RSS-ленты
РусскийEnglish
Выпуск 10, 2024
Том год страница
Выпуски Авторы PACS Подписчикам Для авторов

Выпуски

 / 

2016

 / 

Сентябрь

←  →

Конференции и симпозиумы


Термооптика магнитоактивной среды: изоляторы Фарадея для лазеров с высокой средней мощностью


Федеральный исследовательский центр Институт прикладной физики им. А.В. Гапонова-Грехова Российской академии наук, ул. Ульянова 46, Нижний Новгород, 603000, Российская Федерация

Изолятор Фарадея является одним из ключевых элементов мощных лазеров, обеспечивая оптическую развязку между задающим генератором и силовым усилителем или между лазером и объектом, на который направляется лазерное излучение, например, интерферометром для детектирования гравитационных волн. Однако поглощение излучения в магнитоактивной среде неизбежно приводит к её нагреву и термонаведённым поляризационным и фазовым искажениям лазерного пучка. Такое самовоздействие ограничивает использование изоляторов Фарадея в лазерах с высокой средней мощностью. Специфика термооптики магнитоактивной среды заключается в том, что паразитные тепловые эффекты появляются не в изотропной среде, а на фоне циркулярного двулучепреломления. Кроме того, даже незначительные искажения поляризации излучения приводят к ухудшению основной характеристики изолятора Фарадея — степени изоляции. Проведён анализ всех искажений лазерного пучка с точки зрения ухудшения параметров изолятора. Определены механизмы и ключевые физические величины, отвечающие за различные виды искажений. Подробно описаны методы компенсации и подавления паразитных тепловых эффектов, систематизированы опубликованные экспериментальные данные. На основе имеющихся достижений обсуждаются направления дальнейших исследований в области термооптики магнитоактивной среды.

Текст pdf (3,3 Мб)
English fulltext is available at DOI: 10.3367/UFNe.2016.03.037829
Ключевые слова: тепловые эффекты в лазерах, твердотельные лазеры с большой средней мощностью, оптическая развязка, изоляторы Фарадея
PACS: 42.60.−v, 42.79.−e, 85.70.Sq (все)
DOI: 10.3367/UFNr.2016.03.037829
URL: https://ufn.ru/ru/articles/2016/9/h/
000391228000007
2-s2.0-85006158746
2016PhyU...59..886K
Цитата: Хазанов Е А "Термооптика магнитоактивной среды: изоляторы Фарадея для лазеров с высокой средней мощностью" УФН 186 975–1000 (2016)
BibTexBibNote ® (generic)BibNote ® (RIS)MedlineRefWorks

Поступила: 2 марта 2016, 2 марта 2016

English citation: Khazanov E A “Thermooptics of magnetoactive medium: Faraday isolators for high average power lasers” Phys. Usp. 59 886–909 (2016); DOI: 10.3367/UFNe.2016.03.037829

Список литературы (208) ↓ Статьи, ссылающиеся на эту (48) Похожие статьи (20)

