Cектор оптических релаксационных процессов

Сектор лазерных материалов оптического ИК диапазона

Сектор рамановские лазеры

Сектор нелинейной оптики твердого тела

Сектор лазерных материалов ИК-диапазона

Заведующий сектором – к.ф.-м.н. М.Е. Дорошенко

Тематика исследований

• Экспериментальные и теоретические исследования материалов, перспективных для лазерной генерации в области 1–5 мкм, а именно: новых лазерных кристаллов и керамик, активированных РЗ ионами и ионами переходных металлов.
• Использование высших порядков ВКР-преобразования лазерного излучения ближнего ИК-диапазона для продвижения в сторону 3–5 мкм длин волн.
• Генерация излучения среднего ИК-диапазона молекулярными газами с оптической накачкой, создание источников оптической накачки газов с помощью перестраиваемых лазеров на центрах окраски с предельно узкой спектральной шириной генерации (до 0.01 см^-1).

Основные достижения

• Впервые экспериментально обнаружен процесс кооперативного тушения с размножением возбуждений в кристаллах твердых растворов La_1-xCe_xF₃ с примесью ионов Nd³⁺, Tb³⁺, Ho³⁺, Er³⁺, Tm³.
• Разработан уникальный комплекс на основе лазера на кристалле LiF с F₂^– -центрами окраски с плавной перестройкой длины волны излучения (1.08 – 1.28 мкм) с предельно узкой шириной линии генерации (менее одного пикометра) и энергией наносекундного импульса генерации до 30 мДж. Он был использован для накачки и получения каскадной генерация HCl молекулярного газа с длинами волн λ₁= 3.881±0.004 мкм и λ₂= 3.696±0.004 мкм.
  
  
• Получена генерация ВКР-лазера на основе кристалла вольфрамата бария в среднем ИК-диапазоне с длинами волн 1.53, 1.78 и 2.13 мкм и эффективностью 13.5, 13.5 и 5% соответственно. При возбуждении импульсами лазера с длиной волны генерации 1.5 мкм были получены стоксовы компоненты ВКР вплоть до четвертого порядка с длинами волн 1.82, 2.2, 2.75 и 3.7 мкм.
  
  
• Для новых кристаллов молибдата стронция и свинца с неодимом при накачке диодным лазером получена генерация с высоким дифференциальным КПД, 47 и 53% соответственно. При пассивной модуляции добротности резонатора было получено ВКР-самопреобразование с существенным укорочением длительности импульса генерации (менее одной наносекунды) и увеличением пиковой мощности в несколько раз.
  
  
• При диодной лазерной накачке получена лазерная генерация ионов иттербия в кристаллах CaF₂:Yb³⁺, SrF₂:Yb³⁺ и твердом растворе CaF₂– SrF₂:Yb³⁺ с высокой эффективностью (диф. КПД до 85%) и возможностью перестройки длины волны выходного излучения от 1.013 до 1.043 мкм.
• Впервые получена генерация на кристаллах LiF с F₂^– -центрами окраски с накачкой диодным лазером при различных режимах работы от импульсного до непрерывного. Эффективность генерации в квазинепрерывном режиме составила около 10%. Измерены спектры и динамика генерации лазера в зависимости от длительности импульса накачки и температуры кристалла LiF: F₂^–.
  
  
• При лазерной накачке с длиной волны 1.66 мкм получена генерация ZnSe:Cr²⁺ лазера с дифференциальным КПД до 70%. При накачке YAP:Tm лазером с диодной накачкой (λ = 1.97 мкм) дифференциальный КПД в импульсном режиме генерации составил 75%, а в непрерывном режиме 66% при выходной мощности до 200 мВт. Получена перестраиваемая генерация в широком диапазоне длин волн 2100-2750 нм.
  
  
• Предложен и исследован новый лазерный кристалл тиогаллата свинца (PbGa₂S₄) с диспрозием. Впервые при накачке 1.318 мкм Nd³⁺:YAG лазером получена генерация в на длине волны 4.33 мкм с эффективностью до 4%.
• Впервые получена квазинепрерывная генерация на новых керамических лазерных элементах LiF: F₂^–  с кпд и порогом генерации, близкими к кристаллическим элементам.