автореферат диссертации по электронике, 05.27.03, диссертация на тему:Формирование и наведение лазерных пучков с помощью внутрирезонаторных пространственно-временных модуляторов света

На правах рукописи УДК 621.373.826

АЛЕКСЕЕВ Владимир Николаевич

ФОРМИРОВАНИЕ И НАВЕДЕНИЕ ЛАЗЕРНЫХ ПУЧКОВ С ПОМОЩЬЮ ВНУТРИРЕЗОНАТОРНЫХ ПРОСТРАНСТВЕННО ВРЕМЕННЫХ МОДУЛЯТОРОВ СВЕТА

Специальность 05.27.03 - Квантовая электроника

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

Сосновый Бор 2009

3 0 /7 э

003468320

Работа выполнена в Научно-исследовательском институте комплексных испытаний оптико-электронных приборов и систем (НИИКИ ОЭП, г. Сосновый Бор,

Ленинградской обл.)

Официальные оппоненты: доктор физико-математических наук В.В. Данилов

Защита состоится «19» «мая» 2009 г. в 1530 на заседании диссертационного совета Д212.227.01 при Санкт-Петербургском государственном университете информационных технологий, механики и оптики (техническом университете) по адресу: 190031, г. Санкт-Петербург, пер. Гривцова, 14, ауд.314. С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института.

Автореферат разослан «18...»апреля 2009 г.

Ваши отзывы и замечания (в двух экземплярах) по автореферату просим высылать по адресу: 197101, Санкт-Петербург, Кронверкский пр., 49, секретарю диссертационного совета Д212.227.01. ^

доктор технических наук, профессор В.Ю. Храмов

доктор технических наук, профессор Г.Н. Мальцев

Ведущее предприятие:

ИЛФИ ВНИИЭФ, г. Саров

Ученый секретарь

диссертационного совета Д212.227.01

В.М. Красавцев

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы

Импульсные лазеры высокой мощности нашли многочисленные применения различных областях науки и техники. Одним из основных применений являет-я использование их для исследований в области взаимодействия излучения с еществом, в частности в области лазерного термоядерного синтеза (ЛТС) при пительностях импульса 0.1...310"9 с. Лазеры сочетают большую мощность изучения и его высокую направленность. Это позволяет при фокусировке лазер-ого излучения на мишень получать большие концентрации энергии и огромные корости тепловыделения в малых объемах вещества. На возможность получе-ия высокотемпературной плазмы при взаимодействии сфокусированного излу-ения с веществом впервые было указано Н.Г. Басовым и О.Н. Крохиным1. Раз-итие этой идеи в течение последующего времени стимулировали теоретические экспериментальные исследования в области создания мощных лазерных сис-ем вплоть до наших дней. При проведении исследований экспериментаторам фишлось столкнуться с линейными и нелинейными эффектами, которые огра-ичивают мощность лазерных систем, в первую очередь лазеров на неодимовом текле, характеристики которых наиболее полно отвечают всем требованиям, еобходимым для проведения работ по ЛТС. Это и разрушения покрытий опти-еских элементов в пиках интенсивности модуляций пучка, возникающие в ос-овном из-за дифракции излучения на входной диафрагме и других апертурах азера. Это и нелинейный эффект мелкомасштабной самофокусировки излуче-ия, приводящий к появлению ореола вокруг основного пучка, в который пере-ачивается большая доля энергия основного пучка, а внутри оптических элемен-ов лазера появляются нитевидные повреждения. На неустойчивость плоской лектромагнитной волны при распространении в нелинейной среде и ее распад а мелкие фрагменты и их самофокусировку впервые указали В.И.Беспалов и "'.И.Таланов .

В целом ряде лабораторий в мире разрабатывались и исследовались методы подавления этих нежелательных явлений, такие как аподизация пучка для подавления дифракции Френеля, ретрансляция действительного изображения апо-дизирующей диафрагмы в усилительном канале для получения пучков с высоким коэффициентом заполнения. Нерегулярные возмущения пучка, вызванные дефектами оптических элементов, было предложено подавлять с помощью пространственной фильтрации пучка. Повышение энергии и мощности лазерного излучения потребовало разработки выходных каскадов лазеров имеющих большую световую апертуру, в частности дисковых усилителей (ДУ).

1.Басов Н.Г., Крохин О.Н. Условия разогрева плазмы излучением оптического генератора. ЖЭТФ, 1964,46. с. 171-175.

2. Беспалов В.И., Таланов В.И. О нитевидной структуре пучков света в нелинейных жидкостях. "Пис. в ЖЭТФ", 3, 1966, с.471-476.

Исследования показали, что отличающиеся оптические схемы лазеров, раз линия в используемых усилительных каскадах и длительностях импульсов н( позволяют в полной мере использовать результаты, полученные на других лазерных установках при проектировании новой установки. Действительно, для различных длительностей и марок стекол по-разному на ограничения яркости канала сказывается насыщение усиления. Коэффициенты передачи наиболее усиливаемых пространственных частот могут иметь большие отличия, что является определяющим при выборе полосы пропускания пространственных фильтров. Поэтому необходима предварительная экспериментальная отработка лазерного канала.

За последние годы расширились области применения лазеров. Они требуют не только высокоэнергетических пучков наносекундного диапазона длительностей импульсов с угловой расходимостью близкой к дифракционной, но и точного наведения пучков на объекты. Актуальными становятся такие задачи как передача энергии с помощью лазерного пучка на большие расстояния, дальняя лазерная локация и связь, обеспечение энергией ракетных и электрореактивных двигателей, воздействие на удаленные объекты (например, "космический мусор") с помощью возникающей плазмы. Точное и быстрое перенацеливание лазерного пучка весьма актуально в технологических процессах обработки изделий в промышленности, при лазерной маркировке изделий, в различных военных применениях.

В настоящее время прослеживается тенденция к развитию информационных лазерных систем с активной подсветкой пространства в области объекта, при расходимости лазерного излучения близкой к дифракционной, так как для подсветки или получения изображения объекта не требуется посылки мощного излучения для подсветки всего поля зрения приемной системы. Такие системы могут быть использованы как дня получения координат объектов и траекторий их движения, так и для получения лазерных изображений объектов. Причем чем меньше угловой размер объекта и чем выше угловая скорость его движения, тем все более точные и быстродействующие системы управления лазерным пучком необходимо использовать.

Существует большое количество устройств управления лазерным пучком в пространстве. Это оптико-механические устройства, в основу которых положены механические перемещения в пространстве преломляющих и отражающих элементов, дефлекторы на основе электрооптических и магнитооптических эффектов в твердых и жидких средах, магнитострикционные дефлекторы, дефлекторы на основе обратного пьезоэффекта и взаимодействия световых и акустических волн и т.д. В настоящее время наиболее проработаны конструкции устройств на основе механических перемещений оптических элементов в пространстве. Они еще не исчерпали своих возможностей, но имеют ряд недостатков, связанных как с недостаточной точностью механических приводов, так и с их инерционностью. Недостатки существующих дефлекторов заставляют искать новые возможности управления лазерным пучком.

Перспективным способом управления пучком в пространстве может стать сравнительно недавно появившийся метод внутрирезонаторного управления диа-

аммой направленности лазерного излучения с помощью пространственно-ременных модуляторов света (ПВМС). Традиционные методы осуществляют аведение лазерного пучка вне лазерного резонатора. При внутрирезонаторном правлении сам резонатор лазера с помощью ПВМС формирует направление злучения на объект. Достоинством метода является отсутствие подвижных оп-ико-механических элементов. Быстрота наведения зависит только от быстро-ействия ПВМС.

Впервые использование ПВМС в сопряженном резонаторе3 предложено и еализовано в работе Myers R.A и Pole R.V4. ПВМС на основе электроопгическо-о кристалла KDP управлялся с помощью электронного пучка. В работах Влади-[ирова Ф.Л. с сотр. и Корнева А.Ф. с сотр.5'6 впервые использовался в сопряжен-ом резонаторе светоуправляемый ПВМС. В работах Данилова В.В.с сотр.7"8 сследовалась возможность использования ЖК модуляторов в лазерах среднего IK-диапазона. На макете модулятора получено сканирование излучения СОг азера с мощностью 0.1 Вт при частоте 100 Гц. В нашей работе [22] в лазере ис-ользован ПВМС типа PROM. Недостатками первого4 ПВМС является сложная истема управления электронным пучком и необходимость сложной системы хлаждения кристалла. Жидкокристаллические модуляторы и ПВМС типа ROM имеют невысокую лучевую прочность (~ 0.1 Дж/см2). Их быстродействие граничено временами, превышающими несколько сотен микросекунд.

В связи с вышесказанным, представленные в рамках настоящей работы ре-ультаты исследований в области формирования мощных лазерных пучков, ре-ультаты исследований по минимизации угловой расходимости мощных лазеров разработка нового внутрирезонаторного ПВМС, несомненно, являются акту-льными.

Цель диссертационной работы.

Целью работы является разработка и исследования методов увеличения мощности лазерных пучков, уменьшения их угловой расходимости до близкой к ифракционной и средств их точного наведения с помощью внутрирезонаторных ПВМС.

3. Pole R.V., Conjugate - concentric laser resonator J. Opt. Soc. Amer., 55, 254-260 (1965).

4 Myers R.A., Pole R.V., The electron beam scanlaser. Theoretical and operational studies. IBM J. Res. Develop., U, 502-510 (1967).

5. Владимиров Ф.Л., Грозное M.H., Еременко A.C. и др., Преобразование оптических сигналов в лазере с внутрирезонаторным жидкокристаллическим пространственным модулятором света. Квант, электроника, Ц, 2071-2076 (1985).

6. Корнев А.Ф., Покровский В.П. Соме JI.H. и др. Лазерные системы с внутренним сканированием. //Оптический журнал. -1994 - №1. - с. 10-25.

7. Данилов В.В., Данилов О.Б., Жуковская Л.Д., Мак А.А.и др. Жидкокристаллический модулятор на 10.6 мкм. Квант, электроника, 12, 1985, с. 1690 - 1694.

8. Адоменас П.В., Данилов В.В., Желваков А.П. и др. Внутрирезонаторное управление лазерным излучением с помощью модулятора на основе микрокапсулированных ЖК. О МП, 1991, №1, с.13-15.

9. Багров И.В., Грязнов М.В., Данилов В.В. и др. Жидкокристаллические модуляторы как ла-зернооптические элементы для среднего ИК-диапазона. Опт. и спектр., 1999,87, №5, с. 853.

Для достижения поставленной цели основное внимание в работе сконцентрировано на решении следующих задач:

- разработка схем лазеров на неодимовом стекле с оптической ретрансляцией действительного изображения входной апертуры в усилительном канале, периодической пространственной фильтрацией излучения и проведение экспериментальных исследований эффектов, ограничивающих мощность пучка;

- разработка дисковых усилителей с апертурой до 15 см, исследование методов повышения их эффективности;

- разработка лазерной системы на неодимовом стекле с обращением волнового фронта излучения (ОВФ), основанного на эффектах вынужденного рассеяния Мандельштама - Бриллюэна (ВРМБ) в нелинейных средах, проведение экспериментальных исследований по минимизации расходимости пучка;

- разработка лазерной системы на неодимовом стекле, диаграммой направленности которой управляет внутрирезонаторный ПВМС;

- разработка методики исследования точности управления пучком, экспериментальное исследование точности управления;

- анализ возможных схем построения лазерных систем с внутрирезонаторным управлением диаграммы направленности излучения;

- разработка внутрирезонаторного электроуправляемого ПВМС на основе электрооптической керамики цирконата титаната свинца, легированного лантаном (ЦТСЛ);

- разработка оптических схем резонаторов для реализации лазеров с электро-управляемыми ПВМС;

- экспериментальная реализация лазеров на алюмоиттриевом гранате с внутрирезонаторным электроуправляемым ПВМС;

- разработка схем и исследование лазерных систем с внутрирезонаторным управлением диаграммы направленности;

- разработка и расчет оптической схемы и энергетических характеристик лазера на неодимовом стекле с энергией пучка 600-700 Дж в импульсе, направлением излучения которого управляет разработанный ПВМС;

- проведение предварительных исследований и реализация внутрирезонаторного управления диаграммой направленности лазера на парах меди и нецепного электроразрядного йГ-лазера.

Методология работы

Для повышения яркости излучения лазерных систем используется техника передачи изображения входной апертуры или выходного зрачка задающего генератора в усилительном тракте и периодическая пространственная фильтрация излучения, выходные ДУ. Расчет оптических систем производится методами матричной оптики. В качестве основного метода уменьшения угловой расходимости лазерных систем используется ОВФ излучения в нелинейных средах.

• Управление диаграммой направленности пучков осуществляется с помощью светоуправляемого или электроуправляемого пространственных модуляторов. Исследование точности наведения лазерного излучения осуществляется подсветкой дальнопольными распределениями реперного и силового пучков сетки на фотокатоде электронно-оптического преобразователя в кадровом режиме работы. Оптические схемы с поляризационными, электрооптическими, фазовыми

лементами предварительно численного моделируются с помощью матриц Джонса.

Энергетические расчеты проводятся с учетом насыщения усиления при ис-юльзовании экспериментально полученных данных по величинам потоков на-ыщения.

Измерение пространственных, временных и поляризационных характери-тик лазерного излучения производится по стандартным общепринятым методизм. Юстировка лазерных систем производится на рабочей длине волны с помо-цью оптических приборов.

Научная новизна

1. Экспериментально исследованы методы формирования мощного лазерно-о пучка в многокаскадных усилителях на неодимовом стекле. В несколько раз ювышена мощность излучения за счет подавления мелкомасштабной самофоку-ировки (МС). Обнаружено, что МС вызывает сильную деполяризацию лазерно-о пучка. Показано, что при последующем усилении пучка после пространственного фильтра (ПФ) самофокусировка возникает на пространственной частоте пропускания ПФ. Экспериментально показано, что мощность пучка, сформированного жесткой диафрагмой установленной перед ПФ с широкой полосой пропускания не ниже, чем в схеме с использованием аподизирующей апертуры.

2. Разработаны дисковые усилители с апертурой до 15 см с эффективной поперечной системой накачки с коэффициентом усиления 0.05 см"1. С помощью разработанных поглощающих покрытий решена задача подавления паразитной генерации в активных элементах ДУ, ограничивающая коэффициент усиления на уровне -0.03 см"1. Измерением коэффициентов усиления слабого сигнала впервые экспериментально показано, что выбором формы импульса тока в лампах накачки можно на 15... 25% увеличить уровень запасенной энергии в активной среде лазера. На выходе мощной лазерной системы, в оптическую схему которой заложены ретрансляция входной апертуры, периодическая пространственная фильтрация и выходные ДУ получен выходной пучок мощностью до 300 ГВт без заметных потерь вследствие МС при т„ ~ 8- Ю'10 с.

3. На выходе многокаскадной лазерной системы на неодимовом стекле с ретрансляцией изображения входной диафрагмы в усилительные каскады и на ВРМБ-зеркало, периодической ПФ излучения и выходного ДУ с помощью ОВФ излучения в нелинейных средах впервые получен лазерный пучок с энергией до 410 Дж при длительности импульса 25 не с расходимостью пучка близкой к дифракционной. Половина энергии пучка сосредоточена в дифракционном угловом растворе 4-Ю'5 радиан.

4. Обнаружено, что при ОВФ сканирующего в пространстве пучка в дально-польной картине распределения интенсивности обращенного пучка возникают пространственные разрывы, в то время как временной ход отраженного излучения непрерывен во времени.

5. Впервые проведены эксперименты по внутрирезонаторному управлению диаграммой направленности пучка мощного лазера на неодимовом стекле. Раз-

работана методика исследования точности наведения. Экспериментально показано, что ошибка наведения не превышает 0.3 от величины дифракционной расходимости пучка. Экспериментально установлено, что двукратное ОВФ пучка с диаметром 100 мм не может изменить его направление на величину, превышающую 0,1 от его дифракционной расходимости.

6. Разработан внутрирезонаторный электроуправляемый ПВМС на основе электрооптической керамики ЦТСЛ, работающий в широком спектральном диапазоне длин волн, с временем электрооптического отклика почти на два порядка меньшим и с лучевой прочностью на два порядка большей, чем у используемых на практике пространственных модуляторов.

7. Разработана оптическая схема лазерного резонатора для реализации двухкоординатного сканирования излучения. Впервые показана возможность адресации излучения с помощью разработанного ПВМС в любую заданную точку поля зрения в течение 3-4 мкс. Предложен и экспериментально исследован сопряженный резонатор, одна из линз которого цилиндрическая.

8. С помощью разработанных модуляторов впервые реализовано внутрире-зонаторное управление диаграммой направленности лазера на парах меди (длины волн генерации 0.5106 мкм и 0.5782 мкм) и химического нецепного электроразрядного ОР лазера (длины волны генерации 3.5 ... 4.1 мкм).

Основные положения, выносимые на защиту

1. Результаты экспериментальных исследований в области формирования мощных лазерных пучков, в несколько раз повысившие мощность излучения и позволившие создать высокоэнергетические многокаскадные лазерные системы на неодимовом стекле. Результаты экспериментального исследования обнаруженной деполяризации лазерного пучка при развитии МС излучения. Разработка ДУ с высокой эффективностью системы накачки. Экспериментальная демонстрация повышения эффективности лазерных усилителей за счет использования импульса накачки с нарастающей во времени интенсивностью и крутым срезом. Результаты экспериментального определения потоков насыщения в неодимовом стекле, позволяющие проводить энергетический расчет лазерных систем.

2. Результаты экспериментального исследования ОВФ сканирующего в пространстве пучка, позволившие установить, что до возникновения новой гиперзвуковой голограммы в каустике пучка отражение излучения ВРМБ-зеркалом происходит в первоначальном направлении, после появления новой гиперзвуковой голограммы отражение происходит в двух направлениях, постепенно увеличиваясь в новом направлении.

3. Методика и результаты исследования точности управления диаграммой направленности пучка мощной лазерной системы с ОВФ излучения с помощью ПВМС при расходимости выходного пучка близкой к дифракционной, показавшие, что ошибка его наведения не превышает 0.3 от его дифракционной расходимости.

4. Быстродействующие внутрирезонаторные пространственные модуляторы света на основе электрооптической керамики ЦТСЛ с двухсторонними заглуб-

енными в материал подложки электродами, обладающие высокой лучевой рочностью (до 11 Дж/см2 для длительности импульса = 30 не), временем элек-рооптического отклика ~1 мке, с частотой переключения несколько кГц (в па-етном режиме работы до 100 кГц), прозрачные в спектральном диапазоне .5...6 мкм.