  1. Maiman T H Nature 187 493 (1960)
  2. Басов Н Г, Крохин О Н ЖЭТФ 46 171 (1964); Basov N G, Krokhin O N Sov. Phys. JETP 19 123 (1964)
  3. Герценштейн М Е, Пустовойт В И ЖЭТФ 43 605 (1962); Gertsenshtein M E, Pustovoit V I Sov. Phys. JETP 16 433 (1963)
  4. Abbott B P et al. (LIGO Scientific Collab., Virgo Collab.) Phys. Rev. Lett. 116 061102 (2016)
  5. Quelle F W (Jr.) Appl. Opt. 5 633 (1966)
  6. Sims S D, Stein A, Roth C Appl. Opt. 6 579 (1967)
  7. Ананьев Ю А и др. Журн. прикладной спектроскопии 5 51 (1966); Anan'ev Yu A et al. J. Appl. Spectrosc. 5 36 (1966)
  8. Мезенов А В, Сомс Л Н, Степанов А И Термооптика твердотельных лазеров (Л.: Машиностроение, 1986)
  9. Ананьев Ю А, Гришманова Н И Журн. прикладной спектроскопии 12 668 (1970); Anan'ev Yu A, Grishmanova N I J.Appl. Spectrosc. 12 503 (1970)
  10. Мак А А, Митькин В М, Сомс Л Н Оптико-механическая промышленность 9 65 (1971)
  11. Витрищак И Б, Сомс Л Н, Тарасов А А ЖТФ 44 1055 (1974); Vitrishchak I B, Soms L N, Tarasov A A Sov. Phys. Tech. Phys. 19 664 (1974)
  12. Кертес И и др. ЖЭТФ 59 1115 (1970); Kertes I et al. Sov. Phys. JETP 32 606 (1971)
  13. Foster J D, Osterink L M J. Appl. Phys. 41 3656 (1970)
  14. Massey G A Appl. Phys. Lett. 17 213 (1970)
  15. Koechner W Appl. Opt. 9 1429 (1970)
  16. Koechner W, Rice D K IEEE J. Quantum Electron. 6 557 (1970)
  17. Karr M A Appl. Opt. 10 893 (1971)
  18. Koechner W, Rice D K J. Opt. Soc. Am. 61 758 (1971)
  19. Сомс Л Н, Тарасов А А, Шашкин В В Квантовая электроника 7 619 (1980); Soms L N, Tarasov A A, Shashkin V V Sov. J. Quantum Electron. 10 350 (1980)
  20. Сомс Л Н, Тарасов А А Квантовая электроника 6 2546 (1979); Soms L N, Tarasov A A Sov. J. Quantum Electron. 9 1506 (1979)
  21. Scott W C, de Wit M Appl. Phys. Lett. 18 3 (1971)
  22. Giuliani G, Ristori P Opt. Commun. 35 109 (1980)
  23. Chen X, Gonzalez S Appl. Phys. B 67 611 (1998)
  24. Chen X, Chaux R Opt. Commun. 171 119 (1999)
  25. Dabby F W et al. Appl. Phys. Lett. 16 362 (1970)
  26. Chen X et al. Opt. Commun. 153 301 (1998)
  27. Klein C A Opt. Eng. 29 343 (1990)
  28. Klein C A Opt. Eng. 36 1586 (1997)
  29. Peng Y et al. Appl. Opt. 43 6465 (2004)
  30. Loze M K, Wright C D Appl. Opt. 37 6822 (1998)
  31. Shih O W J. Appl. Phys. 75 4382 (1994)
  32. Strain K A et al. Phys. Lett. A 194 124 (1994)
  33. Uehara N et al. Proc. SPIE 2989 57 (1997)
  34. Winkler W et al. Opt. Commun. 112 245 (1994)
  35. Khristov I P, Tomov I V, Saltiel S M Opt. Quantum Electron. 15 289 (1983)
  36. Eimerl D IEEE J. Quantum Electron. 23 2238 (1987)
  37. Hon D IEEE J. Quantum Electron. 12 148 (1976)
  38. Eimerl D IEEE J. Quantum Electron. 23 575 (1987)
  39. Horowitz M et al. Opt. Lett. 17 475 (1992)
  40. Andreev N, Khazanov E, Pasmanik G IEEE J. Quantum Electron. 28 330 (1992)
  41. Бузялис Р Р, Дементьев А С, Косенко Е К Оптика и спектроскопия 56 749 (1984); Buzyalis R R, Dementev A S, Kosenko E K Opt. Spectrosc. 56 458 (1984)
  42. Rayleigh Lord Philos. Trans. R. Soc. Lond. 176 343 (1885)
  43. Faraday M Philos. Trans. R. Soc. Lond. 136 1 (1846)
