|
ИСТИНА |
Войти в систему Регистрация |
ИСТИНА ЦЭМИ РАН |
||
Генерация мощного фемтосекундного излучения ближнего и среднего ИК диапазона при параметрическом усилении в кристалле BBO и его применение для генерации ТГц излучения в органических кристаллахдипломная работа (Магистр)
- Научный руководитель: Потёмкин Ф.В.
- Автор: Сулейманова Д.З.
- Тип: Магистр
- Организация, в которой проходила защита: МГУ имени М.В. Ломоносова
- Год защиты: 2022
- Аннотация: В работе рассмотрены методы генерации фемтосекундного излучения в ближнем и среднем ИК диапазоне (1,1 – 2,6 мкм): схемы прямого параметрического усиления и схемы параметрического усиления с чирпированными сигнальной волной и накачкой. На основе численного моделирования было определено, что при реализации схемы прямого параметрического усиления генерируемые сигнальный (1,3 мкм) и холостой (2 мкм) импульсы ближнего и среднего ИК диапазона могут быть получены с длительностью импульсов порядка 34 и 36 фс, соответственно, что составляет менее 5 оптических циклов поля, с суммарной эффективностью преобразования порядка 40%. В случае реализации схемы параметрического усилителя с двойным чирпированием суммарная эффективность преобразования по энергии увеличивается до 60%, но наблюдается уменьшении спектральной ширины генерируемых импульсов. Увеличение спектральной ширины импульсов ИК диапазона достигается только с уменьшением эффективности преобразования. Таким образом, при использовании излучения накачки тераваттного титан-сапфирового лазера с длительностью импульса ~ 50 фс применение схемы прямого усиления оказывается предпочтительным из-за ее большей эффективности и возможности генерации коротких импульсов. В результате двухкаскадного параметрического усиления в кристаллах BBO II типа синхронизма длиной 2 мм получена генерация фемтосекундного излучения, перестраиваемого от ближнего до среднего инфракрасного диапазона длин волн 1,1 – 1,6 мкм (сигнальная волна) и 1,6 – 2,6 мкм (холостая волна) с выходной энергией генерируемых ИК импульсов порядка 840 мкДж и 280 мкДж на длинах волн 1,3 мкм и 2 мкм, соответственно (суммарная эффективность преобразования по энергии ~ 16%) с длительностью импульсов ~ 50 фс. Также была продемонстрирована возможность последующей генерации ТГц излучения в органическом кристалле DAST толщиной 500 мкм на основе процесса оптического выпрямления при накачке сгенерированным излучением ближнего и среднего ИК диапазона с эффективностью оптико-терагерцевого преобразования до 0,04%. Установлено, что при использовании длинноволновой накачки (~ 2 мкм) процесс насыщения генерации ТГц излучения начинается при бóльших плотностях энергии накачки, чем в случае использования накачки ближнего ИК диапазона (1,2 мкм), что позволяет использовать большие значения энергии накачки для генерации ТГц излучения. Более того, параметрический ИК усилитель позволяет перестраивать генерируемое излучение в диапазоне длин волн 1,1 – 2,6 мкм, что позволит в дальнейшем исследовать возможности увеличения эффективности оптико-терагерцевого преобразования и расширения спектра, генерируемого ТГц излучения в органических кристаллах при накачке перестраиваемым излучением ближнего и среднего ИК диапазона.
- Добавил в систему: Потёмкин Фёдор Викторович