5. Оптическая схема резонатора с внутрирезонаторным двухкоординатным канированием и результаты исследования характеристик его излучения, пока-авшие возможность адресации излучения в любую заданную точку поля зрения истемы в течение 3-4 мке и возможность формирования пакета импульсов в азных направлениях с частотой следования импульсов в пакете до 100 кГц. Оп-ическая схема сопряженного лазерного резонатора с лучевой разгрузкой и уве-иченным съемом запасенной в активной среде энергии. Оптические схемы ре-онаторов с двухкоординатным управлением диаграммы направленности и уста-овкой пластин модуляторов у одного зеркала резонатора.

6. Реализация резонаторов лазера на парах меди и БР лазера, показавшая, то при использовании ПВМС на основе ЦТСЛ керамики возможно внутрире-онаторное управление диаграммой направленности пучка для лазеров с длина-и волн излучения в диапазоне от 0.5 до 4.1 мкм.

Практическая значимость

Использование результатов исследования методов формирования мощных азерных пучков позволило разработать лазерные системы с рекордными по овокупности параметров (мощность и угловая расходимость пучка) характери-тиками. Это шестиканальная лазерная установка "Прогресс", для проведения сследований в области ЛТС с суммарной мощностью пучков до 1,2 ТВт (т = •Ю'10 с), лазерная система с ОВФ с энергией пучка около 400 Дж (т = 25 не), 'ольше половины которой сосредоточено в угловом растворе, равном дифракци-нному углу для пучка с диаметром 100 мм, лазерная система с энергией до 800 ,ж для проведения исследований по ВРМБ компрессии импульса для задач ЛТС. Результаты исследований позволяют рассчитывать как усилительные каскады азеров, так и энергетические характеристики многокаскадных усилителей.

Результаты исследований ОВФ сканирующего в пространстве пучка могут быть использованы как для оценки скорости затухания гиперзвука в новых нелинейных средах, так и для формирования дальнопольных распределений пучка вытянутых на несколько дифракционных углов в заданном направлении.

Экспериментально показана возможность точного и быстрого наведения мощного лазерного пучка с помощью внутрирезонаторного ПВМС в заданную точку пространства в поле зрения лазерной системы. Это позволит решить задачу передачи энергии с помощью лазерного пучка на большие расстояния, на летательные аппараты на реактивной и электрореактивной тяге, обеспечить дальнюю космическую связь и локацию удаленных объектов.

Использование результатов работы позволит создать лазерные локаторы, обладающие качественно новыми характеристиками, такими, как возможность одновременного сопровождения нескольких объектов, находящихся в поле зрения, устранения влияния колебаний носителя на точность адресации излучения, включения пикселя модулятора, положение которого соответствует координате

упреждения. ПВМС локатора может быть оптически и через компьютер сопряжен с ПВМС высокоэнергетического лазера для оказания воздействия на объекты с помощью возникающей плазмы.

Внутрирезонаторное управление лучом позволило создать уникальный лазерный маркер изделий промышленности, который может дистанционно маркировать движущиеся на конвейере изделия, причем на каждом следующем изделии надпись может быть другой.

Задающий генератор мощной лазерной системы с внутрирезонаторным управлением диаграммы направленности излучения позволяет точно направлять лазерный пучок в заданную точку пространства и удерживать его на объекте. Причем во всех этих случаях могут отсутствовать подвижные оптико-механические элементы для наведения пучка.

Апробация работы и публикации

Результат работы докладывались на отечественных и международных конференциях: "Оптика лазеров" (Ленинград, 1979 г, 1981 г, 1983 г, 1989 г, 1993 г); Всесоюзной конференции "Теоретическая и прикладная оптика" (Ленинград, 1986 г); Всесоюзном совещании по нерезонансному взаимодействию оптического излучения с веществом (Ленинград 1981, Вильнюс 1984 г); International Conference TFC'91 (Riga, 1991); Seventh European Meeting on Ferroelectricity (Dijon, France, 1991); CLEO/Europe'98 (Glasgow, Great Britain, September 13-18); XXVI European Conf. on Laser Interaction with Matter ("ECLIM 2000", Prague, 2000); 3 International Conference "Advanced optical materials and devices" ( Riga, Latvia, 2002); Совещании "Кремний - 2004" (Иркутск, 5 - 9 июля 2004); VI Всероссийской конференции "Проблемы создания лазерных систем" (г. Радужный 1-3 октября 2008 г). По материалам работы проведены семинары в ПИЯФ РАН (г. Гатчина) и НИТИ (г. Сосновый Бор). По результатам диссертации опубликовано 69 работ, в том числе 35 статей и 7 авторских свидетельств на изобретения СССР и патентов РФ. Диссертационная работа проводилась в рамках тематик НИР, выполняемых в НИИКИ ОЭП по заказам МОП СССР, Российского агентства по атомной энергии, МО РФ, Министерства промышленности и энергетики РФ.

Реализованы следующие научные результаты, полученные в диссертационной работе:

- результаты исследований в области формирования мощных лазерных пучков и минимизации их угловой расходимости использованы при создании в НИИКИ ОЭП шестиканальной лазерной установки "Прогресс" для решения задач ЛТС, при создании лазерного адаптивного стенда "ЛАС", проекте №108 МНТЦ;

- техническая документация на ДУ, результаты исследования ДУ и оптимизации схем мощных лазеров с оконечными ДУ внедрены в РФЯЦ-ВНИИТФ;

- схема лазера с сопряженным резонатором и цилиндрическим объективом защищена патентом РФ и использована при создании в НИИКИ ОЭП лазерного маркера движущихся изделий;

- схемотехника формирования расходимости излучения близкой к дифращи-онной в ЗГ с сопряженным резонатором и разработанные ПВМС с системой управления внедрены в ИЛФИ РФЯЦ ВНИИЭФ.

Личный вклад автора

Участие автора в получении научных результатов заключалось как в поста-овке большинства экспериментов, так и в личном участии в экспериментах, бработке и интерпретации их результатов. Автор разработал большинство оп-ических схем лазеров и лазерных систем, предложил методику исследования очности наведения. Лично провел эксперименты по исследованию возможности спользования ЦТСЛ внутри резонатора. Инициировал разработку технологии зготовления ПВМС на основе ЦТСЛ в НИИКИ ОЭП. Проанализировал воз-ожности установки пластин ПВМС у одного из зеркала резонатора. Показал ажность согласования размера пикселя ПВМС с диаметром внутрирезонаторной иафрагмы для получения угловой расходимости пучка близкой к дифракцион-ой. Большинство публикаций статей, патентов и докладов на конференциях одготовлены автором работы.

На разных этапах исследований в работе принимали творческое участие со-рудники института: Чернов В.Н., Дмитриев Д.И., Жилин А.Н., Решетников 1.И., Сиразетдинов B.C., Григорьев К.В., Котылев В.Н., Либер В.И., Ловчий [.Л.; сотрудники НИИ ФТТ Латвийского Университета: Э. Клотиньш и Ю. отлерис; сотрудник НИИЭФА Фомин В.М. Автор благодарен сотрудникам [ЛФ Маку A.A. и Сомсу Л.Н. за помощь в постановке отдельных исследований, LH. Розанову и его коллегам за создание программ расчета ДУ и коэффициен-ов передачи пространственных частот возмущений в канале. Автор благодарен иректору НИИ ФТТ А. Штернбергу за предоставление образцов ЦТСЛ различ-ого состава. Автор благодарен А.Д. Старикову и Н.И. Павлову за постоянный нтерес к работе и ее поддержку.

Объем и струюура диссертации

Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения и приложе-ий, содержит 260 страниц машинописного текста, включает 129 рисунков, 8 аблиц, 191 ссылку на литературу. Во введении рассматривается актуальность, ель, и задачи диссертационной работы, научная новизна результатов, приводят-я положения, вынесенные на защиту, практическая ценность полученных ре-ультатов, апробация работы и публикации, личный вклад автора. Кратко описы-ается содержание работы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В главе 1 рассмотрены результаты исследований в области формирования - ысокоэнергетических лазерных пучков. Рассмотрены методы уменьшения расходимости лазерных пучков, особенности схемного построения лазеров с внут-рирезонаторным управлением диаграммы направленности.

В начале главы приведен краткий обзор своих работ и работ других авторов, посвященных разработке и исследованию методов повышения мощности лазерных пучков и разработке ДУ.

В разделе 1.1 рассмотрены причины ограничения энергии и ухудшения расходимости световых пучков в лазерных системах на неодимовом стекле.

Отмечается, что аподизация пучка эффективно подавляет дифракцию Френеля, но в реальных лазерных усилителях при числах Френеля N=15...30 не по-

зволяет получить пучки с высоким коэффициентом заполнения у, от которого напрямую зависит энергия пучка. Экспериментально продемонстрирована возможность почти двукратного (до 50 Дж при длительности импульса 10"9 с) увеличения энергии лазерного пучка при установке после предварительного усилителя аподизирующей диафрагмы с высоким коэффициентом заполнения пучка (у ~ 0.8) и ретрансляции плоскости её действительного изображения в наиболее нагруженные каскады (045x630 мм) усилителя с помощью оптического ретранслятора [1]. Применение такой схемотехники приводит к тому, что при приближении к плоскости изображения диафрагмы дифракционные возмущения в пучке уменьшаются по амплитуде и полностью исчезают в плоскости изображения, что минимизирует отношение пиковой плотности энергии в пучке к средней плотности.

Использование вакуумных пространственных фильтров (ВПФ) [2] позволяет согласовывать апертуры усилительных каскадов, транслировать в канале плоскость изображения входной апертуры, в сильной степени предотвращает самовозбуждение усилителя, подавляет мелкомасштабные шумы, возникающие из-за наличия мелких дефектов в каскадах усиления. Показано, что использование ВПФ, который устраняет высокочастотный шум в пучке с энергией менее 5% от полной энергии, приводит к увеличению энергия пучка при последующем усилении почти в 3 раза, а МС возникает на граничной частоте пропускания ВПФ (рисунок 1).

Предложено вместо аподизирующей диафрагмы использовать жесткую диафрагму при установке за ней пространственного фильтра с широкой полосой пропускания [3,4]. Показано, что использование этих методов при коротком импульсе подавляет МС излучения и вызванную МС деполяризацию пучка [5].

Рисунок 1. Зависимость пропускания Т ВПФ от энергии Е входного пучка и зависимость Е<р(Ео) для ф = 0,75 мрад на выходе последующего усилителя от входной энергии Е0 в отсутствие (1) и при наличии (2) диафрагмы в фильтре. Сверху отложены значения интеграла распада пучка В для усилительного канала до ВПФ и для каскада 060 мм после фильтра. Граничная частота пропускания ВПФ Кгр~ 37 см"1. Длительность лазерного импульса НО"9 с.

Дальнейшее увеличение энергии пучка возможно только при использовании широкоапертурных выходных каскадов, из которых наиболее предпочтительны ДУ [6-8], обладающие высокой равномерностью усиления в поперечном сечении и малой величиной термооптических искажений [12]. Приведены ре-

рультаты исследования многокаскадной лазерной системь: с периодической пространственной фильтрацией и выходным ДУ [!7], схема которой показана на рисунке 2. Впервые фильтровался пучок с энергией около 70 Дж. При длительности импульса 0,8 не получен пучок диаметром 70 мм с энергией до 235 Дж (290 ГВт). 80"'о которой заключено в угловом растворе 0,75 мрад.

1Г ПФ| Ю) 11 >' Д[ Д2

[гнтк^им

Е1Ф, ПФ3

УК, !', УК2 Р2 УК3 У К 4 "Ф4 >'К5 УК6

/Н

Рисунок 2 Схема установки. Апертуры усилительных каскадов УК[-У К(, равны 020. 30. 45, 45. 75 и 90 мм соответственно

На рисунке 3 приведены фотографии пучков в ближнем поле и дальней зоне на выходе лазера.

I

у.у...

2 ■ I О"4 рад

Рисунок 3. БлнжнепольнаЙ фотография пучка О70 мм с энергией Е0 = 80 Дж (мода-н о ст МО 100 ГВт), его распределение н распределение пучка ЗГ в дальней зоне прошедше-1 го через всю систему (около 70 оптических поверхностей) при ненаказанном усилителе. В ближнем поле пучка заметен нелинейный рост пространственных выбросов интенсивности.

Приводятся результаты исследования обнаруженной сильной деполяризации пучка при возникновения МС. На рисунке 4 показан рост деполяризации пучка (2) в пассивном активном элементе, который установлен за ВПФ. Предложено использовать увеличение степени деполяризации пучка в качестве метода контроля возникновения МС.

Есл/Ев, %

Т,отк.ед.

1»

и

3

о

1

2 Ех Дж?см3

Рисунок 4. Зависимость степени деполяризации (отношения энергий деполяризованной компоненты к полной энергии пучка) на входе (1) и выходе (2) пассивного стержня из стекла ГЛС1, установленного за ВПФ и пропускание Т ВПФ (3) от плотности энергии е выходного пучка и интеграла распада пучка В.

Далее в разделе 1 приведены экспериментальные результаты исследований характеристик и результаты численного моделирования разработанного ДУ 015 см [10]. ДУ 015 см при наличии поглощающего покрытия [11] на дисках из фосфатного неодимового стекла для предотвращения паразитной генерации обеспечивает экспериментально измеренный коэффициент усиления к =0.05см Показано, что выбранная система поперечной накачки ДУ 015 см является наиболее эффективной. Рассматриваются результаты численного трехмерного моделирования энергетических характеристик ДУ с помощью программы расчета, основанной на методе Монте-Карло и детально описанной в [9]. Программа показала хорошее согласие расчетных и экспериментальных данных и позволила провести ряд численных экспериментов, прямое выполнение которых было бы дорогим и сложным. В частности, было учтено влияние полосы поглощения неодима 0,35 мкм в фосфатном стекле ГЛС21 на эффективность ДУ, обычно отсекаемой фильтром ультрафиолетовой составляющей спектра ламп или маскируемой церием, вводимым в стекло. Показано, что при номинальных плотностях накачки к может возрасти почти в 1.5 раза, а при малых накачках выигрыш не превышает 20%. Внутренняя полость ДУ должна быть заполнена сухим азотом чтобы исключить искажения волнового фронта пучка в воздухе, вызванных поглощением в нем коротковолновой составляющей спектра излучения ламп накачки [12].

Экспериментально показано, что значительный резерв увеличения запасенной в ДУ энергии заключен в использовании для его накачки импульсов излучения с нарастающей во времени интенсивностью и крутым срезом [13]. В случае использования такого импульса можно либо увеличить абсолютную величину А на 15 % (стекло ГЛС21) или 25% (ГЛС1) [13] по сравнению с максимально достижимой при обычной колоколообразной форме импульса, либо при той же величине к на 30 - 40 % снизить плотность энергии накачки.

Для определения эффективности съема энергии с ДУ 015 см при однопроходном усилении лазерного импульса проведены результаты расчетов, в которых определялись предельная выходная мощность и КПД ДУ при длительности лазерного импульса ти = 0,1 - 20 не в условиях ограничения мощности эффектом МС и разрушением поверхностей оптических элементов на выходе ДУ. Расчет производился для двух вариантов. В первом определялись предельные характеристики изолированного ДУ 015 см, когда не конкретизировалось лазерное устройство, с помощью которого пучок подавался на вход ДУ. Во втором варианте

рассчитывались характеристики четырехкаскадного усилителя, в котором ДУ использовался в качестве оконечного каскада. Насыщение усиления учитывалось с помощью уравнения Франца-Нодвика, причем плотность энергии насыщения 4,5 Дж/см2 для стекла ГЛС21 во всем рассматриваемом диапазоне ти была взята из измерений, выполненных для импульсов длительностью 1 и 25 не вплоть до плотности энергии 8 Дж/см2 [14,15]. Ограничение съема энергии из-за МС пучка в стекле учитывалось с помощью интеграла распада В, который в расчетах не должен был превышать критического значения ~3 (В-ограничение) [4]. Ограничение, связанное с разрушением поверхностей элементов (Е-ограничение), учитывалось с помощью данных о порогах разрушения. Данные о порогах разрушения брались из работы [16]. При проведении расчетов использованы характеристики усилителей и данные по пропусканию ВПФ из работы [17].

Показано, что изолированный ДУ 015 см обеспечивает мощность выходного пучка в субнаносекундном импульсе 2,5 ТВт, которая ограничена величиной В-интеграла вплоть до ти = 0,5 не. Ограничение энергии выходного пучка на уровне ~1,4 кДж при ти = 1 не связано с разрушением поверхностей элементов на выходе усилителя при использовании предусилителя аналогичного использованному в работе [17]. При увеличении длительности импульса до 5... 10 не и соответствующей оптимизации схемы многокаскадный усилитель с оконечным ДУ 015 см может обеспечить КПД -0,5 % и энергию ~3 кДж.

В заключение раздела отмечается, что в настоящее время для увеличения энергии и КПД лазеров для ЛТС используются относительно небольшой предварительный усилитель и многопроходные схемы для выходных дисковых усилителей, выполненных в модульном исполнении10.

В разделе 1.2 рассматриваются методы минимизации угловой расходимости лазерных систем. Излучение ЗГ может быть сформировано таким образом, что его расходимость будет практически ограничена дифракционным пределом. По мере распространения пучка в усилителе его расходимость ухудшается как вследствие неидеальной обработки оптических элементов, так и из-за термооптических искажений, вызванных накачкой усилительных каскадов. Радикальным способом повышения направленности лазерных пучков является метод ОВФ излучения в нелинейных средах".

Использование описанных выше методов формирования мощных пучков, а также применение в качестве ВРМБ-зеркала схемы "генератор-усилитель" [20], позволило получить на выходе лазера на неодимовом стекле с оконечными ДУ пучок с высокой мощностью и малой расходимостью излучения близкой к дифракционной (более половины энергии пучка из 450 Дж было заключено в угловом растворе, равном диаметру центрального максимума Эйри -распределения для пучка диаметром 85 мм).

10. Воронин И.Н., Галахов В.И., Гаранин С.Г. и др., Измерение коэффициента усиления в дисковом усилительном каскаде с активными элементами из неодимового фосфатного стекла, Квантовая электроника 33, 485-488. (2003).