  44. Андреев Н Ф, Палашов О В, Пасманик Г А, Хазанов Е А Квантовая электроника 24 581 (1997); Andreev N F, Palashov O V, Pasmanik G A, Khazanov E A Quantum Electron. 27 565 (1997)
  45. Andreev N et al. IEEE J. Quantum Electron. 35 110 (1999)
  46. Khazanov E A et al. Proc. Conf. on Lasers and Electro-Optics (San Francisco, CA, 1998) p. 250
  47. Хазанов Е А Квантовая электроника 26 59 (1999); Khazanov E A Quantum Electron. 29 59 (1999)
  48. Khazanov E A et al. IEEE J. Quantum Electron. 35 1116 (1999)
  49. Khazanov E et al. J. Opt. Soc. Am. B 17 99 (2000)
  50. Андреев Н Ф и др. Оптический журн. 67 (6) 66 (2000); Andreev N F et al. J. Opt. Technol. 67 556 (2000)
  51. Хазанов Е А Квантовая электроника 30 147 (2000); Khazanov E A Quantum Electron. 30 147 (2000)
  52. Андреев Н Ф и др. Квантовая электроника 30 1107 (2000); Andreev N F et al. Quantum Electron. 30 1107 (2000)
  53. Хазанов Е А Квантовая электроника 31 351 (2001); Khazanov E A Quantum Electron. 31 351 (2001)
  54. Khazanov E et al. Appl. Opt. 41 483 (2002)
  55. Mueller G et al. Class. Quantum Grav. 19 1793 (2002)
  56. Khazanov E A et al. Appl. Opt. 41 2947 (2002)
  57. Андреев Н Ф и др. Квантовая электроника 32 91 (2002); Andreev N F et al. Quantum Electron. 32 91 (2002)
  58. Jones R C J. Opt. Soc. Am. 31 488 (1941)
  59. Tabor W J, Chen F S J. Appl. Phys. 40 2760 (1969)
  60. Vyatkin A G, Snetkov I L, Palashov O V, Khazanov E A Proc. CLEO/QELS 2013, San Jose, CA (2013), paper CTu1O.5
  61. Starobor A, Palashov O Opt. Commun. 354 103 (2015)
  62. Nicklaus K et al. Adv. Solid-State Photon. MB7 (2006)
  63. Войтович А В и др. Квантовая электроника 37 471 (2007); Voitovich A V et al. Quantum Electron. 37 471 (2007)
  64. Mukhin I B, Voitovich A V, Palashov O V, Khazanov E A Opt. Commun. 282 1969 (2009)
  65. Snetkov I L, Mukhin I B, Palashov O V, Khazanov E A Opt. Express 19 6366 (2011)
  66. Snetkov I L, Palashov O V Appl. Phys. B 109 239 (2012)
  67. Миронов Е А и др. Квантовая электроника 43 740 (2013); Mironov E A et al. Quantum Electron. 43 740 (2013)
  68. Snetkov I L, Voitovich A V, Palashov O V, Khazanov E A IEEE J. Quantum Electron. 50 434 (2014)
  69. Yasuhara R et al. Opt. Lett. 39 1145 (2014)
  70. Zheleznov D et al. Opt. Express 22 2578 (2014)
  71. Zheleznov D et al. Opt. Lett. 39 2183 (2014)
  72. Mironov E A, Palashov O V Opt. Express 22 23226 (2014)
  73. Nicklaus K, Langer T Proc. of SPIE 7578 75781U (2010)
  74. Snetkov I L et al. Proc. CLEO/Europe-IQEC (2015)
  75. Martinelli M Opt. Commun. 72 341 (1989)
  76. Bhandari R Opt. Commun. 88 1 (1992)
  77. Геликонов В М и др. Письма в ЖТФ 13 775 (1987); Gelikonov V M et al. Sov. Tech. Phys. Lett. 13 322 (1987)
  78. Kawashima T et al. Proc. SPIE 3889 596 (2000)
  79. Nakai S et al. Proc. SPIE 4065 29 (2000)
  80. Carr I D, Hanna D C Appl. Phys. B 36 83 (1985)
  81. Sherman J Appl. Opt. 37 7789 (1998)
  82. Ostermeyer M R et al. Appl. Opt. 41 7573 (2002)
  83. Moshe I, Jackel S Appl. Opt. 39 4313 (2000)
  84. Jackel S M, Kaufman A Opt. Eng. 33 3008 (1994)
