наносекундны химпульсов в активной среде CO-лазера // Ядерная физика и инжиниринг, 3 (6), с.354-359, (2012).