11. Зельдович Б.Я., Пилипецкий Н.Ф., Шкунов В.В. Обращение волнового фронта. М.: Наука, 1985,240 с.

Важная роль зоны перед каустикой ВРМБ-зеркала показана в работе, посвященной исследованию ОВФ сканирующего (с помощью электрооптического дефлектора) в пространстве пучка [21].

Одной из целей работы было исследование возможности увеличения падающей на ВРМБ-зеркало энергии за счет снижения плотности энергии в каустике во избежание развития пробоя и других конкурирующих процессов на качество ОВФ. Исследовалось ОВФ сканирующего пучка при различных скоростях развертки в нескольких средах (СС14, БЮЦ, стекло ГЛС-6).

Линейно поляризованный пучок ЗГ на фосфатном неодимовом стекле проходил через усилитель и разворачивался с постоянной скоростью с помощью дефлектора на танталате лития с квадрупольными электродами примерно на 8 дифракционных углов (<р) с различными скоростями: 0,2 <р/ не (быстрая развертка) и 0,07 ф/ не (медленная развертка). Было обнаружено, что при быстрой развертке и использовании СС14 в качестве ВРМБ - активной среды, дальняя зона отраженного пучка разбивается на ряд фрагментов, т. е. на развертке есть области, где нарушается ОВФ. С ростом энергии падающего пучка от 50 до 200 мДж появляется сначала одно пятно, потом два и т. д. При медленном сканировании наблюдается гладкая непрерывная развертка во всем диапазоне энергий.

Так как для СС14 время затухания гиперзвука т = 1 не, то ОВФ сканирующего пучка реализуется тогда, когда время I его поворота на дифракционный угол лежит в интервале от 5т до 15т, т. е. при выполнении условия стационарности. Для стекла ГЛС6 и на медленных развертках I = 3 т (т ~ 5 не) это условие не выполняется. В дальней зоне отраженного пучка видны провалы, картина похожа на ту, которая наблюдалась на быстрых развертках для СС14.

С увеличением скорости сканирования качество ОВФ еще более ухудшается. В качестве активной среды на быстрой развертке БЮЦ ведет себя существенно хуже, чем СС14. При медленном сканировании развертка отраженного пучка напоминает по характеру быструю развертку на СС14, только провалы интенсивности не такие глубокие. Картина медленной развертки для БЮЦ выглядит существенно лучше, чем для стекла. Это позволяет сделать вывод о том, что для 8Ю4 время затухания гиперзвука лежит в диапазоне т = 1... 5 не.

Коэффициенты отражения ВРМБ - зеркал на основе используемых сред имеют меньшую величину, чем для пучков, имеющих стационарный волновой фронт. Сравнение временных форм падающего и отраженного импульсов показывает, что они достаточно хорошо повторяют друг друга за исключением мелких модуляций в отраженном импульсе. Характерных провалов, регистрируемых в дальней зоне отраженного пучка при быстрой развертке, на временной форме импульса нет.

Для детального выяснения такого необычного характера отражения сканирующего пучка была проведена регистрация дальней зоны отраженного пучка на скоростном фоторегистраторе "Агат". На рисунке 5 представлена характерная фотография экрана фоторегистратора, когда развертка отраженного пучка разбивалась на ряд фрагментов. Сканирование осуществлялось в режиме быстрой развертки, в качестве среды использовался четыреххлори-

стый кремний. Видно, что излучение как бы "перескакивает11 с одного направления на другое без прерывания отражения во времени, причем существуют моменты времени, когда отражение идет сразу в двух направлениях. При этом эффективность отражения в предыдущем к этому моменту времени направлении уменьшается, а в последующем - увеличивается.

Непрерывность этого рассеяния во времени обусловлена тем, что падающий н отраженный пучки проходят практически по одному и тому же объему в преяфокальной области во все время сканирования. Возникающая в предфокальной области гиперзвуковая голограмма (отражающая в определенном направлении в какой-то момент времени) из-за инерционности процесса сохраняется некоторое время после исчезновения затравочного для ее образования излучения из фокальной области. До образования новой голограммы, соответствую шей новому ОВФ - направлению, она может поддерживать рассеяние в направлениях, не соответствующих обратному для данного момента времени направлению падающей волны, но лежащих в плоскости развертки. Такой характер отражения и был зарегистрирован с помощью фоторегистратора. Используя это явление можно оперативно оценивать время затухания гиперзвука т для ВРМБ активных сред.

Рисунок 5. Временная развертка дальней зоны сканирующею пучка, отраженного от ВРМБ-зеркала на экране электронно-оптической камеры "Агат" Сканирование пучка идет по вертикали (ось х), временная развертка камеры идет по горизонтали [ось I).

В разделе 1.3 рассматриваются особенности лазерных систем с внутрире-зонаторными пространственными модуляторами свста.

Отмечается, что для увеличения поля зрения системы требуется установка усилительных каскадов и элементов развязки в плоскости выходного зрачка ЗГ. Для этого требуется установка ретрансляторов между всеми каскадами усиления, по крайней мере, между каскадами, имеющими небольшой световой диаметр. Направление излучения в ЗГ и усилителях зависит от включенного пикселя 11ВМС. Запасенная в активном элементе ЗГ энергия используется только частично, и ее доля зависит от угла поля зрения системы, размера пикселя ПВМС. длины и диаметра активного элемента. С точки зрения КПД лазеров, целесообразно использование лазерных систем с полем зрения ЗГ. не превышающим нескольких угловых градусов.

Изменение направления излучения ЗГ в пространстве осуществляется с помощью выходного в не резонатор но го объектива 8 (рисунок 6). Угловое поле сканирования <р равно (для углов несколько градусов) у> = Т/Р, где Т - размер активной зоны ПВМС, Г - фокусное расстояние внерезонаторного объектива. Оси всех пучков пересекаются в переднем фокусе в нерезонатор но го объектива, где расположено действительное изображение внутрирезонаторной диафрагмы.

Пиксель ПВМС установленный в фокусе линзы 3 является угловым селектором излучения. Правильный выбор размера диафрагмы 4 в центре резонатора и фокуса линзы 3 позволяет получить расходимость излучения ЗГ близкую к дифракционной, Определяющим в выборе ? линзы и размера диафрагмы 4 является размер пикселя ПВМС.

Угловая расходимость выходного пучка ЗГ зависит от его диаметра ¿V на выходном объективе. В свою очередь Ои зависит от размера пикселя модулятора (1 и фокуса объектива Р.

Отмечается, что лазерные системы с внутрирезонаторным сканированием можно строить как системы с прямым усилением, когда излучение ЗГ усиливается в усилителе с последовательно возрастающими апертурами, так и с ОВФ излучения, когда излучение ЗГ вводится через выходные каскады.

8 12 3 4 5 6 7

Рисунок 6. Схема сопряженного резонатора и преобразование положения включенного пикселя ПВМС в угловое отклонение выходного пучка внерезонаторным объективом; здесь 1, 7 — плоские зеркала резонатора; 2 - ПВМС; 3, 6 - софокусно установленные линзы резонатора; 4 - внутрирезонаторная диафрагма в центре резонатора; 5 - активный элемент; 8 - внерезонаторный объектив. Зеркала резонатора располагаются в сопряженных оптических плоскостях.

Выбор Оу и Р определяется поставленной задачей, например, согласованием апертуры пучка с предварительным усилителем (ПУ) линейного усилителя или с выходным усилителем мощной системы с ОВФ излучения.

Мощные щирокоаперту р ные лазерные системы, предназначенные для наведения лазерного излучения на удаленные объекты обычно имеют небольшое поле обзора (несколько десятков пикселей) и расходимость пучка близкую к дифракционной. В этих системах вследствие редуцирования диаметра пучка в выходных каскадах при сканировании пучка используется почти весь объем активной среды, а углы "качания" пучка составляют величину несколько угловых минут. Необходимы увеличенные световые апертуры промежуточных линзовых элементов.

Все рассмотренные выше методы формирования лазерного пучка можно использовать и в лазерных системах с внутрирезонаторным сканированием.

Глава 2 посвящена исследованию точности управления излучением мощной лазерной системы с ОВФ с помощью внутриререзонаторного ПВМС [22].

В разделе 2,1 рассмотрены факторы, которые могут влиять на точность управления. При проведении экспериментов в лабораторных условиях существует только угловая ошибка, связанная с неточным обращением волнового фронта пучка и угловая ошибка, вызванная задержкой срабатывания ПВМС. Последняя

¡Ошибка может привести к уменьшению точности из-за механических колебаний элементов лазерной системы (в основном поворотных зеркал), вызванных воздействием сильноточного импульса накачки лазерных каскадов на несущую конструкцию.

В разделе 2.2 рассмотрена лазерная система с ОВФ излучения. Светоупраи-ляемый ПВМС типа PROM (английская абревнатура "Pockels readout optical modulator") на основе фоторефрактивного кристалла силиката висмута с устройством электронного управления был впервые использован в качестве внутри-резо1 шторного элемента для управления диаграммой направленности лазера. В ЗГ использовался активный элемент из AHT:Ndi+. Для лучшего согласования с максимумом длины волны усилителя в части экспериментов использовался активный элемент из (1=1.053 мкм). Для управления работой ПВМС использовалось м о но импульсное излучение второй гармоники неодимового лазера. Задержка появления моноимпульсной генерации ЗГ относительно момента прихода управляющего светового импульса составляла 600 мкс. Длительность импульса генерации лазера равнялась 50 не. Выходная энергия ЗГ с активным элементом из AHT:Nd"'' не превышала 10...30 мкДж, а с активным элементом из ИЛФ:Ш",Т - 150...300 мкДж, причем в последнем случае часто наблюдались повреждения модулятора излучением.

Представлены результаты исследования модуляционной характеристики PROM при управлении излучением второй гармоники и цикл его работы. Показано, что полная модуляция достигается для длины волны 0.53 мкм при плотно-

сти сигнала —1.3 мДж/см .

На рисунке 7 приведена упрощенная схема экспериментальной установки для исследования точности управления пучком лазера.

сферическое зеркало

PROM залаю нш ft reneparrop

г—¡Й-О-И^сН}-

!_Н_F 1 ihrj: го. а

рсперный >

источник сетка 'С ,<Ь Л] ЭОП

^ rTn^HV;

Схема регистрации

150 Дж

Рисунок 7. Схема экспериментальной установки

Излучение второй гармоники (2са) неодимового лазера проходило через диафрагму ДI, установленную в фокусе длиннофокусной линзы Л1 (Г =32.8 м). Отразившись от клина, пройдя поляризатор П и отразившись от зеркала 31, излуче-

19

ние фокусировалось сферическим зеркалом на ПВМС ЗГ. Возникающий импульс генерации ЗГ распространялся в обратном направлении: отразившись от поляризатора П и пройдя схему изоляции, он попадал в предусилитель (ПУ) с ВРМБ -зеркалом.

Обращенное излучение, прошедшее через поляризатор П, поступало на вход двух проходного усилителя с ОВФ, перед которым был установлен вентиль Фа-радея и кварцевая 45° пластинка для поворота на 90° азимута поляризации выходного излучения и вывода его путем отражения от поляризатора П в направлении источника реперного излучения и схемы регистрации. Малая часть энергии пучка с выхода усилителя, отраженная от клина К1 и ослабленная зеркалом 32, поступала в схему регистрации, где направление пучка сравнивалось с направлением реперного излучения, которое попадало сюда, отразившись от ВРМБ-зеркала 1 реперного излучения (в части экспериментов использовалось излучение пучка 2со, отраженное от зеркально-линзового объектива типа "кошачий глаз").

Оба пучка подсвечивали реперную сетку, расположенную в фокусе линзы JI1 на фотокатоде электронно-оптического преобразователя (ЭОП). По отклонению максимумов дальнопольного распределения пучков относительно сетки можно оценить точность управления излучением усилителя. В качестве мощного усилителя использовался многокаскадный усилитель с ОВФ [20]. В состав усилителя входило шесть каскадов с последовательно возрастающими апертурами (2 каскада 045x630 мм, 060x630 мм, 075x240 мм, 085x300 мм и ДУ с апертурой 120 мм).

Геометрическое увеличение ВПФ и их расположение были выбраны так, чтобы обеспечить в усилительных каскадах максимальные числа Френеля. Диаметр выходного пучка был доведен до 100 мм.

Усилитель обеспечивал стабильную от вспышки к вспышке расходимость излучения близкую к дифракционной. Энергия составляла величину 410 Дж при работе от реперного источника на основной гармонике излучения. Более 72% энергии пучка сосредоточено в угловом растворе 4.6-Ю'5 рад, при <рл =2.6 -10"5 рад. Для проведения описываемых экспериментов на выходе усилителя устанавливался телескоп Галилея, уменьшающий диаметр пучка до 50 мм для согласования с ПУ.

Невысокая лучевая прочность PROM ограничивает выходную энергию ЗГ на уровне нескольких десятков микроджоулей. Для эффективного же съема запасенной в двухпроходном усилителе энергии и обеспечения высокого качества ОВФ на его вход необходимо подавать энергию несколько сотен микроджоулей [20]. Разработанные схемы ЗГ с лучевой разгрузкой ПВМС для увеличения выходной энергии [24,25] оказались неудобными для стыковки с усилителем. Вследствие этого потребовался ПУ слабого сигнала ЗГ с дополнительным ВРМБ - зеркалом для сохранения высокого качества волнового фронта усиливаемого пучка.

Схема ПУ была разработана вместе со схемой изоляции ПУ от излучения мощного усилителя. В его состав входил усилитель 10 х 300 мм, ячейка Фарадея, электрооптический дефлектор, 45°-пластинка, ретрансляторы для передачи плоскости входного зрачка. Ослабление излучения на последних проходах достига-

лось за счет малой (4.5%) величины отражения пучка от поляризатора как Rp -компоненты. В связи с тем, что в схеме (рисунок 7) используется двукратное ОВФ излучения, перед проведением экспериментов по исследованию точности управления пучком следовало убедиться, что оно не внесет дополнительных ошибок.

В разделе 2.3 приведены результаты исследований точности воспроизведения направления пучка при двукратном ОВФ. Практически во всех экспериментах с ОВФ его качество определяется по доле энергии обращенной волны, идущей в угловой раствор исходной волны, или по распределению интенсивности излучения в дальнем поле. Данные методы не дают информации о том, насколько точно совпадают максимумы дальнопольных распределений реперного и обращенного пучка. При проведении экспериментов использовалась методика регистрации пучков описанная выше. Диаметр пучка равнялся 100 мм. Двухкадровый режим работы ЭОП обеспечивался подачей через разрядник с лазерным поджигом на разворачивающие пластины прямоугольного электрического импульса с длительностью 400 не, так, чтобы его передний фронт поступал на пластины после прохождения реперного светового импульса. Таким образом, на экране ЭОП в одной вспышке наблюдалось два изображения сетки, подсвеченной реперным и обращенным пучками. По смещению пучков относительно сетки можно судить о точности воспроизведения направления реперного пучка ОВФ - волной. Результаты денситометрической обработки фотопленок с изображениями дальнопольных распределений пучков, полученных в серии экспериментов, показали, что с погрешностью до 3-Ю"6 рад направление ОВФ - пучка совпадает с направлением реперного пучка при расходимости пучков 2.6-10"5 рад. Предложенная методика позволяет регистрировать неполную компенсацию искажений в системах с ОВФ, в том числе уход направления пучка при наличии самовоздействия излучения, распространяющегося в нелинейной среде.

Результаты экспериментов по измерению точности управления пучка приведены в разделе 2.4. На рисунке 7 справа приведены характерные фотографии дальнопольных распределений реперного и обращенного пучков, полученные в экспериментах по управлению диаграммой направленности лазера с помощью внутрирезонаторного ПВМС. Энергия выходного пучка достигала 150 Дж и ограничивалась лучевой прочностью элементов схемы изоляции и ПУ. Обработка фотографий пучков выявила несовпадение максимумов распределений плотности энергии не превышающее величины 0.3 от дифракционной расходимости. Оно может быть вызвано влиянием механических колебаний оптических элементов между моментами записи управляющего излучения и появлением импульса излучения ЗГ.

Третья глава посвящена разработке внутрирезонаторных ПВМС на основе электрооптической керамики. На момент постановки работы, описанной в предыдущей главе, в лазерной технике использовались только ПВМС типа PROM и светоуправляемые ПВМС на основе жидких кристаллов. Их недостатки, указанные ранее, заставили искать возможность разработки более совершенных

ПВМС. В качестве материала для электроуправляемых ПВМС наше внимание привлекла электрооптическая керамика ЦТСЛ (РЬгТ).

В разделе 3.1 приведены основные свойства электороптической керамики ЦТСЛ. Отмечается, что Р1^Т был первым не монокристаллическим материалом, в котором был зарегистрирован сильный электрооптический эффект. Композиция PLZT обычно представляется системой обозначений х / (1 - у) /у, которая обозначает количества La^Zr/T¡, данные в процентах моли (то есть дробь моли, умноженную на 100). Например, система обозначений 8/65/35 представляет РЬгТ с химическим составом (РЬо.92Ьао08)(2г0.б5Т10з5)09803. Свойства ЦТСЛ сильно зависят от состава.

В разделе 3.2 приведены результаты исследования электрооптических свойств образцов РЬгТ с различной концентрацией лантана 9...9.75/65/35 с целью выбора оптимального для ПВМС. Величина напряжения и^ измерялась путем регистрации максимума прошедшего через поляризатор излучения после его двукратного прохождения через образец после отражения от установленного сзади зеркала. Напряжения иш измерялись при установке образцов между скрещенными поляризаторами по максимуму прошедшего излучения. Для повышения точности измерений в статических режимах использовалась модуляция пучка с помощью вращающегося диска с отверстиями. Измерения проводились на длине волны 0.6328 мкм. При измерении величины статического напряжения на электроды модулятора подавалось постоянное напряжение. При измерении импульсных характеристик использовался электронный ключ, позволяющий подавать на образцы импульсы с амплитудой до 3 кВ.