  85. Denman C A, Libby S I Adv. Solid State Lasers 26 608 (1999)
  86. Геликонов В М, Леонов В И, Новиков М А Квантовая электроника 16 1905 (1989); Gelikonov V M, Leonov V I, Novikov M A Quantum Electron. 19 1227 (1989)
  87. Yamashita S, Hotate K, Ito M J. Lightwave Technol. 14 385 (1996)
  88. Olsson N A Electron. Lett. 24 1075 (1988)
  89. Khazanov E Appl. Opt. 43 1907 (2004)
  90. Strehl K Z. Instrumentenkunde 22 213 (1902)
  91. Born M, Wolf E Principles of Optics (Cambridge: Cambridge Univ. Press, 1999)
  92. Siegman A E Proc. SPIE 1224 2 (1990)
  93. Perevezentsev E, Poteomkin A, Khazanov E A Appl. Opt. 46 774 (2007)
  94. Власов С Н, Петрищев В А, Таланов В И Изв. вузов. Радиофизика 14 1353 (1971); Vlasov S N, Petrishchev V A,Talanov V I Radiophys. Quantum Electron. 1062 (1971)
  95. Потемкин А К, Хазанов Е А Квантовая электроника 35 1042 (2005); Potemkin A K, Khazanov E A Quantum Electron. 35 1042 (2005)
  96. Железняков В В, Кочаровский В В, Кочаровский В В УФН 141 257 (1983); Zheleznyakov V V, Kocharovskii V V, Kocharovskii V V Sov. Phys. Usp. 26 877 (1983)
  97. Azzam R M A, Bashara N M Ellipsometry and Polarized Light (Amsterdam: North-Holland, 1977); Пер. на русск. яз., Аззам Р, Башара Н Эллипсометрия и поляризованный свет (М.: Мир, 1981)
  98. Khazanov E "Faraday isolators for high average power lasers" Advances in Solid State Lasers Development and Applications (Ed. M Grishin) (Rijeka: INTECH, 2010)
  99. Khazanov E A Opt. Lett. 27 716 (2002)
  100. Снетков И Л, Мухин И Б, Палашов О В, Хазанов Е А Квантовая электроника 37 633 (2007); Snetkov I L, Mukhin I B, Palashov O V, Khazanov E A Quantum Electron. 37 633 (2007)
  101. Каган М А, Хазанов Е А Квантовая электроника 33 876 (2003); Kagan M A, Khazanov E A Quantum Electron. 33 876 (2003)
  102. Kagan M A, Khazanov E A Appl. Opt. 43 6030 (2004)
  103. Vyatkin A G, Khazanov A E J. Opt. Soc. Am. B 29 10 (2012)
  104. Snetkov I L et al. Opt. Express 21 21254 (2013)
  105. Shiraishi K, Tajima F, Kawakami S Opt. Lett. 11 82 (1986)
  106. Mironov E A et al. Opt. Lett. 40 2794 (2015)
  107. Palashov O V et al. J. Opt. Soc. Am. B 29 1784 (2012)
  108. Yasuhara R et al. Appl. Phys. Lett. 105 241104 (2014)
  109. Snetkov I, Palashov O Opt. Mater. 42 293 (2015)
  110. Snetkov I L et al. Opt. Express 22 4144 (2014)
  111. Палашов О В и др. Квантовая электроника 41 858 (2011); Palashov O V et al. Quantum Electron. 41 858 (2011)
  112. Buhrer C F Opt. Lett. 14 1180 (1989)
  113. Mironov E A, Voitovich A V, Palashov O V Laser Phys. Lett. 13 035001 (2016)
  114. The VIRGO Collab. Appl. Opt. 47 5853 (2008)
  115. Katherin L D et al. Rev. Sci. Instrum. 83 033109 (2012)
  116. Mansell J D et al. App. Opt. 40 366 (2001)
  117. Khazanov E A et al. IEEE J. Quantum Electron. 40 1500 (2004)
  118. Zelenogorsky V, Palashov O, Khazanov E Opt. Commun. 278 8 (2007)
  119. Joiner R E, Marburger J, Steier W H Appl. Phys. Lett. 30 485 (1977)
  120. Snetkov I L, Vyatkin A G, Palashov O V, Khazanov E A Opt. Express 20 13357 (2012)
