name: Подавление тепловых эффектов в иттербиевых дисковых лазерах киловаттного уровня средней мощности
keyword_list: дисковый лазер, иттербиевый лазер, тепловые эффекты в лазере, высокая средняя мощность, диагностика оптических сред
abstract: Предложен новый метод диагностики лазерных сред с иттербием на наличие источников тепла, связанных с безызлучательным распадом возбуждённого состояния иона Yb³⁺. Данный метод основан на хорошо известном калориметрическом подходе измерения, где воздействие резонансным излучением на исследуемый образец приводит к изменению его температуры за счёт поглощения, а по изменению температуры нетрудно вычислить линейное поглощение в среде. Обнаруженное таким образом наличие сильного эффекта нелинейного тепловыделения в некоторых образцах полностью подтверждается значительным ростом температуры и падением эффективности при генерации в дисковых активных элементах. Было обнаружено, что в кристаллах, выращенных методом горизонтально направленной кристаллизации (метод Багдасарова) в молибденовых тиглях, КПД лазерной генерации ниже, а поглощение на 1030 нм - выше, чем в кристаллах, выращенных методом Чохральского в тиглях из платины и иридия. Для улучшения метода Багдасарова для роста кристаллов Yb:YAG предложено использовать тигли с вольфрамовым покрытием. В кристаллах из тиглей с покрытием дифференциальный КПД вырос до 55%, по сравнению с 43% в кристаллах из молибденового тигля без покрытия. Рассмотрена проблема измерения спектральных характеристик иттербиевых сред, связанная с захватом излучения и искажением истинных времени жизни и спектра люминесценции. Существуют методы, позволяющие учесть ошибку, связанную с захватом излучения. Предложены модификации данных методов, позволяющие упростить процедуру измерения, а также способ монтажа дискового активного элемента на радиатор с низким тепловым сопротивлением, позволяющий осуществлять теплосъём до 500 Вт/см² и контролировать деформации активного элемента. Разработан новый тип композитных активных элементов из Yb:YAG и сапфира с меньшей величиной фазовых искажений, чем в аналогичных элементах из Yb:YAG/YAG. Продемонстрировано снижение фазовых искажений в композитных активных элементах путём подавления поперечных температурных градиентов. Проведено численное моделирование дискового активного элемента для выбора его оптимальных параметров (толщина, легирование). Был собран дисковый лазер, включающий два активных элемента с полученными параметрами. Такой лазер продемонстрировал непрерывную лазерную генерацию мощностью 1 кВт. Для масштабирования мощности путём увеличения апертуры была разработана оригинальная схема кольцевого неустойчивого резонатора, которая продемонстрировала лазерную генерацию с высоким качеством выходного излучения.
chairman_dissertation_council.surname: Литвак А.Г.
chairman_dissertation_council.position: научный руководитель
chairman_dissertation_council.degree: Доктор физико-математических наук
organization_supervisor.surname: Денисов Г. Г.
organization_supervisor.position: Директор
organization_supervisor.degree: Доктор физико-математических наук
rubrics.code: 29.33.49
rubrics.name: Лазерная спектроскопия
rubrics.code: 29.33.43
rubrics.name: Распространение лазерного излучения
rubrics.code: 29.33.15
rubrics.name: Оптические квантовые генераторы и усилители (лазеры)
oecds.code: 01.01.UR
oecds.name: PHYSICS, MATHEMATICAL
speciality_codes.name: Лазерная физика
speciality_codes.code: 01.04.21
supervisors.fio: Мухин И. Б.
supervisors.scientific_degree: Кандидат физико-математических наук
supervisors.speciality_code: Лазерная физика
supervisors.responsible_type: Научный руководитель
opponents.fio: Яшин В. Е.
opponents.scientific_degree: Доктор физико-математических наук
opponents.speciality_code: Лазерная физика
opponents.responsible_type: Оппонент
opponents.fio: Савикин А.П.
opponents.scientific_degree: Кандидат физико-математических наук
opponents.speciality_code: Лазерная физика
opponents.responsible_type: Оппонент
protection_organization.short_name: ИПФ РАН
protection_organization.name: Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр Институт прикладной физики Российской академии наук"
protection_organization.ogrn: 1025203020193
protection_organization.organization_type: Организация
protection_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
protection_organization.okopf: Федеральные государственные бюджетные учреждения
author_organization.short_name: ИПФ РАН
author_organization.name: Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр Институт прикладной физики Российской академии наук"
author_organization.ogrn: 1025203020193
author_organization.organization_type: Организация
author_organization.okogu: Министерство науки и высшего образования Российской Федерации
author_organization.okopf: Федеральные государственные бюджетные учреждения