Анализируя полученные экспериментальные результаты можно констатировать следующее. Величина статического уменьшается с уменьшением содержания лантана и увеличением толщины образца. Отношение импульсного напряжения к статическому напряжению увеличивается с уменьшением содержания лантана от 1,3 до 1,8 (ги = 400 мкс). Импульсное для образца керамики состава 9.75/65/35 (ии4имп =1600 В) практически сравнивается с и?у4 образца состава 9.0/65/35 (иУ4имп =1520 В). Величина оптического контраста образцов с уменьшенным содержанием лантана заметно меньше, чем у образцов состава 9.75/65/35. При ступенчатом уменьшении величины приложенного напряжения для образцов с меньшим содержанием лантана наблюдается заметный гистерезис в зависимости пропускания образцов, установленных между скрещенными поляризаторами, от величины приложенного напряжения, который, впрочем, не влияет на работу в импульсном режиме. Ввиду большей доли нерегулярной части электрооптического отклика [37] керамики состава 9/65/35 при работе в импульсном режиме, плоская вершина в импульсе пропускания достигается только к концу электрического импульса с длительностью 400 мкс, а для меньших длительностей это приводит к необходимости дополнительного увеличения амплитуды импульса. Все вышеперечисленные факторы позволили выбрать для изготовления ПВМС мелкозернистую параэлектрическую керамику состава 9.75/65/35. По результатам экспериментов определены электрооптические коэффициенты образцов.

В разделе 3.3 приведены результаты исследования порогов разрушения и морфологии разрушений полированных образцов керамики ЦТСЛ состава 9.75/65/35 при размерах пятна воздействия - 1.6 мм по уровню 1/е для лазерного импульса т ~ 35 не с длиной волны 1.054 мкм по методикам, отработанным в [ 16,26,27]. На выходе лазерного усилителя на стекле излучался лазерный пучок с равномерным пространственным профилем диаметром 3 см и энергией до 10 Дж, Диафрагма вырезала из пучка центральную наиболее равномерную часть диаметром 1.2 см. Излучение фокусировалось линзой на испытываемый отполированный образец керамики. Часть пучка отражалась от клинового делителя до образца, проходила через фокальную диафрагму и попадала на измеритель энергии. Изображение фокальной плоскости пучка с диафрагмой регистрировалась ПЗС - матрицей цифровой телекамеры УУЭ 522. Разрушения образца регистрировались второй камерой, установленной на микроскоп. Регистрировалось распределение плотности энергии, и сопоставлялись этим плотностям полученные картины разрушения. Регистрация поверхностей образца до воздействия и после него позволяла установить связь дефектов с появляющимися разрушениями. Положение места воздействия лучка на образец было заранее известно. Полученная гистограмма показывает, что порог разрушения равен 11±1 Дж/см".

В разделе 3.4 приведены конструктивные особенности разработанных образцов внутрирезонаторных электроуправляемых ПВМС на основе ЦТСЛ 9.75/65/35, работающих на квадратичном электрооптическом эффекте, и результаты расчета электрических полей с помощью компьютерной программы ЕЬСиТ1". Программа моделирует двумерные поля методом конечных элементов. Программа ЕЬСиТ применяется для анализа линейных электростатических полей в плоской и осесимметричной постановках. На рисунке 8 показано распределение электрического поля в поперечном сечении линеек ПВМС канального типа и с двухсторонними заглубленными в подложку электродами. Сплошные линии на рисунках — линии одинакового потенциала, штриховые линии - векторы напряженности электрического поля.

Рисунок 8

Оттенки серого показывают зоны с одинаковой напряженностью электрического поля. Направление распространения модулируемого светового излучения показано стрелкой. Проведенные расчеты полей позволяют определить пропускание модулятора в каждой точке поперечного сечения и оптимизировать их геометрию.

12. ПК "ТОР'1 (СПб). ГтрУ/еШ.ги

В разделе приводятся экспериментально полученные профили пропускания пикселем модулятора излучения для различных напряженностей поля. На рисунке 9 приведена фотография ¡некоторых ПВМС, разработанных и изготовленных в НИИКИ ОЭП в результате проведенных исследований.

Рисунок 9. Образцы ПВМС с шагом между электродами I мм (16 пикселей). 0.25 мм (32 пикселя), и 5 мм (8 пикселей).

В разделе 3.5 рассмотрены схемы управления работой ПВМС, разработанные в работах [28-30]. Электрическим эквивалентом элемента (пикселя) ПВМС является емкость. Включить данный элемент ПВМС - означает подать на его электроды разность потенциалов, все остальные электроды должны находиться под одинаковым потенциалом: до включенного пикселя под напряжением источника питания, после - заземлены. Известны два типа электронных ключей: 1) двойной ключ, содержащий заряжающий и разряжающий транзисторы для управления одним пикселем. При его использовании требуется деление каждого пикселя управляющим электродом на две части. Преимуществом двойного ключа является независимость работы коммутируемых пикселей, недостатком увеличение дифракционных потерь и сложность формирования нулевой моды лазера; 2) последовательное соединение зарядного и разрядного ключей, при котором отдельные пиксели заряжаются через свои транзисторы. В таком соединении ключей устранена необходимость в дополнительном электроде, но переключение пикселей влечет за собой переключение всех транзисторов. Нами используется второй вариант электронных ключей.

Раздел 3.6 посвящен результатам экспериментального исследования оптического контраста модуляторов. Образцы ЦТСЛ имеют малую величину остаточного двулучепреломления и пропускание ими излучения в видимом или ближнем ИК-диапазоне при установке между скрещенными поляризаторами составляет -5000:1. Контраст модуляторов могу Г уменьшать несколько факторов: неточная установка величину управляющего напряжения: неоднородность элек-

трического поля между электродами; наведенное двулуче прело мление из-за превышения режимов эксплуатации; возникновение пьезоэффекга при коротком управляющем импульсном воздействии, который приводит к появлению пропускания излучения соседними пикселями.

В статическом режиме при скрещенных поляризаторах оптический контраст превышает величину 2000:1 и более чем на порядок превышает контраст, достигаемый при параллельной установке поляризаторов. Этот факт легко объясняется наличием неточностей в геометрии модуляторов (разброс ширины электродов, величины заглубления и т.д.), что приводит к разбросу и^ для различных зон одной линейки и различных линеек модулятора. Оптический контраст модулятора при засветке широким пучком с большим угловым раствором (20-30°) и при фокусировке излучения на один элемент в малом угле изменяется менее чем в два раза. Показано, что в динамическом режиме контраст соседних пикселей уменьшается в 3-5 раз.

Глава 4 посвящена разработке и исследованию лазера на АИГ:Ш3+. В разделе 4.1 рассмотрена оптическая схема сопряженного резонатора для двухкоор-динатного сканирования пучка [28-30]. Принцип работы анализируется с помощью матриц Джонса, ПВМС выполнен в виде двух разнесенных а пространстве одномерных электроуправляемых пластин (рисунок 10) с ортогонально ориентированными электродами и под 45° к азимуту наибольшего пропускания поляризатора. Пластины установлены в сопряженные оптические плоскости вблизи зеркал резонатора и, вследствие изображающих свойств резонатора, образуют двумерную "матрицу". Схема лазера приведена на рисунке 10, на врезке рисунка показан ход внеосевой моды резонатора. Генерация осуществляется на пересечении включенных линеек пластин ПВМС. При отсутствии разности потенциалов между электродами пластин, генерация лазера блокируется системой "поляри-

Рнсунок 10. Схема лазера с внут-рирезонаторным сканированием излучения: 1,5 - зеркала резонатора; 2,4 - линзы резонатора; 3-активный элемент; 6 - пластины ПВМС; 7 - кварцевые фазовые пластинки; 8 - поляризатор; 9 -пассивный затвор; 10 - диафрагма; 11 - внерезонаторная линза; У2 - устройство управления работой ПВМС; 13 - компьютер.

В разделе 4,2 приведены результаты исследования характеристик генерации лазера в импульсном, импульсно-периодическом и пакетно-импульсном режимах работы. Последний режим интересен тем, что позволяет получить лазерное изображение объектов при локации. При работе в импульсном режиме работы достигнута генерация излучения по всему рабочему полю ПВМС. Энергия

затор - пластина А/4 - зеркало резонатора".

Г Р I 2II

генерации 10 ...600 мкДж, она регулируется величиной накачки и величиной напряжения, подаваемой на модулятор. При увеличении выходной энергии до величин, превышающих 0.8 мДж, наблюдается появление разрушений электро-управляемой пластины модулятора, которая установлена вблизи 100% зеркала.

Длительность импульса генерации - 50 не при использовании модулятора добротности на основе кристалла УР в резонаторе. При отсутствии дополнительного затвора лазер генерирует импульсы с длительностью 150 - 250 не (электрооптическим затвором в этом случае является сам ПВМС). Получена генерация излучения в любом выбранном направлении, заданном пикселем ПВМС, с частотой повторения 50 Гц.

Приведены результаты исследования генерации "пакетов" импульсов излучения лазера в разных направлениях, заданных программой сканирования. Этот режим интересен тем, что позволяет получить на выходе усилителя пакет моноимпульсов с энергией сопоставимой с энергией свободной генерации. Для накачки активного элемента в этой серии экспериментов использовался импульс накачки с длительностью 1 мс. Эксперименты показали, что не представляет особой сложности получить "пакет" из 20 - 30 импульсов генерации, следующих с частотой 50 -100 кГц в одном из выбранных направлений.

Более сложной оказалась задача получения "пакета" импульсов, сканирующих пространство в различных направлениях. Неодинаковые амплитуды импульсов генерации в данном режиме работы связаны не только с различием порога генерации в поле сканирования, с разбросом значений СД/4 Для различных линеек ПВМС, но также и с величиной энергии генерации предыдущих импульсов в "пакете". Генерируемые моды сопряженного резонатора частично занимают один и тот же объем активной среды, и на величину амплитуды импульса в "пакете" сказывается не только энергия предыдущего импульса, но и его направление. Показано, что использование для накачки лазера импульса тока сформированного разрядом искусственной длинной линии и введение отрицательной обратной связи (раздел 4.3) по амплитуде импульсов в реальном времени позволяет получить "пакеты" из 50-100 импульсов излучения в заданных направлениях. Для реализации отрицательной обратной связи в резонатор устанавливался электрооптический затвор на кристалле танталата лития и дополнительный поляризатор с ортогонально ориентированным азимутом наибольшего пропускания. Сигнал обратной связи снимался с коаксиального фотоэлемента ФЭК47.

В разделе 4.4 приведены результаты исследования характеристик излучения лазере с непрерывной ламповой накачкой. При непрерывной накачке готовность лазера с эл ектроуправля е м ы м ПВМС к адресации излучения к произвольному пикселю не превышает 3 - 4 мке в любой заданный момент времени. Кроме того, при работе в таком режиме значительно проще управлять величиной энергии импульсов излучения, что приводит к увеличению надежности работы лазера и ПВМС. Были проведены исследования по реализации одно координатного сканирования излучения твердотельного лазера с непрерывной накачкой. Проведению этой работы способствовала разработка ПВМС с двухсторонними заглубленны-

<1и в материал подложки электродами, обладающими малыми потерями излучения по сравнению с ПВМС, имеющими электроды канального типа. В отличие от импульсной накачки, в режиме непрерывной ламповой накачки в активном элементе возникает короткофокусная тепловая линза, наличие которой необходимо /читывать при расчете параметров сопряженного резонатора. Параметры резонаторов рассчитывались методами матричной оптики. Было реализовано одноко-эрдинатное сканирование излучения лазера на АИГ:КсГ' с непрерывной накачкой с помощью внутрирезонаторного ПВМС на основе ЦТСЛ с размером пикселя 450 мкм. При длительности импульса генерации 150 - 200 не достигнута энергия импульсов генерации до 500 мкДж. Получены "пакеты" импульсов излучения лазера при частоте следования импульсов в пакете от I до 10 кГц и при час-готах следования "пакетов" импульсов ло 200 Гц (рисунок 11).

I |

I

1

I |

I

I |

Рисунок П. Осциллограммы импульсов излучения лазера е непрерывной накачкой, следующих в различных направлениях: частота 1 кГц - (верх-пес фото) и 5 кГц [30].

В разделе 4.5 приведена оптическая схема лазерного резонатора с лучевой разгрузкой ПВМС. Схема лазера приведена на рисунке 12. В сопряженном резонаторе лазера используется одна линза сферическая, вторая цилиндрическая [3 1]. Такая схема лазера позволяет увеличить энергию выходного импульса при одно-координатном сканировании излучения за счет увеличения работающей зоны ■пикселя ПВМС вдоль электродов и дополнительной лучевой разгрузки ПВМС с помощью поляризатора 7 и четвертьволновой пластинки. Четвертьволновая пластина К) за сферическим зеркалом развернута так. что только малая часть излучения отражается от поляризатора для создания обратной связи в резонаторе. Большая часть излучения выводится из резонатора через поляризатор 7. Благодаря этим двум факторам выходная энергия лазера увеличилась почти в 20 раз и составляет 10 мДж при длительности импульса 200 не. В разделе рассмотрены характеристики разработанного лазерного маркера [32.33] на основе схемы рисунка 12, приведены образцы маркировки различных материалов.

В разделе 4,6 приведены результаты исследования характеристик лазера с ннутрирезонаторным сканированием, активный элемент которого накачивается .линейками лазерных диодов с импульсной световой мощностью 600 Вт. Экспериментально показано, что при частоте следования свыше 300 Гц на работу лазера начинает влиять тепловая линза и деполяризация излучения. Установлен па-

раболический вид теплового поля в активном элементе, для расчета резонатора можно использовать матрицу Джонса, полученную в работе [34] При использовании схемы рисунка 12 получена энергия сканирующих м оно им пульсов до 3 мДж.

Рисунок 12. Схема лазерного резонатора с лучевой разгрузкой: 1, 2, 3 - 100% зеркала резонатора; 4 - пластина 11ВМС; 5,10 - кварцевые фазовые пластинки; 6 - цилиндрический объектив; 1- поляризатор; 8- активный элемент; 9 - сферический объектив; 11 - устройство управления работой ПВМС; 12-компыотер

Получены также "пакеты" импульсов в различных направлениях (по 3 в каждом импульсе накачки длительностью 250 мкс).

Рисунок 13. Фото сканирования лазера на второй гармонике (слева), слабая компонента и полный лучок излучения гелий - неонового лазера при частоте следования импульсов 300 Гц (справа)

Глава 5 посвящена исследованию лазерных систем с внутрирезонаторным наведением излучения на АИГ:^"'' в том числе с ОВФ излучения (раздел 5.1) Задача актуальна для разработки лазерных локаторов на основе внутрирезона-торного сканирования. Рассмотрены алгоритмы работы и преимущества лазерных локаторов [36] с внутрирезонаторным наведением излучения, приведена схема локатора космического базирования и алгоритмы его работы (раздел 5.2). Предложена схема и рассчитаны энергетические и габаритные характеристики мощного лазера на неодимовом стекле с энергией в импульсе 600 - 700 Дж с внутрирезонаторным управлением пучка (раздел 5.3). Вычисления основаны на характеристиках разработанной элементной базы, полученных экспериментальных результатах и опыте построения аналогичных систем. Показано, что благодаря использованию разработанного ПВМС не требуется сложного предварительного усилителя и достаточно легко обеспечивается изоляция. Рассмотрены особенности формирования пространственного профиля пучка в лазерных системах с внутрирезонаторным наведением.

В разделе 5.4 приведены результаты исследований, направленных на создание лазерного резонатора с двухкоординатным управлением диаграммой направленности, позволяющие установить обе пластины модулятора у одного из зеркал резонатора и осуществить режим лучевой разгрузки модуляторов света.

' Разработана оптическая схема резонатора, которая условно названа схемой с 'дополнительной ретрансляцией плоскости изображения ПВМС. Разработанная ' схема позволяет использовать пиксели ПВМС любого малого размера. Для

■ ПВМС с пикселем большого размера, с которым в резонаторе необходимо ис-! пользовать длиннофокусные линзы, предложена схема с установкой 90° кварцевой пластины между ортогонально ориентированными пластинами ПВМС. Показано, что в этом случае пластины ПВМС должны быть установлены между параллельно ориентированными поляризаторами. Экспериментально продемонстрирована работоспособность резонаторов.

I Глава 6 посвящена исследованию характеристик излучения лазеров на дру-I гих активных средах с внутрирезонаторным управлением диаграммы направлен-| ности. Рассмотрены (раздел 6.1) резонаторы и особенности работы лазера на 1 парах меди (ЛПМ) [38, 39]. Лазер на парах меди излучает на двух недалеко рас-1 положенных резонансных линиях на метастабильные уровни с длинами волн 1 510,6 им (зеленая линия) и 578,2 нм (желтая линия). Инверсная населенность ' возникает при коротких электрических разрядах с длительностью порядка десят-| ков наносекунд. Частота следования импульсов 10-20 кГц, их длительность со-I ставляет величину -10 не. Время жизни инверсной населенности мало и состав-I ляет несколько сотен наносекунд. Мода резонатора формируется за малое коли-I чество проходов излучением резонатора. Получена управляемая генерация ЛПМ I на уровне мощностей излучения 0.2- 0.5 Вт. Экспериментально продемонстриро-I вана возможность спектральной и поляризационной поимпульсной кодировки | излучения ЛПМ.

1 Рассмотрены результаты (раздел 6.2) исследований характеристик излуче-1 ния нецепного химического электроразрядного ОР лазера (диапазон длин волн 1 генерации 3.5 - 4,1 мкм), направленных на выяснение возможностей внутрире-1 зонаторного управления его диаграммой направленности. Приводятся результа-1 ты исследований по созданию элементной базы резонатора лазера. Описаны ре-1 зультаты исследования характеристик излучения лазера при управлении диа-! граммой направленности по одной и двум координатам [40, 41], результаты ис-' следования усиления излучения лазера на части активной среды.

■ На рисунке 14 приведена схема резонатора лазера с двухкоординатным ска-I нированием, а на рисунке 15 - осциллограмма импульса генерации лазера.

1 Отмечается, что при исходной энергии плоского короткого резонатора 50 1 мДж, при одно координата ом сканировании получены импульсы с энергией 16-| 18 мДж с возможностью увеличения энергии до 30 - 35 мДж при просветлении ! поверхностей ПВМС. При двухкоординатном сканировании получена энергия I импульсов 6-8 мДж, ограниченная лучевой прочностью зеркал и модуляторов. I Показана возможность увеличения энергии импульсов при усилении их на части

■ активной среды до 20-23 мДж.