  121. Каримов Д Н и др. Кристаллография 59 788 (2014); Karimov D N et al. Crystallogr. Rep. 59 718 (2014)
  122. Zelmon D E et al. Appl. Opt. 55 834 (2016)
  123. Padula C F, Young C G IEEE J. Quantum Electron. 3 493 (1967)
  124. Железнов Д C и др. Квантовая электроника 36 383 (2006); Zheleznov D S et al. Quantum Electron. 36 383 (2006)
  125. Barnes N P, Petway L P J. Opt. Soc. Am. B 9 1912 (1992)
  126. Валиев У В и др. ФТТ 24 2818 (1982); Valiev U V et al. Sov. Phys. Solid State 24 1596 (1982)
  127. Yasuhara R et al. Opt. Express 15 11255 (2007)
  128. Zheleznov D S, Starobor A V, Palashov O V, Khazanov E A J. Opt. Soc. Am. B 29 786 (2012)
  129. Starobor A V, Zheleznov D S, Palashov O V, Khazanov E A J. Opt. Soc. Am. B 28 1409 (2011)
  130. Slack G A, Oliver D W Phys. Rev. B 4 592 (1971)
  131. Rothhardt C et al. Proc. SPIE 8601 86010T (2014)
  132. Mironov E A et al. Appl. Opt. 53 3486 (2014)
  133. Mironov E A et al. Appl. Opt. 51 5073 (2012)
  134. Mironov E A, Voitovich A V, Palashov O V Opt. Commun. 295 170 (2013)
  135. Железнов Д С и др. Квантовая электроника 40 276 (2010); Zheleznov D S et al. Quantum Electron. 40 276 (2010)
  136. Zheleznov D S et al. IEEE J. Quantum Electron. 43 451 (2007)
  137. Starobor A V, Zheleznov D S, Palashov O V IEEE J. Quantum Electron. 48 1120 (2012)
  138. Robinson C C Appl. Opt. 3 1163 (1964)
  139. Weber M J Proc. SPIE 681 75 (1986)
  140. Johnston T F, Proffitt W IEEE J. Quantum Electron. 16 483 (1980)
  141. Мухин И Б, Палашов О В, Хазанов Е А, Иванов И А Письма в ЖЭТФ 81 120 (2005); Mukhin I B, Palashov O V, Khazanov E A, Ivanov I A JETP Lett. 81 90 (2005)
  142. Vyatkin A G, Khazanov E A J. Opt. Soc. Am. B 28 6 (2011)
  143. Geho M, Sekijima T, Fujii T J. Cryst. Growth 267 188 (2004)
  144. Lin H, Zhou S, Teng H Opt. Mater. 33 1833 (2011)
  145. Ganschow et al. Proc. SPIE 3178 55 (1997)
  146. Valiev U V et al. J. Luminesc. 176 86 (2016)
  147. Pawlak D A et al. J. Cryst. Growth 226 341 (2001)
  148. Shimamura K, Villora E G Acta Phys. Polon. A 124 265 (2013)
  149. Villora E G et al. Appl. Phys. Lett. 99 011111 (2011)
  150. Shimamura K et al. Crystal Growth Design 10 3466 (2010)
  151. Furuse H et al. Opt. Mater. Express 6 191 (2015)
  152. Starobor A, Palashov O, Zhou S Opt. Lett. 41 1510 (2016)
  153. Chen Z et al. Mater. Lett. 145 171 (2015)
  154. Chen Z et al. Mater. Lett. 161 93 (2015)
  155. Wang X et al. J. Alloys Comp. 649 1085 (2015)
  156. Chen Z et al. Opt. Lett. 40 820 (2015)
  157. Guo F et al. Opt. Mater. 47 543 (2015)
  158. Guo F Y et al. J. Cryst. Growth 397 19 (2014)
  159. Kang J et al. Opt. Mater. 36 1266 (2014)
  160. Mei M et al. Adv. Mater. Res. 306-307 1722 (2011)
  161. Chen X et al. Opt. Mater. 37 188 (2014)
  162. Guo F et al. Opt. Mater. 35 227 (2012)
  163. Chen X et al. J. Cryst. Growth 421 8 (2015)
  164. Liu J et al. J. Cryst. Growth 310 2613 (2008)
  165. Veber P et al. CrystEngComm 17 492 (2015)
  166. Snetkov I L et al. Appl. Phys. Lett. 108 161905 (2016)
  167. Snetkov I L et al. IEEE J. Quantum Electron. 5 1 (2015)
  168. Mironov E A et al. Opt. Lett. 40 4919 (2015)
  169. Zheleznov D S, Starobor A V, Palashov O V Opt. Mater. 46 526 (2015)
  170. Kruk et al. Opt. Appl. 45 585 (2015)
  171. Vyatkin A G IEEE J. Quantum Electron. 50 1061 (2014)
  172. Vyatkin A G, Khazanov E A IEEE J. Quantum Electron. 51 1700108 (2015)
  173. Valiev U V et al. J. Appl. Phys. 104 073903 (2008)
  174. Зеленогорский В В, Хазанов Е А Квантовая электроника 40 40 (2010); Zelenogorskii V V, Khazanov E A Quantum Electron. 40 40 (2010)
  175. Авакянц Л И и др. Квантовая электроника 5 724 (1978); Avakyants L I et al. Quantum Electron. 8 423 (1978)
  176. Демская Э Л, Прохорова Т И Физика и химия стекла 9 554 (1983)
  177. Savinkov V I et al. J. Non-Cryst. Solids 356 1655 (2010)
  178. Starobor A V et al. Opt. Commun. 358 176 (2016)
  179. Jackson W B et al. Appl. Opt. 20 1333 (1981)
  180. Alexandrovski A et al. Proc. of SPIE 7193 71930D (2009)
  181. Kuznetsov I et al. Opt. Mater. Express 4 2204 (2014)
  182. Sato Y, Taira T Opt. Express 14 10528 (2006)
  183. Morikawa J, Hashimoto T Jpn. J. Appl. Phys. 37 L1484 (1998)
  184. Gauthier D J, Narum P, Boyd R W Opt. Lett. 11 623 (1986)
  185. Geho M et al. Jpn. J. Appl. Phys. 44 4967 (2005)
  186. Birch K P Opt. Commun. 43 79 (1982)
  187. Trénec G et al. Appl. Opt. 50 4788 (2011)
  188. Квантовая электроника 43 740 (2013); Mironov E A et al. Quantum Electron. 43 740 (2013)
  189. Миронов Е А, Войтович А В, Палашов О В Квантовая электроника 41 71 (2011); Mironov E A, Voitovich A V, Palashov O V Quantum Electron. 41 71 (2011)
  190. Nicklaus K, Seyffert G US Patent US20120194906 A1 (2009)
  191. Мухин И Б, Хазанов Е А Квантовая электроника 34 973 (2004); Mukhin I B, Khazanov E A Quantum Electron. 34 973 (2004)
  192. Zheleznov D S, Khazanov Е А, Mukhin I B, Palashov О V Proc. SPIE 6610 66100F (2007)
  193. Mironov E A et al. Opt. Commun. 338 565 (2015)
  194. Зарубина Т В, Петровский Г Т Оптический журн. 59 (11) 48 (1992); Zarubina T V, Petrovsky G T J. Opt. Technol. 59 700 (1992)
  195. Зарубина Т В и др. Оптический журн. 64 (11) 67 (1997); Zarubina T V et al. J. Opt. Technol. 64 1041 (1997)
  196. Chen X et al. Solid-State Electron. 42 1765 (1998)
  197. Jiang Y, Myers M J, Rhonenhouse D Proc. SPIE 1761 268 (1992)
  198. Kaminskii A A et al. Laser Phys. Lett. 2 489 (2005)
  199. Raja M Y A, Allen D, Sisk W Appl. Phys. Lett. 67 2123 (1995)
  200. Ivanov I et al. Proc. CLEO/EUROPE-EQEC 2009 (Munich, Germany, 2009), CE.P.12
  201. Chen X et al. Solid State Commun. 110 431 (1999)
  202. Yasuhara R, Furuse H Opt. Lett. 38 1751 (2013)
  203. Yasuhara R et al. Opt. Express 21 31443 (2013)
  204. Starobor A et al. Opt. Mater. 47 112 (2015)
  205. Starobor A V, Zheleznov D S, Palashov O V Laser Phys. 26 025801 (2016)
  206. Malshakov A N, Pasmanik G, Poteomkin A K Appl. Opt. 36 6403 (1997)
  207. Зарубина Т В частное сообщение (2000)
  208. Davis J A, Bunch R M Appl. Opt. 23 633 (1984)
© Успехи физических наук, 1918–2024
Электронная почта: ufn@ufn.ru Телефоны и адреса редакции О журнале Пользовательское соглашение