WW;

S 5 6

* IF * 9

а а з

э ь о

* Ù О

* Ъ t ■ - V

в

О

«Ч4НИ0 -n ' ■ ï: > : , i i

сррди

Рисунок 14, Схема сопряженного резонатора DF - лазера: I - многослойное диэлектрическое "глухое" зеркало резонатора R = 98%; 2, 13 - пластины ПВМС, 3, 12 - четвертьволновые пластинки из кристалла сапфира; 4 - плоское поворотное зеркало; 5,9 — сферические 100% зеркала резонатора с фокусом 750 мм; 6 - пластины ЦТСЛ под углом Брюстс-ра; 7 - окна разрядной камеры из флюорита; 8 - разрядный промежуток 14 х 20 ми с активной средой; 10, 11 - поворотные плоские зеркала; 14 - выходное зеркало резонатора (плоско- параллельная пластинка из ЦТСЛ); 15 - сферическое в не резонатор но е зеркало с фокусом 1200 мм. На врезках показаны отпечатки пучков на черной фотобумаге при сканировании пучка по горизонтали и вертикали, а также по диагонали.

Рисунок ¡5. Форма импульса излучения DF лазера с вре-

менным разрешением 7 ■ 10 с. Развертка 100 не /см.

В заключении подводятся основные итоги работы. В приложении 1 приведен обзор свойств и применений прозрачной керамики на основе объемного материала и пленок РЬ27, В приложении 2 рассмотрены особенности юстировки сопряженного резонатора и требования к линзовым элементам.

Результаты работы, на основе которых сформулированы защищаемые положения

1. Проведены исследования в области формирования мощных лазерных пучков. В результате использования оптической ретрансляции изображения входной апертуры с высоким коэффициентом заполнения в усилительном канале, периодической пространственной фильтрации и выходных каскадов усиления с большой апертурой в несколько раз повышена яркость излучения лазерной многокаскадной установки на неодимовом стекле. Получен лазерный пучок мощность до 300 ГВт при длительности импульса 8 ТО"10 с. Обнаружен эффект сильной деполяризации излучения при возникновении МС. Разработаны ДУ с

апертурой до 15 см с эффективностью системы накачки. Впервые экспериментально показано, что выбором формы импульса тока в лампах накачки можно на 15... 25% увеличить уровень запасенной энергии в активной среде лазера. С помощью разработанных покрытий решена задача подавления паразитной генерации в активных элементах ДУ, ограничивающая их коэффициент усиления на уровне -0.03 см Показано, что ДУ с апертурой 15 см способен обеспечить энергию выходного пучка до 3 кДж при импульсе 5-10 не или мощность пучка до 2.4 ТВт при импульсе короче 0.5 не. Показано, что использование экспериментально исследованных методов формирования мощных лазерных пучков, таких как ретрансляция входной апертуры в лазерном канале и использование предложенной системы "жесткая диафрагма-пространственный фильтр", позволяют получить высокоинтенсивные пучки при малых длительностях импульсов за счет подавления мелкомасштабной и крупномасштабной самофокусировки излучения. В лазерных системах с большей длительностью импульса они минимизируют отношение пиковой плотности энергии к средней, уменьшают шумовые выбросы интенсивности, что защищает элементы лазерного канала от разрушений.

2. В результате экспериментальных исследований ОВФ сканирующего в пространстве пучка в различных нелинейных средах установлено, что при высоких скоростях развертки волнового фронта пучка в нелинейной среде в дальней зоне отраженного излучения возникают пространственные разрывы, в то время как во времени отражение происходит непрерывно. Показано, что до возникновения новой гиперзвуковой голограммы в каустике пучка отражение излучения ВРМБ - зеркалом происходит в первоначальном направлении, после появления новой голограммы в каустике отражение происходит в двух направлениях, постепенно увеличиваясь в новом направлении.

3. Использование исследованных методов формирования лазерных пучков в многокаскадной лазерной системе на неодимовом стекле с ОВФ позволило получить лазерный пучок с энергией 410 Дж, половина которой сосредоточена в угловом растворе равном дифракционному для диаметра пучка 100 мм при длительности импульса 25-10"9 секунд. Экспериментально показано, что с помощью внутрирезонаторного ПВМС, пучок лазерной системы может быть наведен на объект с точностью до 3 десятых долей угла дифракционной расходимости. Разработанная методика измерений точности наведения позволяет не только измерить воспроизведение направления реперного излучения с точностью не хуже 0.1 от дифракционного для диаметра пучка 100 мм, но и зарегистрировать уход направления пучка при наличии самовоздействия излучения, распространяющегося в нелинейной среде.

4. Экспериментально исследованы электрооптические свойства образцов керамики ЦТСЛ с различным содержанием лантана. Для изготовления ПВМС выбран состав 9.75/65/35, имеющий минимальное время электрооптического отклика ~ 1 мке, при практическом отсутствии гистерезиса. Исследована лучевая прочность ЦТСЛ 9.75/ 65 /35 при пятнах облучения 0.3 и 1.6 мм по уровню 1/е. Полученная величина лучевой прочности 11 Дж/см2 для импульса -30 не на 2

порядка превышает лучевую прочность других используемых на практике ПВМС. На основе ЦТСЛ разработаны электроуправляемые ПВМС с заглубленными в материал подложки двухсторонними электродами, высокой равномерностью распределения электрического поля между электродами и с контрастом, превышающим 1000:1.

5. Разработана оптическая схема резонатора лазера с внутрирезонаторным двухкоординатным сканированием излучения, учитывающая специфику разработанных ПВМС в виде двух разнесенных пластин с линейными электродами. Проведены исследования характеристик его генерации в различных режимах работы, показавшие возможность адресации излучения в любую заданную точку поля зрения в течение 3-4 мкс и возможность формирования "пакета" импульсов в разных направлениях с частотой следования импульсов до 100 кГц. Предложена оптическая схема сопряженного лазерного резонатора с лучевой разгрузкой и увеличенным съемом запасенной в активной среде энергии. В сопряженном резонаторе лазера используется одна линза сферическая, вторая цилиндрическая. Для круглого активного элемента энергия на выходе достигает 10 мДж при длительности импульса 200 не. На основе данной схемы лазера реализован лазерный маркер изделий промышленности. Разработана оптическая и габаритная схема лазера на неодимовом стекле с энергией импульса 600...700 Дж с ОВФ излучения, диаграммой направленности которого управляет разработанный ПВМС, рассчитаны энергетические характеристики лазерной системы.

6. Впервые получена генерация в заданных внутрирезонаторным ПВМС направлениях лазера на парах меди (ЛПМ). Экспериментально продемонстрирована возможность пространственно-временной и спектральной кодировки излучения ЛПМ. Проведены серии экспериментов с ББ -лазером (установка в резонатор углового селектора, поляризатора, удлинение резонатора), показавшие принципиальную возможность внутрирезонаторного управления его излучением. Разработаны и исследованы ключевые элементы сопряженного лазерного резонатора, в частности, поляризаторы и четвертьволновая развязка для диапазона спектра 3.5...4 мкм. Показана возможность использования стопы из трех пластин, с высоким показателем преломления в качестве поляризатора в лазерном резонаторе. Экспериментально подтверждена высокая поляризующая способность такого поляризатора. Впервые реализовано одно - и двух - координатное управление диаграммой направленности химического нецепного БР-лазера.

Таким образом, совокупность полученных в данной работе результатов по формированию лазерных пучков, уменьшению их угловой расходимости и точному наведению с помощью быстродействующих ПВМС, может быть квалифицирована как решение важной научно-технической, народно-хозяйственной и оборонной задачи, связанной с передачей энергии с помощью лазерного пучка на большие расстояния, дальней локацией и связью, маркировкой и точной обработкой изделий промышленности.

Основные результаты работы опубликованы в статьях:

1. Алексеев В.Н„ Стариков А.Д., Чернов В.И. Оптимизация пространственного профиля мощного светового пучка в усилительном тракте лазерной установки на неодимовом стекле. Квант, электроника, т. 6, №11, 1979, с. 2374-2381.

2. Алексеев В.Н., Стариков А.Д., Чернов В.Н., Чарухчев A.B. Повышение яркости излучения мощного лазера на фосфатном стекле с Nd3+ путем пространственной фильтрации пучка в усилительном тракте. Квант, электроника, т. 6, № 8, 1979, с. 1666-1671.

3. Алексеев В.Н., Стариков А.Д., Чернов В.Н. Изобретение "Лазерный усилитель" Авторское свидетельство СССР №795374.

4. Алексеев В.Н., Стариков А.Д., Чернов В.Н. Формирование пространственного профиля пучка в лазерном усилителе с помощью системы жесткая диафрагма - пространственный фильтр. Квант, электроника, т. 7, №9,1980, с. 1906-1913.

5. Алексеев В.Н., Стариков А.Д., Чернов В.Н. Деполяризация выходного пучка усилителя

на неодимовом стекле при мелкомасштабной самофокусировке излучения. Квант, электроника, т. 10, №5, 1983, с. 857-859.

6. Алексеев В. H., Мак А. А., Пивинский Е. Г., Седов Б. Л/, Стариков А. Д., Цветков А. Д.

Высокоэффективные дисковые усилители на неодимовом стекле. Квант, электроника, т. 3,№1, 1976, с. 226-227.

7. Алексеев В. Н., Мак А. А., Пивинский Е. Г., Седов Б. Л/,, Стариков А. Д., Цветков А. Д.

Оконечные дисковые усилительные каскады. Квант, электроника, т. 5, №11, 1978, с. 2369 -2376.

8. Алексеев В.Н., Любимов В.В., Пивинский КГ., Цветков А. Д. Исследование возможности

повышения эффективности дисковых усилителей. Квант, электроника, т.6, №7, 1979, с.1570-1572.

9. Алексеев В. Н., Бордачев К Г., Головин С. В. и др. Расчет и экспериментальное иссле-

дование энергетических характеристик дисковых усилителей на неодимовом стекле. Квант, электроника, т. 7, №9,1980, с. 1906 -1913.

10. Алексеев В.Н., Головин С. В., Костометов Г. П. и др. Исследование возможностей

повышения мощности и эффективности лазерных усилителей на неодимовом стекле с оконечными дисковыми каскадами. Квант, электроника, т. 12, №2, 1985, с. 325-330.

11. Алексеев В. H., Волынкин В.М., Толстой М.Н. "Поглощающее покрытие дисковых

активных элементов". Авторское свидетельство СССР № 268270. Приор, от 10.04. 1987 г.

12. Алексеев В.Н., Горохов A.A., Довгер U.C., Седов Б.М., Стариков АД. Оптические ис-

кажения светового пучка в дисковом усилителе с большой апертурой. Квант, электроника, г. 5, №1, 1978, с. 168-170.

13. Алексеев В. Н„ Бордачев Е. Г., Вицинский С. А., Кулаков В. И. , Рыбин В. Н. Стари-

ков А. Д. 0 влиянии формы импульса излучения накачки на уровень запасенной энергии в усилителях на неодимовом стекле. Квант, электроника, т. 5, № 10, 1978, с. 2291-2293.

14. Алексеев В. Н., Жилин А. Я, Чернов В. Н. Экспериментальное исследование насыще-

ния импульса длительностью 1 не в силикатном и фосфатном стеклах. Квант, электроника, т. 7, №9, 1980, с. 1906-1913.

15. Алексеев В. Н., Дмитриев Д.И., Жилин А. H., Чернов В. Н. Насыщения усиления в

фосфатном неодимовом стекле. Квант, электроника, т. 12, №1, 1985, с.159-161.

16. Алексеев В.Н., Свечников М.Б., Чернов В.Н. Разрушение многослойных диэлектриче-

ских покрытий лазерным импульсом наносекундной длительности. Квант, электроника, т. 12, №4, 1985, с. 729-737.

17. Алексеев В.Н., Бордачев Е.Г., Кузьмина Н.В., Жилин А.Н., Розанов H.H., Смирнов В.А.,

Стариков АД., Чернов В.Н. Ограничение яркости выходного пучка лазерного усили-

теля с пространственными фильтрами и оконечными дисковыми усилительными каскадами. Известия АН СССР, Сер. физ., т. 45, №3, 1981, с. 659-662.

18. Алексеев В.Н., Бордачев Е.Г., Бородин В. Г., Горохов А. А. и др. Шестиканальная ла-

зерная установка «Прогресс» на фосфатном неодимовом стекле. Известия АН СССР, сер. Физическая, т.48, № 8, 1984, с. 1477-1484.

19. Алексеев В.Н., Дмитриев Д. И., Розанов H.H., Чернов В.Н., Смирнов В.А., Стариков

АД. Усиление фазосопряженных плоских волн в стекле при мелкомасштабной самофокусировке. Квант, электроника, т.Ю, №5,1983, с. 1010-1012.

20. Алексеев В.Н., Голубев В.В., Дмитриев Д.И. и др. Исследование ОВФ в лазерном уси-

лителе на фосфатном стекле с выходной апертурой 12 см. Квант, электроника, т. 14, №4,1987, с. 722- 728.

21. Алексеев В.Н., Дмитриев Д.И., Решетников В.И. ОВФ сканирующего пучка. Квант.

электроника, т. 18, X« 1,1991, с. 111-113.

22. Алексеев В<Н., Дмитриев Д.И., Жилин А.Н., Решетников В.И., Стариков АД. Точность

управления диаграммой направленности лазера на неодимовом стекле с ОВФ излучения при использовании пространственно-временного модулятора света. Квант, электроника, т. 21, №8, 1994, с. 753-758.

23. Алексеев В.Н., Дмитриев Д.И., Решетников В.И. "Фильтр пространственных частот".

Авторское свидетельство СССР № 316884. Приоритет от 03.1989.

24. Алексеев В.Н., Дмитриев Д.И., Решетников В.И. Изобретение "Сканирующий лазер".

Авторское свидетельство СССР № 321307. Приоритет от 08. 1989 г.

25. Алексеев В.Н., Дмитриев Д.И., Решетников В.И. Изобретение "Лазер с управляемой

диаграммой направленности излучения". Авторское свидетельство № 320785. Приоритет от 24.07. 1989 г.

26. Sirazetdinov VS., Alekseev V.N., Dmitriev D.I., Charukhchev A.V., Chernov V.N., Kotilev

V.N., Liber V.l., Rukavishnikov N.N. Express method of estimating laser-induced surface damage threshold for optical components. Laser and Particle Beams, v. 20, 2002,133-137.

27. Алексеев B.H., Бессараб А. В., Гаранин С. Г. и др. Исследование лучевой прочности

поверхности экспериментального лазерного стекла. Оптический журнал, т. 69, №1, 2002 стр. 11-15.

28. Alekseev V, Liber V, Starikov A., Anspoks A., Auzins Е„ Klotins Е„ and Kotleris J. High-

efficiency angular deflection of the laser beam/PLZT intracavity array. Ferroelectrics, v. 131, №1-4, 1992, p. 301-306.

29. Алексеев В.H., Либер В.И, Стариков АД. "Сканирующий лазер".Патент РФ № 2040090,1995.

30. Алексеев В.Н., Котылев В.Н., Либер В.И. Исследование характеристик излучения

АИГ: Nd -лазера с внутрирезонаторным пространственно-временным модулятором света на основе электрооптической керамики ЦТСЛ. Квант, электроника, т. 27, №3, 1999, с. 233-238.

31. Алексеев В.Н., Либер В.И. "Сканирующий лазер". Патент РФ № 2142664,1998.

32. Alekseev V. Kotilev V.N. Liber V.l. YAG: Nd scanning laser with intracavity PLZT -based spatio-temporal light modulator. // Proc. SPIE vol. 5123, "Advansed optical devices", 2003, p. 22-24.

33. Алексеев В.Н. Лазерный маркер упаковок с радиоактивными веществами. Экологи-

ческие вести №6 . Специальный выпуск работ стипендиатов именных научных стипендий Губернатора Ленинградской области за 2002-2004 г. "Экологическая безопасность хранения радиоактивных отходов".

34. Алексеев В.Н., Горохов А. А. Энергетические и поляризационные характеристики ОКГ

на неодимовом стекле при использовании плоского и неустойчивого резонаторов. Квант, электроника, т. 2, № 4, 1975, с. 733-737.

35. Алексеев В.Н., Никитин Н.В., Чарухчев А.В., Чернов В.Н. О юстировке многокаскад-

ных лазерных усилителей. ОМП, № 11, 1983, с. 46-48.

36. Алексеев В.Н. Лазерный локатор на основе внутрирезонаторного сканирования излу-

чения. Оптический журнал, т. 68, №4, 2001, с. 43-47.

37. Klotins Е., Alekseev V. N. Ferroelectric Electrooptic Ceramics: Physics and Applications.

Materials Science, v.8, №2, 2002, p. 141-155.

38. Alekseev V.N., Blinov S.V., Vitsinskii S.A., Divin V.D., Isakov V.K., Kolylev V.N., Liber V.I.

and. Lovchii I.L. Cu-vapor laser with intracavity radiation scanning by STLM based on PLZT ceramics. Journal of Russian Laser Research, v. 17,1996, p. 418-421.

39. Алексеев B.H., Вицинский C.A., Дивин В.Д., Ловчий И.Л. "Сканирующий лазер". Па-

тент РФ № 2082264, 1996.

40. Алексеев В.Н., Котылев В.Н. , Либер В.И., Фомин В.М. Исследование внутрирезона-

торного сканирования излучения электроразрядного DF-лазера. Оптический Журнал, т. 72, №4, 2005, с. 15-19.

41. Алексеев В.Н., Котылев В.Н., Либер В.Н. Двухкоординатное управление диаграммой

направленности химического нецепного электроразрядного DF-лазера с помощью пространственно-временных модуляторов света, Квант, электроника, т.38, №7, 2008, с.670-672.

Перечень условных обозначений.

Введение.б

Глава 1. ФОРМИРОВАНИЕ ПУЧКОВ В МОЩНЫХ ЛАЗЕРНЫХ СИСТЕМАХ И МИНИМИЗАЦИЯ ИХ УГЛОВОЙ РАСХОДИМОСТИ

1.1 Формирование пучков в мощных лазерных системах

1.1.1 Формирование пучков с высоким коэффициентом заполнения

1.1.2 Экспериментальное исследование пространственной фильтрации излучения

1.1.3 Исследование ограничения яркости выходного пучка в лазере с периодической пространственной фильтрацией и оконечными дисковыми каскадами'.

1.1.4 Исследование деполяризации выходного пучка усилителя на неодимовом стекле при мелкомасштабной самофокусировке

1.1.5 Исследование возможностей повышения мощности и эффективности лазерных усилителей на неодимовом стекле с оконечными дисковыми каскадами.

1.2. Повышение направленности излучения лазерных систем

1.2.1 Исследование ОВФ сканирующего в пространстве пучка

1.2.2 Исследование ОВФ в мощной лазерной системе с оконечными ДУ

1.3 Наведение лазерного излучения с помощью внутрирезонаторных пространственных модуляторов света

Выводы

Глава 2. ИССЛЕДОВАНИЕ ТОЧНОСТИ НАВЕДЕНИЯ ПУЧКА МОЩНОЙ ЛАЗЕРНОЙ СИСТЕМЫ НА НЕОДИМОВОМ СТЕКЛЕ С ПОМОЩЬЮ ПРОСТРАНСТВЕННОГО МОДУЛЯТОРА СВЕТА ТИПА PROM

2.1 Факторы, определяющие точность наведения пучка с помощью ПВМС и ОВФ

2.2 Лазерная система

2.3 Методика исследования точности наведения пучка

2.4 Результаты экспериментов

Выводы

Глава 3. ПРОСТРАНСТВЕННЫЕ МОДУЛЯТОРЫ СВЕТА НА ОСНОВЕ ЭЛЕКТРООПТИЧЕСКОЙ КЕРАМИКИ

3.1 Свойства электрооптической керамики ЦТС Л.

3.2 Исследование электрооптических характеристик образцов различного состава

3.3 Исследование лучевой прочности керамики

3.4 Конструктивные особенности модуляторов и распределение электрических полей

3.5 Принципы управления работой электроуправляемых пластин

3.6 Исследование оптического контраста модуляторов

Выводы

Глава 4. ИССЛЕДОВАНИЕ ТВЕРДОТЕЛЬНЫХ ЛАЗЕРОВ НА АИГ:Ш3+ С ВНУТРИ-РЕЗОНАТОРНЫМ НАВЕДЕНИЕМ ИЗЛУЧЕНИЯ

4.1 Резонатор лазера с двухкоординатным сканированием излучения

4.2 Исследование характеристик излучения лазера в импульсном, импульсно-периодическом и пакетно-импульсном режиме работы

4.3 Исследование возможности стабилизация импульсов в пакетном режиме с помощью отрицательной обратной связи

4.4 Исследование характеристик излучения твердотельного лазера с непрерывной накачкой с внутрирезонаторным ПВМС

4.5 Лазерный резонатор с лучевой разгрузкой ПВМС

4.6 Исследование характеристик лазера с диодной накачкой и частотой следования импульсов до 400 Гц

Выводы

Глава 5. ИССЛЕДОВАНИЕ ЛАЗЕРНЫХ СИСТЕМ С ВНУТРИРЕЗОНАТОРНЫМ НАВЕДЕНИЕМ.

5.1 Лазерная система на

АИГ:Ш3+ с ОВФ излучения

5.2 Преимущества лазерных локаторов на основе лазеров с внутрирезонаторным наведением излучения

5.3 Лазер на неодимовом стекле с выходной энергией килоджоулевого уровня

5.4 Лазерный резонатор с матрично адресуемым ПВМС

Выводы

Глава 6. ИССЛЕДОВАНИЕ И РЕАЛИЗАЦИЯ ВНУТРИРЕЗОНАТОРНОГО УПРАВЛЕНИЯ ДИАГРАММОЙ НАПРАВЛЕННОСТИ ЛАЗЕРОВ НА ДРУГИХ СРЕДАХ

6.1 Лазер на парах меди с внутрирезонаторным ПВМС

6.2 Исследование возможности управления диаграммой направленности химического электроразрядного DF лазера

6.2.1 Предварительные исследования DF лазера

6.2.2 Разработка элементной базы лазера

6.2.3 Схемы резонаторов и результаты исследования однокоординатпого сканирования лазера

6.2.4 Проработка возможных схем и исследование двухкоординатного сканирования излучения DF лазера

Выводы

Актуальность работы

Импульсные лазеры высокой мощности нашли многочисленные применения в различных областях науки и техники. Одним из основных их применений является использование для исследований в области взаимодействия излучения с веществом, в частности в области лазерного термоядерного синтеза (ЛТС) при длительностях импульса 0.1.3-10"9 с. Лазеры сочетают большую мощность излучения и его высокую направленность. Это позволяет при фокусировке лазерного излучения на мишень получать большие концентрации энергии и огромные скорости тепловыделения в малых объемах вещества. На возможность получения высокотемпературной- плазмы при взаимодействии сфокусированного излучения! с веществом впервые было указано Н.Г. Басовым и О.Н. Крохиным [1]. Развитие этой идеи в течение последующего времени стимулировали теоретические и экспериментальные исследования в области создания мощных лазерных систем вплоть до наших дней. При проведении исследований экспериментаторам пришлось столкнуться с линейными и нелинейными эффектами, которые ограничивают мощность лазерных систем, в первую очередь лазеров на неодимовом стекле, характеристики которых наиболее полно отвечают всем требованиям, необходимым для проведения работ по ЛТС. Это и разрушения покрытий оптических элементов в пиках интенсивности модуляций пучка, возникающие в основном из-за дифракции излучения на входной диафрагме и других апертурах лазера. Это и нелинейный эффект мелкомасштабной самофокусировки излучения, приводящий к появлению ореола вокруг основного пучка, в который перекачивается большая доля энергия основного пучка, а внутри оптических элементов лазера появляются нитевидные повреждения. На неустойчивость плоской электромагнитной волны при распространении в нелинейной среде и ее распад на мелкие фрагменты и их самофокусировку впервые указали В.И.Беспалов и В.И.Таланов [2].

В целом ряде лабораторий в мире разрабатывались и исследовались методы подавления этих нежелательных явлений, такие как аподизация пучка для подавления дифракции Френеля, ретрансляция действительного изображения аподизирующей диафрагмы в усилительном канале для получения пучков с высоким коэффициентом заполнения. Нерегулярные возмущения пучка, вызванные дефектами оптических элементов, было предложено подавлять с помощью пространственной фильтрации пучка. Повышение энергии и мощности лазерного излучения потребовало разработки выходных каскадов лазеров имеющих большую световую апертуру, в частности дисковых усилителей (ДУ).

Исследования показали, что отличающиеся оптические схемы лазеров, различия в используемых усилительных каскадах и длительностях импульсов не позволяют в полной мере использовать результаты, полученные на других лазерных установках при проектировании новой установки. Действительно, для различных длительностей и марок стекол по-разному на ограничения яркости канала сказывается насыщение усиления. Коэффициенты передачи наиболее усиливаемых пространственных частот могут иметь большие отличия, что является определяющим при выборе полосы пропускания пространственных фильтров. Поэтому необходима предварительная экспериментальная отработка лазерного канала.

За последние годы расширились области применения лазеров. Они требуют не только высокоэнергетических пучков наносекундного диапазона длительностей импульсов с угловой расходимостью близкой к дифракционной, но и точного наведения пучков на объекты. Актуальными становятся такие задачи как передача энергии с помощью лазерного пучка на большие расстояния [3], дальняя лазерная локация и связь [4], обеспечение энергией аэрокосмических и аэродинамических двигателей, воздействие на удаленные объекты (например, "космический мусор") с помощью возникающей плазмы [5]. Точное и быстрое перенацеливание лазерного пучка весьма актуально в технологических процессах обработки изделий в промышленности, при лазерной маркировке изделий, в различных военных применениях.

В настоящее время прослеживается тенденция к развитию информационных лазерных систем с активной подсветкой пространства в области объекта, при расходимости лазерного излучения близкой к дифракционной, так как для подсветки или получения изображения объекта не требуется посылки мощного излучения для подсветки »всего поля зрения приемной системы. Такие системы могут быть использованы как для получения координат объектов и траекторий их движения, так и для получения лазерных изображений объектов. Причем чем меньше угловой размер объекта и чем выше угловая скорость его движения, тем все более точные и быстродействующие системы управления лазерным пучком необходимо использовать.

Существует большое количество устройств управления лазерным пучком в пространстве [6]. Это оптико-механические устройства, в основу которых положены механические перемещения в пространстве преломляющих и отражающих элементов, дефлекторы на основе электрооптических и магнитооптических эффектов в. твердых и жидких средах, магнитострикционные дефлекторы, дефлекторы на основе обратного пьезоэффекта и взаимодействия световых и акустических волн и т.д. В настоящее время наиболее проработаны конструкции »устройств на основе механических перемещений оптических элементов в пространстве. Они еще не исчерпали своих возможностей, но имеют ряд недостатков, связанных как с недостаточной точностью механических приводов, так и с их инерционностью. Недостатки существующих дефлекторов заставляют искать новые возможности управления лазерным пучком.

Перспективным способом управления пучком в пространстве может стать срав нительно недавно появившийся метод внутрирезонаторного управления диаграммой направленности лазерного излучения с помощью пространственно-временных модуляторов света (ПВМС). Традиционные методы осуществляют наведение лазерного пучка вне лазерного резонатора. При внутрирезонаторном управлении сам резонатор лазера с помощью ПВМС формирует направление излучения на объект. Достоинством метода является отсутствие подвижных оптико-механических элементов. Быстрота наведения зависит только от быстродействия ПВМС.

Впервые использование ПВМС в сопряженном резонаторе [7] предложено и реализовано в работе Myers R.A и Pole R.V. [8]. ПВМС на основе электрооптического кристалла KDP управлялся с помощью электронного пучка. В работах Владимирова Ф.Л. с сотр. и Корнева А.Ф. с сотр. [9,10] впервые использовался в сопряженном резонаторе светоуправляемый ПВМС. В работах Данилова В.В. с сотр. [11-13] исследовалась возможность использования ЖК модуляторов в лазерах среднего ИК-диапазона. На макете модулятора получено сканирование СО2 лазера с мощностью 0.1 Вт при частоте 100 Гц. В нашей работе [117] в лазере использован ПВМС типа PROM. Недостатками первого ПВМС является сложная система управления электронным пучком и необходимость сложной системы охлаждения кристалла [8]. Жидкокристаллические модуляторы и ПВМС типа PROM имеют невысокую лучевую прочность 0.1 Дж/см ). Их быстродействие ограничено временами, превышающими несколько сотен микросекунд.

В связи с вышесказанным, представленные в рамках настоящей работы результаты исследований в области формирования мощных лазерных пучков, результаты исследований по минимизации угловой расходимости мощных лазеров и< разработка нового внутрирезонаторного ПВМС, несомненно, являются актуальными.

Цель диссертационной работы.

Целью работы является разработка и исследование методов увеличения мощности лазерных пучков, уменьшения их угловой расходимости до близкой к дифракционной и средств их точного наведения с помощью внутрирезонаторных ПВМС.

Для достижения поставленной цели основное внимание в работе сконцентрировано на решении следующих задач:

- разработка схем лазеров на неодимовом стекле с оптической ретрансляцией действительного изображения входной апертуры в усилительном канале, периодической пространственной фильтрации излучения и проведение экспериментальных исследований эффектов, ограничивающих мощность пучка;

- разработка дисковых усилителей с апертурой до 15 см, исследование методов повышения их эффективности;

- разработка лазерной системы на неодимовом стекле с обращением волнового фронта излучения (ОВФ), основанного на эффектах вынужденного рассеяния Мандельштама — Бриллюэна (ВРМБ) в нелинейных средах, проведение экспериментальных исследований по минимизации расходимости пучка;

- разработка лазерной системы на неодимовом стекле с ОВФ излучения, диаграммой направленности которой управляет внутрирезонаторный ПВМС;

- разработка методики исследования точности управления пучком, экспериментальное исследование точности управления;

- анализ возможных схем построения лазерных систем с внутрирезонаторньтм управлением диаграммы направленности излучения;

- разработка внутрирезонаторного электроуправляемого ПВМС на основе электрооптической керамики цирконата титаната свинца, легированного лантаном (ЦТСЛ);

- разработка оптических схем резонаторов для реализации лазеров с электро-управляемыми ПВМС и экспериментальная реализация лазеров на алюмоиттриевом гранате с внутрирезонаторным электроуправляемым ПВМС;

- разработка схем и исследование лазерных систем с внутрирезонаторным управлением диаграммы направленности;

- разработка и расчет оптической схемы и энергетических характеристик лазера на неодимовом стекле с энергией пучка 600-700 Дж в импульсе, направлением излучения которого управляет разработанный ПВМС;

- проведение предварительных исследований и реализация внутрирезонаторного управления диаграммой направленности лазера на парах меди и нецепного электроразрядного БР- лазера.

Методология работы

Для повышения яркости излучения лазерных систем используется техника передачи изображения входной апертуры или выходного зрачка задающего генератора в усилительном тракте и периодическая пространственная фильтрация излучения, выходные ДУ. Расчет оптических систем производится методами матричной оптики. В качестве основного метода уменьшения угловой расходимости лазерных систем используется ОВФ излучения в нелинейных средах.

Управление диаграммой направленности пучков осуществляется с помощью светоуправляемого или электроуправляемого пространственного модулятора. Исследование точности наведения лазерного излучения осуществляется подсветкой дально-польными распределениями реперного и силового пучков сетки на фотокатоде электронно-оптического преобразователя в кадровом режиме работы. Оптические схемы с поляризационными, электрооптическими, фазовыми элементами предварительно численного моделируются с помощью матриц Джонса.

Энергетические расчеты проводятся с учетом насыщения усиления при использовании экспериментально полученных данных по величинам потоков насыщения.

Измерение пространственных, временных и поляризационных характеристик лазерного излучения производится по стандартным общепринятым методикам. Юстировка лазерных систем производится на рабочей длине волны с помощью оптических приборов.

Научная новизна

1. Экспериментально исследованы методы формирования мощного лазерного пучка в многокаскадных усилителях на неодимовом стекле. В несколько раз повышена мощность излучения за счет подавления мелкомасштабной самофокусировки (МС). Обнаружено, что МС вызывает сильную деполяризацию лазерного пучка. Показано, что при последующем усилении пучка после пространственного фильтра (ПФ) самофокусировка возникает на пространственной частоте пропускания ПФ. Экспериментально показано, что мощность пучка, сформированного жесткой диафрагмой установленной перед ПФ с широкой полосой пропускания не ниже, чем в схеме с использованием апо-дизирующей апертуры.

2. Разработаны дисковые усилители с апертурой до 15 см с высокой эффективностью поперечной системы накачки с коэффициентом усиления 0.05 см"1. С помощью разработанных поглощающих покрытий решена задача подавления паразитной генерации в активных элементах ДУ, ограничивающая коэффициент усиления на уровне -0.03 см "1. Измерением коэффициентов усиления слабого сигнала впервые показано, что выбором формы импульса тока в лампах накачки можно существенно (на 15. 25%) увеличить уровень запасенной энергии в активной среде лазера. На выходе мощной лазерной системы, в оптическую схему которой заложены ретрансляция входной апертуры, периодическая пространственная фильтрация и выходные ДУ получен выходной пучок мощностью до 300 ГВт без больших потерь излучения вследствие МС прити ~8-Ю"10с.

3. На выходе многокаскадной лазерной системы на неодимовом стекле с помощью ОВФ излучения в нелинейных средах и ретрансляции изображения входной диафрагмы в усилительные каскады и на ВРМБ-зеркало, периодической ПФ излучения и выходного ДУ впервые получен лазерный пучок с энергией более 400 Дж при длительности импульса 25 не с расходимостью близкой к дифракционной. Половина энергии пучка сосредоточена в угловом растворе 4-10"5 радиан.

4. Обнаружено,- что при ОВФ сканирующего в пространстве пучка в дально-польной картине распределения интенсивности обращенного пучка возникают пространственные разрывы, в то время как временной ход отраженного излучения непрерывен во времени.

5. Впервые проведены эксперименты по внутрирезонаторному управлению диаграммой направленности пучка мощного лазера на неодимовом стекле. Разработана методика исследования точности управления. Экспериментально показано, что точность управления не превышает 0.3 от величины дифракционной расходимости пучка. Экспериментально установлено, что двукратное ОВФ пучка с диаметром 100 мм может изменить его направление на величину, не превышающую 0,1 от дифракционной расходимости пучка.

6. Разработан внутрирезопаторный электроуправляемый ПВМС на основе электрооптической керамики ЦТСЛ, работающий в широком спектральном диапазоне длин волн, обладающий временем электрооптического отклика почти на два порядка меньшим и с лучевой прочностью на два порядка большей, чем у известных пространственных модуляторов.

7. Разработана оптическая схема лазерного резонатора для реализации двухко-ординатного сканирования излучения. Впервые показана возможность адресации излучения с помощью разработанного ПВМС в любую заданную точку поля зрения-в течение 3-4 мкс. Предложен и экспериментально исследован сопряженный резонатор, одна из линз которого цилиндрическая.

8. С помощью разработанных модуляторов впервые реализовано внутрирезона-торное управление диаграммой направленности лазера на парах меди (длины волн генерации 0.5106 мкм и 0.5782 мкм) и химического нецепного электроразрядного БР лазера (длины волны генерации 3.5 . 4.1 мкм).

Основные результаты работы, выносимые на защиту

1. Результаты экспериментальных исследований в области формирования мощных лазерных пучков, в несколько раз повысившие мощность излучения и позволившие создать высокоэнергетические многокаскадные лазерные системы на неодимовом стекле. Результаты экспериментальных исследований обнаруженной деполяризация лазерного пучка при развитии МС излучения. Разработка ДУ с высокой эффективностью системы накачки. Экспериментальная демонстрация повышения эффективности ДУ и других усилителей за счет использования импульса накачки с нарастающей во времени интенсивностью и крутым срезом. Результаты экспериментального определения потоков насыщения в неодимовом стекле, позволяющие проводить энергетический расчет лазерных систем.

2. Результаты экспериментального исследования ОВФ сканирующего в пространстве пучка, позволившие установить, что до возникновения новой гиперзвуковой голограммы в каустике пучка огражение излучения ВРМБ-зеркалом происходит в первоначальном направлении, после появления новой гиперзвуковой голограммы отражение происходит в двух направлениях, постепенно увеличиваясь в новом направлении.

3. Методика и результаты исследования точности управления диаграммой направленности пучка мощной лазерной системы с ОВФ излучения с помощью ПВМС при расходимости выходного пучка близкой к дифракционной, показавшие, что ошибка его наведения не превышает 0.3 от его дифракционной расходимости.

4. Быстродействующие внутрирезонаторные пространственные модуляторы света на основе электрооптической керамики ЦТСЛ с двухсторонними заглубленными в материал подложки электродами, обладающие высокой лучевой прочностью (до И Дж/см2 для длительности импульса —30 не), временем электрооптического отклика ~1 мкс, с частотой переключения несколько кГц (в пакетном режиме работы до 100 кГц), прозрачные в спектральном диапазоне 0.5.,6 мкм.

5. Оптическая схема резонатора лазера с внутрирезонаторным двухкоординат-ным сканированием излучения и результаты исследования характеристик его излучения, показавшие возможность адресации излучения в любую заданную точку поля зрения системы в течение 3-4 мкс и возможность формирования пакета импульсов излучения в разных направлениях с частотой следования импульсов в пакете до 100 кГц. Оптическая схема сопряженного лазерного резонатора с лучевой разгрузкой и увеличенным съемом запасенной в активной среде энергии. Оптические схемы резонаторов с двухкоординатным управлением диаграммы направленности при установке пластин модуляторов у одного зеркала резонатора.

6. Реализация лазеров с внутрирезонаторным наведением на парах меди и ЭР лазера, показавшая, что при использовании ПВМС на основе ЦТСЛ керамики возможно внутрирезонаторное управление диаграммой направленности пучка для лазеров с длинами волн излучения в диапазоне от 0.5 до 4.1 мкм.

Практическая значимость

Реализация исследованных методов формирования пучков и разработанная элементная база позволили создать ряд лазерных систем с рекордными характеристиками излучения: прототип канала шестиканальной лазерной установки "Прогресс" для исследований в области ЛТС с суммарной мощностью пучков на выходе до 1.2 ТВт (т ~ 2-10"10 с); мощную лазерную систему с ОВФ с энергией пучка более 400 Дж (т ~ 25 не), больше половины которой сосредоточено в угловом растворе, равном дифракционному для пучка с диаметром 100 мм; лазерную систему с энергией до 800 Дж для проведения исследований по ВРМБ компрессии импульса для задач ЛТС. Результаты исследований позволяют рассчитывать как усилительные каскады лазеров, так и энергетические характеристики многокаскадных усилителей.

Результаты исследований ОВФ сканирующего в пространстве пучка могут быть использованы как для оценки скорости затухания гиперзвука в новых нелинейных средах, так и для формирования дальнопольных распределений пучка вытянутых на несколько дифракционных углов в заданном направлении.

Экспериментально показана возможность точного* и быстрого наведения мощного лазерного пучка с помощью внутрирезонаторного ПВМС в заданную точку пространства в поле зрения. Это позволит решить задачу передачи энергии с помощью лазерного пучка на большие расстояния, на летательные аппараты на реактивной и аэродинамической тяге, обеспечить дальнюю космическую связь и локацию удаленных объектов.

Использование результатов работы позволит создать лазерные локаторы, обладающие качественно новыми характеристиками, такими, как возможность одновременного сопровождения нескольких объектов, находящихся в поле зрения, устранения влияния колебаний носителя на точность адресации излучения, возможность включения пикселя модулятора, положение которого соответствует координате упреждения. ПВМС локатора может быть оптически и через компьютер сопряжен с ПВМС высокоэнергетического лазера для оказания воздействия на объекты с помощью возникающей плазмы.

Внутрирсзонаторное управление лучом позволило создать уникальный лазерный маркер изделий промышленности, который может дистанционно маркировать движущиеся на конвейере изделия, причем на каждом следующем изделии надпись может быть другой.

Задающий генератор мощной лазерной системы с внутрирезонаторным управлением диаграммы направленности излучения позволяет точно направлять лазерный пучок в заданную точку пространства и удерживать его на объекте. Причем во всех этих случаях могут отсутствовать подвижные оптико-механические элементы для наведения пучка.

Апробация работы и публикации

Результаты работы докладывались на отечественных и международных конференциях: "Оптика лазеров" (Ленинград, 1979, 1981, 1983, 1989, 1993 гг.); Всесоюзной конференции "Теоретическая и прикладная оптика" (Ленинград, 1986 г.); Всесоюзном совещании по нерезонансному взаимодействию оптического излучения с веществом (Ленинград 1981 г., Вильнюс 1984 г.); International Conference TFC'91 (Riga, 1991); Seventh European Meeting on Ferroelectricity (Dijon, France, 1991); CLEO/Europe'98 (Glasgow, Great Britain, September 13-18); XXVI European Conf. on Laser Interaction with Matter ("ECLIM 2000", Prague, 2000); 3 International Conference "Advanced optical materials and devices" ( Riga, Latvia, 2002); Совещании "Кремний - 2004" (Иркутск, 5-9 июля 2004); VI Всероссийской конференции "Проблемы создания лазерных систем" (г. Радужный 1-3 октября 2008 г). По материалам работы проведены семинары в ПИЯФ РАН (г. Гатчина) и НИТИ (г. Сосновый Бор). По результатам диссертации опубликовано 69 работ, в том числе 35 статей и 7 авторских свидетельств на изобретения СССР и патентов РФ. Диссертационная работа проводилась в рамках тематик НИР, выполняемых в НИИКИ ОЭП по заказам МОП СССР, Российского агентства по атомной энергии, Министерства обороны РФ, Министерства промышленности и энергетики РФ.

Реализованы следующие научные результаты, полученные в диссертационной работе:

- результаты исследований в области формирования мощных лазерных пучков и минимизации их угловой расходимости использованы при создании в НИИКИ ОЭП шестиканальной лазерной установки "Прогресс" для решения задач ЛТС, при создании лазерного адаптивного стенда "ЛАС" и в 108 проекте МНТЦ;

- техническая документация на ДУ, результаты исследования ДУ и оптимизации, схем мощных лазеров с оконечными ДУ внедрены в РФЯЦ-ВНИИТФ;

- схема лазера с сопряженным резонатором и цилиндрическим объективом защищена патентом РФ и использована при создании в НИИКИ ОЭП образца лазерного маркера движущихся изделий;

- схемотехника формирования расходимости излучения близкой к дифракционной в ЗГ с сопряженным резонатором и разработанные ПВМС с системой управления внедрены в ИЛФИ РФЯЦ - ВНИИЭФ.

Личный вклад автора

Участие автора в получении научных результатов заключалось как в постановке большинства экспериментов, так и в личном участии в экспериментах, обработке и интерпретации их результатов. Автор разработал большинство оптических схем лазеров и лазерных систем, предложил методику исследования точности наведения. Лично провел эксперименты по исследованию возможности использования ЦТСЛ к работе внутри резонатора. Инициировал разработку технологии изготовления ПВМС на основе ЦТСЛ в НИИКИ ОЭП. Проанализировал возможности установки пластин ПВМС у одного из зеркала резонатора. Показал важность согласования размера пикселя ПВМС с диаметром внутрирезонаторной диафрагмы для получения угловой расходимости пучка близкой к дифракционной. Большинство публикаций статей, патентов и докладов на конференциях подготовлены автором работы.

На разных этапах исследований в работе принимали творческое участие сотрудники института Чернов В.Н., Дмитриев Д.И., Жилин А.Н., Решетников В.И., Сира-зетдинов B.C., Григорьев К.В., Котылев В.Н., Либер В.И., Ловчий И.Л., сотрудники НИИ ФТТ Латвийского Университета Э. Клотиньш и Ю. Котлерис, сотрудник НИИ-ЭФА Фомин В.М. Автор благодарен сотрудникам ИЛФ Маку A.A. и Сомсу Л.Н. за помощь в постановке отдельных исследований, H.H. Розанову и его коллегам за создание программ расчета ДУ и коэффициентов передачи пространственных частот возмущений в канале. Автор благодарен директору НИИ ФТТ А. Штернбергу за предоставление образцов ЦТСЛ различного состава. Автор благодарен А.Д. Старикову и Н.И. Павлову за постоянный интерес к работе и ее поддержку.

Объем и структура диссертации

Диссертация состоит из введения, шести глав, заключения и приложений, содержит 260 страниц машинописного текста, включает 129 рисунков, 8 таблиц, 191 ссылку на литературу. Во введении рассматривается актуальность, цель, и задачи диссертационной работы, научная новизна результатов, приводятся положения, вынесенные на защиту, практическая ценность полученных результатов, апробация работы и публикации, личный вклад автора. Приводится объем и структура диссертации, кратко описывается содержание работы.

ВЫВОДЫ

1. Впервые получена генерация в заданных внутрирезонаторным ПВМС направлениях ЛПМ на уровнях средней мощности 0.5 Вт. Экспериментально продемонстрирована возможность пространственно-временной и спектральной кодировки излучения ЛПМ.

2. Проведены серии экспериментов с ЭБ -лазером (установка в резонатор углового селектора, поляризатора, удлинение резонатора), показавшие принципиальную возможность внутрирезонаторного управления его излучением. Разработаны и исследованы ключевые элементы сопряженного лазерного резонатора, в частности, поляризаторы и четвертьволновая развязка для диапазона спектра 3.5.4 мкм. Показана возможность использования стопы из трех пластин, с высоким показателем преломления в качестве поляризатора в лазерном резонаторе. Экспериментально подтверждена высокая поляризующая способность такого поляризатора.

3. Впервые реализовано одно- и двух- координатное управление диаграммой направленности химического нецепного ЭБ лазера. При исходной энергии плоского короткого резонатора 50 мДж, при однокоординатном сканировании получены импульсы с энергией 16-18 мДж с возможностью увеличения энергии до 30 — 35 мДж при просветлении поверхностей ПВМС. При двухкоординатном сканировании получена энергия импульсов 6-8 мДж, ограниченная лучевой прочностью зеркал и модуляторов. Показана возможность увеличения энергии импульсов при усилении их на части активной среды до 20-23 мДж.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В заключение приведем основные результаты работы

1. Проведены экспериментальные исследования в области формирования лазерных пучков в мощных лазерных системах на неодимовом стекле. Экспериментально исследовано влияние коэффициента заполнения аподизирующей апертуры (АА) на мощность лазерного пучка. Экспериментально продемонстрирована возможность почти двукратного увеличения мощности пучка (до 50 ГВт) при оптической ретрансляции АА с высоким коэффициентом заполнения в канале. Исследовано влияние пространственной фильтрации лазерного излучения на его яркость при последующем усилении. Показано, что пространственная фильтрация шумовых выбросов пучка несущих менее 5% энергии пучка почти в 3 раза увеличивает яркость пучка при последующем усилении, а мелкомасштабная самофокусировка в последующих каскадах возникает на граничной пространственной частоте фильтра. Исследовано насыщение усиления лазерного импульса длительностью I не в лазерных стёклах, что даёт возможность проводить энергетические расчеты и оптимизацию многокаскадных лазеров.

Показано, что использование экспериментально исследованных методов формирования мощных лазерных пучков, таких как ретрансляция входной апертуры в лазерном канале, использование периодической пространственной фильтрации излучения, использование предложенной системы "жесткая диафрагма — пространственный фильтр", позволяют получить высокоинтенсивные пучки при малых длительностях импульса за счет подавления мелкомасштабной и крупномасштабной самофокусировки излучения. В лазерных системах с большей длительностью импульса они минимизируют отношение пиковой плотности энергии к средней, уменьшают шумовые выбросы интенсивности, что защищает элементы лазерного канала от разрушений.

Теоретически и экспериментально исследована возможность создания высокоэффективных дисковых усилителей (ДУ). Показано, что поперечная система накачки обеспечивает наиболее высокую эффективность ДУ и высокую равномерность инверсии в поперечном сечении усилителей. В результате проведенных исследований разработаны ДУ с апертурами до 15 см, в которых достигнута величина коэффициента усиления 0,055 см"1. Разработанный ДУ с апертурой 15 см с поперечной системой накачки способен обеспечить энергию выходного пучка до 3 кДж при импульсе 5-10 не или мощность пучка до 2.4 ТВт при импульсе короче 0.5 не. Экспериментально показано, что использование импульсов накачки специальной формы с преимущественно нарастающей во времени интенсивностью и крутым срезом повышает эффективность лазерных усилителей на 15-25%.

Проведены исследования мощного многокаскадного лазера на фосфатном не-одимовом стекле. Экспериментально показано, что использование в лазерах аподиза-ции пучка с высоким коэффициентом заполнения, оптической ретрансляции, пространственной фильтрации и оконечных ДУ позволяет достичь выходных интенсивностей до ~ 7.5 ГВт/см при длительности импульса 0.8 не без существенного падения яркости излучения. На выходе лазера получен пучок диаметром 7 см, мощностью до ~ 300 ГВт,

1Л о с яркостью излучения

8 х 1010 Вт/см • стерад. Показано также, что обеспечение высокой величины съёма запасённой в ДУ энергии повышает КПД лазера до 0,1- 0.2 %.

Обнаружена сильная зависимость деполяризации лазерного излучения от интенсивности в условиях сильной МС. При проведении экспериментов замечено также, что пороги возникновения МС резко снижаются при наличии загрязнений и других дефектов на оптических компонентах лазера даже при использовании пространственной фильтрации.

2. Экспериментально показано, что в лазерных системах с ОВФ излучения на основе ВРМБ в нелинейных средах схема построения лазерного усилителя с использованием техники передачи плоскости изображения входной апертуры в искажающие усилительные каскады и на ВРМБ-зеркало, использование выходных каскадов с большой апертурой позволяет формировать высокоэнергетические пучки с расходимостью излучения близкой к дифракционной. Использование для ОВФ системы "ВРМБ-генератор-усилитель", обеспечивающей высокий съем энергии в лазере на втором проходе позволило получить лазерный пучок с энергией до 450 Дж при длительности импульса 25 не. Половина энергии пучка диаметром 8.5 см сосредоточена в дифракционном угловом растворе 4-10"5 радиан.

3. Экспериментально исследовано ОВФ сканирующего пучка при различных скоростях развертки в нескольких ВРМБ активных средах (ССЦ, стекло ГЛС-6). Обнаружено, что при больших скоростях сканирования в дальней зоне пучка появляются пространственные разрывы, в то время как временная форма отраженного импульса непрерывна и на ней имеются только небольшие пульсации. Изучение процесса с помощью электронно-оптической камеры с разрешением в пространстве и времени показывает, что излучение как бы "перескакивает" с одного направления на другое без прерывания отражения во времени, причем существуют моменты времени, когда отражение идет сразу в двух направлениях. При этом эффективность отражения в предыдущем к данному моменту времени направлении уменьшается, а в последующем - увеличивается. Показано, что если время наклона волнового фронта на один дифракционный угол больше (10-15) т (время затухания гиперзвука) для среды, то реализуется качественное ОВФ сканирующего пучка. В противном случае дальняя зона сканирующего пучка разбивается на фрагменты, при этом устранить этот дефект ОВФ увеличением энергии падающего пучка не удается, в то время как для пучков с неизменным волновым фронтом и длительностью меньшей времени стационарности ОВФ восстанавливается при увеличении энергии пучка. В этом проявляется отличие процесса ОВФ сканирующего пучка от ОВФ пучков с постоянным во времени волновым фронтом. Используя это явление можно оперативно оценивать время затухания гиперзвука для неизвестных сред.

4. Рассмотрены особенности лазерных систем с внутрирезонаторным наведени-емизлучения. Показано, что КПД ЗГ с внутрирезонаторным управлением меньше, чем у систем с внешним наведением из-за необходимости накачки большего объема активной среды для обеспечения включения любого выбранного направления генерации в поле зрения системы. Однако в мощных лазерных системах этот факт приводит лишь к незначительному снижению КПД, так как он определяется КПД мощных каскадов.

5. Разработан мощный лазерный усилитель 20-30 не импульсов на стекле с ОВФ излучения с расходимостью близкой к дифракционной для диаметра пучка 10 см. Выходная энергия превышает 400 Дж при работе от реперного источника с длиной волны 1.054 мкм. Более 72% энергии пучка сосредоточено в угловом растворе 4.6*10"5 рад, при (рл =2.6 -10"5 рад. Разработан предусилитель и схема его изоляции от сигнала мощного лазерного усилителя, обеспечивающие выходную энергию пучка до 150 Дж при работе усилителя от сигнала ЗГ со светоуправляемым ПВМС типа PROM.

Разработана' методика исследований точности наведения пучка. Экспериментально показано, что двукратное ОВФ излучения не вызывает углового ухода направления пучка диаметром 10 см, превышающего 0.1 от угла его дифракционной расходимости.

Экспериментально продемонстрирована возможность управления направлением мощного пучка лазера с субдифракционной точностью с помощью сигнала маломощного ЗГ с внутрирезонаторным светоуправляемым ПВМС. Показано также, что самовоздействие мощного излучения в нелинейных средах может снижать точность сохранения направления реперного источника обращенной волной.

6. Сделан краткий литературный обзор свойств и результатов исследований электрооптической керамики ЦТСЛ, относящейся к классу сегнетоэлектриков, выбранной в качестве материала для изготовления внутрирезонаторных ПВМС.

С целью выбора состава ЭОК ЦТСЛ для изготовления ПВМС экспериментально исследованы электрооптические свойства образцов ЭОК разного состава. Показано, что у образцов с меньшим содержанием лантана управляющие напряжения имеют меньшую величину, однако у них заметен гистерезис, меньше оптический контраст, больше отличие в управляющих напряжениях при работе в статическом и импульсном режимах работы. Для изготовления ПВМС выбрана керамика состава 9.75/65/35 с минимальным временем электрооптического отклика. Исследованы пороги разрушения ЭОК. Для длительности импульса —30 не они оказались равными 11 Дж/см2. Это значение почти на 2 порядка больше, чем у ранее использованных модуляторов. Рассмотрены особенности изготовления ПВМС с электродами канального типа и ПВМС с электродами изготовленными методами фотолитографии с заглубленными в подложку электродами. Анализ распределения статического электрического поля в модуляторах подтверждает эффективность использования модуляторов с двухсторонними заглубленными электродами. Разработан алгоритм включения выбранного пикселя ПВМС с помощью электронных ключей. Исследован оптический контраст модуляторов в статическом и динамическом режимах работы, между скрещенными и параллельно установленными поляризаторами. В статическом режиме при скрещенных поляризаторах оптический контраст превышает величину 2000:1 и более чем на порядок превышает контраст, достигаемый при параллельной установке поляризаторов. Этот факт легко объясняется наличием неточностей в геометрии модуляторов (разброс ширины электродов, величины заглубления и т.д.), что приводит к разбросу \5\п для различных зон одной линейки и различных линеек модулятора. Оптический контраст модулятора при засветке широким пучком с большим угловым раствором (20-30°) и при фокусировке излучения на один элемент в малом угле изменяется менее чем в два раза. Показано, что в динамическом режиме контраст соседних пикселей уменьшается в 3-5 раз.

7. Разработан лазерный резонатор, реализующий двухкоординатное управление направлением луча в пространстве внутрирезонаторным ПВМС на основе ЭОК ЦТСЛ.

Реализованы следующие режимы сканирования: генерация по любому направлению в одиночном импульсе; генерация импульсов излучения в заданных направлениях в им-пульсно-периодическом режиме с частотой следования до 10 Гц; генерация высокочастотных (с частотой следования до 100 кГц) пакетов импульсов с заданным законом изменения направления генерации моноимпульсного излучения. Экспериментально показана возможность стабилизации энергии излучаемых импульсов с помощью введения на дополнительный электрооптический затвор в резонаторе отрицательной обратной связи в реальном масштабе времени.

Исследована динамика генерации моноимпульсов в лазере с непрерывной ламповой накачкой с частотой следования импульсов до 10 кГц. Экспериментально показано, что мощность излучения лазера на AHr:Nd3+ с непрерывной ламповой накачкой при использовании внутрирезонаторного поляризатора падает с 30 Вт до 1,5 Вт, что свидетельствует о сильном двулучепреломлении в активном элементе. Тепловая линза при максимальном токе 37 А достигает величины 20 см. В лазере с сопряженным резонатором, который учитывает тепловой градан активного элемента, получена управляемая с помощью ПВМС генерация моноимпульсов в различных направлениях. Энергия генерации лазера с ПВМС с пикселем 450 мкм достигала величины 450 мкДж, для ПВМС с размером пикселя 170 мкм она ограничивается на уровне 20 - 40 мкДж тепловой аберрационной линзой активного элемента, которая приводит к наличию больших дифракционных потерь. Экспериментально показана возможность наведения излучения лазера с помощью внешнего светового излучения и кодового 32 координатного фотоприемника.

Разработан резонатор и исследован лазер с лучевой разгрузкой ПВМС. На основе данной схемы резонатора разработан опытный образец лазерного маркера изделий с внутрирезонаторным управлением диаграммы направленности излучения. В отличие от большинства лазерных маркеров, данный маркер может маркировать движущиеся на конвейере изделия.

Исследованы характеристики лазера с внутрирезонаторным сканированием, активный элемент которого накачивается линейками лазерных диодов. Получены импульсы излучения с энергией до 3 мДж. Экспериментально показано, что при частоте следования более 300 Гц деполяризация излучения начинает влиять на работу лазера. Установлен параболический вид теплового поля в активном элементе.

8. Проведены исследования вариантов схем лазерной системы на основе алюмо-иттриевого граната с внутрирезонаторным управлением диаграммой направленности и ОВФ излучения. С однокаскадным усилителем получены энергии выходных импульсов излучения до 100 мДж в поле сканирования 20 х 20 пикселей.

Рассмотрены преимущества использования внутрирезонаторного управления диаграммой направленности в лазерной локации. В частности, показано, что использовании при локации пакетов сканирующих импульсов, позволяет сопровождать несколько объектов, находящихся в поля зрения системы. Предложена схема и рассмотрены алгоритмы работы локатора космического базирования для обнаружения мелкого "космического мусора". Предложено сопрягать ПВМС локатора с ПВМС мощного лазера для оказания воздействия на обнаруженные объекты. Показана необходимость аподизации лазерного пучка для исключения пропусков в регистрации мелких частиц из-за дифракции Френеля.

Разработана оптическая и габаритная схема лазера с энергией импульса килод-жоулевого уровня на неодимовом стекле с ОВФ излучения, диаграммой направленности которого управляет разработанный ПВМС, рассчитаны энергетические характеристики лазерной системы. Рассмотрены особенности формирования пространственного профиля пучка в лазерной системе. Показано, что КПД лазерной системы незначительно меньше, чем КПД системы с внешним наведением излучения.

Предложен вариант сопряженного резонатора с дополнительной ретрансляцией плоскости изображения ПВМС. Резонатор позволяет расположить пластины ПВМС с пикселем любого малого размера у одного зеркала резонатора для обеспечения их работы в режиме лучевой разгрузки. Экспериментально подтверждена работоспособность .резонатора. Для пикселей модулятора большого размера предложен и экспериментально исследован резонатор с "матричной" адресацией, включающий 90° пластину между пластинами ПВМС с ортогонально ориентированными электродами. Сами ПВМС установлены между параллельными поляризаторами у одного из зеркал резонатора.

9. Впервые получена генерация в заданных внутрирезонаторным ПВМС направлениях ЛПМ'па уровнях средней мощности 0.5 Вт. Экспериментально продемонстрирована возможность пространственно-временной, спектральной и поляризационной кодировки излучения ЛПМ.

Проведены серии экспериментов с ОР-лазером (установка в резонатор углового селектора, поляризатора, удлинение резонатора), показавшие принципиальную возможность внутрирезонаторного управления его излучением. Разработаны и исследованы ключевые элементы сопряженного лазерного резонатора, в частности, поляризаторы и четвертьволновая развязка на основе фазовых четвертьволновых пластин из \ сапфира нулевого порядка для диапазона спектра 3.5.4 мкм. Показана возможность использования стопы из трех пластин, с высоким показателем преломления в качестве поляризатора в лазерном резонаторе. Экспериментально подтверждена высокая поляризующая способность такого поляризатора.

Впервые реализовано одно- и двух- координатное управление диаграммой направленности химического нецепного ОБ лазера. При исходной энергии плоского короткого резонатора 50 мДж, при однокоординатном сканировании ¡получены импульсы с энергией 16-18 мДж с возможностью увеличения энергии до 30 — 35 мДж при просветлении поверхностей ПВМС. При двухкоординатном сканировании получена энергия импульсов 6-8 мДж, ограниченная лучевой прочностью зеркал и модуляторов. Показана возможность увеличения энергии импульсов при усилении их на части активной среды до 20-23 мДж.

1. Басов Н.Г., Крохин О.Н. Условия разогрева плазмы излучением оптического генератора. ЖЭТФ, 1964, 46, с.171-175.

2. Беспалов В.И., Таланов В.И. О иитевидной структуре пучков света в нелинейных жидкостях. Пис. в ЖЭТФ, 1966, 3, с.471-476.

3. Hansen L.K. and Rasor N.S. "Termo-Electronic Laser Energy Conversion".// Second NASA Conferenceon Laser Energy Conversion, NASA SP-395, Jan. 1975, p. 133145.

4. Малашин M.C., Каминский P.П., Борисов Ю.Б. Основы проектирования лазерных локационных систем. М.: Высш. школа, 1983, 207 с.

5. Глэмб Р. Дж., Криер X. Принципы устройства и современное состояние лазерных ракетных двигателей. Аэрокосмическая техника, 1985, 3, с.119-135.

6. Ребрин Ю.К. Управление оптическим лучом в пространстве. М.: Советское радио, 1977,336 с.

7. Pole R.V. Conjugate-concentric laser resonator. J. Opt. Soc. Amer., 1965, 55, p. 254260.

8. Myers R.A., Pole R. V., The electron beam scanlaser. Theoretical and operational studies. IBM J. Res. Develop., 1967,11, p. 502-510.

9. Владимиров Ф.Л., Грозное M.H., Еременко A.C. и др., Преобразование оптических сигналов в лазере с внутрирезонаторным жидкокристаллическим пространственным модулятором света. Квантовая электроника, 1985, 12, с. 2071 — 2076.

10. Адоменас П.В., Данилов В.В., Желваков А.П., Лещенко Д.О., Савельев Д.А., Са-лучко С.Ф. Внутрирезонаторное управление лазерным излучением с помощью модулятора на основе микрокапсулированных ЖК. //ОМП, 1991, №1, с. 13-15.

11. Багров И.В., Грязное М.В., Данилов В.В., Желваков А.П., Соснов E.H., Тульский С.А. Жидкокристаллические модуляторы как лазернооптические элементы для среднего ИК-диапазона. Оптика и спектроскопия, 1999, 87, №5, с. 853-864.

12. Bliss E.S., Speck D. R. et all. Propagation of high- intensity laser pulse with smallscale intensity modulation. //Appl. Phys.Lett., 1974, 25, p.448-453.

13. Holzrichter J.F., Speck D. R. Laser focusing limitation from nonlinear beam stability. // J. Appl.Phys. 1976, 47, p. 2459-2462.

14. Hunt J. Т., Renard P. A., Nelson R.G. Focusing properties of aberrated laser beam. // J. Appl.Opt 1976,15, p.1458-1464.

15. Bliss E.S., Hunt J. Т., Renard P.A. et al. Effects nonlinear propagation on laser properties. IEEE J, Quantum Electron. QE-12, 1976, p. 1599 1619.

16. Auric D. Labodens А. Об использовании света круговой поляризации для снижения роли самофокусировки в стеклянных стержнях усилительных каскадов. Opt.Commun., 1977, 21. 2, р 241-242.

17. Lubin V.J. Intense laser radiation — matter interaction studies at the laboratory for laser energetics planning and progress. // Тез.докл. 12 Европ. конф. по взаим. изл. с веществом., М., 1978, с. 14.

18. Simmons W. W., Speck D. R., Hunt J. T. Argus laser system: Performance summary. Appl. Optics, 1978,17, p. 999-1005.

19. Hunt J. Т., Renard P.A., Simmons W. W. Улучшение характеристик термоядерных лазеров путем' использования изображающих свойств множества пространственных фильтров. Appl. Optics, 1977,16, p. 779-782.

20. Алексеев В.Н., Стариков А.Д., Чернов В.Н. Оптимизация пространственного профиля мощного светового пучка в усилительном тракте лазерной установки на неодимовом стекле. Квантовая электроника. 1979, 6, , с. 2374-2381.

21. Suydam B.R. Self-focusing very powerful laser beam II. IEEE J, Quantum Electron. QE-11, 1974, p. 837-843.

22. Жерихин A.M., Матвиец Ю.А., Чекалин C.H. Ограничение яркости вследствие самофокусировки при усилении ультракороткого импульса в неодимовом стекле и иттрий-алюминиевом гранате. Квантовая электроника, 1976, 3, с. 15851590.

23. Мурзин А.Г., Фромзелъ В.А. О коэффициентах усиления стекол с иттербием и эрбием при лазерной накачке. // Тезисы докладов I Всесоюзной конференции Оптика лазеров, Ленинград , 1976, с. 27.

24. Гапопцев В.П., Изынеев A.A., Кравченко В.Б., Рудницкий 10.TÎ. Лазеры преобразователи 1.06 1.54 мкм на иттербий - эрбиевом стекле. // Тезисы докладов I Всесоюзной конференции Оптика лазеров, 1976 , с. 9.

25. Басов Н.Г., Зарицкий А.Р., Захаров С Д. и др. Получение мощных световых импульсов на длинах волн 1,06 и 0.53 мкм и их применение для нагрева плазмы. Квантовая электроника, 1972, № 6 (12), с. 50 — 55.

26. Крюков П.Г., Сенатский Ю.В., Матвеец Ю.А. и др. О механизмах ограничения энергии и мощности излучения при усилении ультракоротких импульсов в лазерах на неодимовом стекле. Квантовая электроника, 1973, № 2 (14) , с. 102

27. Розанов H.H., Смирнов В.А. Мелкомасштабная самофокусировка лазерного излучения в усилительных системах. Квантовая электроника, 1980, 7, с.410 419.

28. Campillo A. J., Carpenter В., Newnam В.Е., Shapiro S.L. Soft apertures for reducing damage in high-power laser amplifier system. Optics Comms, 1974, 10, p.313-315.

29. Costich V.R., Johnson. B.C. Apertures to shape high power beams. Laser Focus, 1974, No.9, p.43-46.

30. Simmons W. W. et all. Высокоэнергетичный пространственный фильтр для устранения мелкомасштабных нестабильностей пучка в мощных твердотельных лазерах. IEEE J. Quantum Electron. QE-11, 1975, p.30D.

31. Алексеев B.H., Стариков А.Д., Чернов В.H, Чарухчев A.B. Повышение яркости излучения мощного лазера на фосфатном стекле с Nd путем пространственной фильтрации пучка в усилительном тракте. Квантовая электроника , 1979, 6, № 8,. с.1666-1671.

32. Баянов В.К, Мак A.A., Серебряков В.А., Яшин В.Е. Исследование самофокусировки в лазерных усилителях на неодимовом стекле и ее подавление с помощью пространственной фильтрации. Квантовая электроника ,1979, 6, с. 902 910.

33. Seka W., Soures J., Lewis O. et.al. High-power phosphate-glasslascr system: design and performance characteristics. Appl.Opt., 1980,19, p. 409-419.

34. Власов С.H. Стабилизация неустойчивости плоской волны в периодической системе. Письма в ЖТФ , 1978 ,4, с.795.

35. Mace P.N., Tanner R.L. High-energy amplifiers for the LASL glass laser system. IEEE J, Quantum Electron. QE-11, 1974, p. 267 272.

36. Баранова Н.Б., Быковский H.E., Зельдович Б.Я., Сенатский Ю.В. Дифракция и самофокусировка в усилителе мощных световых импульсов II. Квантовая электроника, 1974,1, с.2450-2458.

37. Власов С.Н. Неустойчивость интенсивной плоской волны в периодической нелинейной среде. Квантовая электроника, 1976,3, с.451-452.

38. Auric D. Labodens A., Gugot J. Spatial frequency transfer function for various highpower amplifier geometries. Opt.Commun., 1976,18, 1, p. 175-176.

39. Баранова Н.Б., Быковский H.E., Сенатский Ю.В., Чекалин С.В. Нелинейные эффекты в оптической среде мощных неодимовых лазеров. Труды ФИАН, 1978, т. 103. с. 84-117.

40. Розанов Н.Н., Смирнов В.А. К теорий распространения плоских волн в нелинейных слоистых системах. Письма в ЖТФ, 1979, 5, с. 544-548.

41. Swain J. Е., Kidder R. Е., Pettipiece К., Rainer F., Baird E. £>., Loth B. Large-Aperture Glass Disk Laser System. J. of Applied Physics, 1969 Vol. 40, p.3973-3977

42. Lubin J. M. Soures and L. M. Goldman. Large-Aperture Nd -Glass Laser Amplifier for High-Peak-Power Application, J. Appl. Phys. 1973, 44, p.347-350.

43. Soures J., Kumpan S., Hoose J. High Power Nd :Glass Laser for Fusion Applications. Appl.Opt. 1974, 9, p. 2081-2094.

44. McMahon J. M., Emmett J. L., Holzrichter J. F. and Trenholme J. B. A Glass-Disk-Laser Amplifier, IEEE J. Quantum Electron. QE-9, 1983, p. 992-999.

45. Simmons W. W. et all. Terawatt Laser Performance IEEE J. Quantum Electron. QE-11, 1975, p. 31D.

46. D. R. Speck, E. S. Bliss, J. A. Glaze et al. The Shiva Laser-Fusion Fasility. IEEE J, Quantum Electron. QE-17, 1981, p. 1599- 1619.

47. Yoshida K., Sazaki Т., Suzuki K. et al. High Power Laser System. Technol. Rep. Osaka Univ., 1974,24, p. 83-93

48. Glaze J.A., and'Godwin R.O. Shiva: its components and subsystem. Laser Focus, 1977,13, №6, p.40-45.

49. Алексеев В. К, Мак А. А., Пивинский E. Г., Седов Б. М., Стариков А. Д., Цветков А. Д. Дисковый усилитель на неодимовом стекле с большой световой апертурой. Квантовая электроника, 1976, 3, №1, с. 226-227.

50. Алексеев В. И., Мак А. А., Пивинский Е. Г., Седов Б. М., Стариков А. Д., Цветков А. Д. Оконечные дисковые усилительные каскады: Квантовая электроника, 1978, 5, №11, с.2369-2376.

51. Вахмяиин К.П., Ешмиметьева Е.Н., Иванушкина JI.H. и- др. Система накачки дискового ОКГ. ОМП, 1975, №6, с. 73-74

52. Алексеев В.Н„ Любимов В.В., Пивинский Е.Г., Цветков А. Д. Исследование возможности- повышения эффективности дисковых усилителей. Квантовая электроника. 1979, 6, №7, с. 1570-1572.

53. Алексеев В. Н., Бордачев Е. Г., Головин С. В. и др; Расчет и экспериментальное исследование энергетических характеристик дисковых усилителей на неодимовом стекле. Квантовая электроника, 1980, 7, №9 с.1906 -1913.

54. Борисов В.К, Васильев Л.А., Лациков С.В. и др. Дисковый.усилитель на неодимовом стекле. Квантовая электроника, 1977, 4, с. 1810-1811

55. Маршак,КС., Дойников А.С., Жильцов и др. Импульсные источники света. М.:, Энергия, 295 с.

56. Siegrist M.R. Cusp shape reflectors to pump disk or slab lasers. Appl. Opt., 1976, 15, p. 2167-2171.

57. McMahon J. M„ Burns R. P., DeRieux Т. H., Hunsictor R. A., Lehmberg R. H. IEEE J. The upgraded Pharos II laser system. IEEE J. Quantum Electron. QE-17, 1981, №9, p.1629-1638.

58. Martin W. W., Trenholme J. В., Linford G. J., Yarema S. M., Hurley C. A. Solid state disk amplifiers for fusion- laser system. IEEE J. QE-17, 1981, №9, 1744-1754.

59. Brown D.C. Parasitic oscillation in large aperture Nd: glass disk laser amplifiers.

60. Appl. Opt., 1973, 12, №10, p. 2215-2217.

61. Glaze J.A., Guch S., Trenholme J.B. Parasitic Suppression in Large Aperture Nd: glass disk laser amplifiers. Appl. Opt., 1974,13, p.2808-2811.

62. Trenholme J.B. Flourence amplification and parasitic oscillation in disk laser. NRL Mem. Rep. 2480, 1972.

63. Sonres J. M., Goldman L. M. and Lubin M.J. Spatial distribution of inversion in face pumped laser slab. Appl. Opt., 1973,12, №10, p. 927-928.

64. Костометов Г.П., Розанов H.H. Усиленное спонтанное излучение в дисковых лазерных усилителях. Квантовая электроника, 1976,3, с. 1285 -1289.

65. Brown D.C. Parasitic oscillation, absorption, stored energy density and heat density in disk amplifiers. Appl. Opt., 1978,17, p.211-224.

66. Laser program annual report -1974, LLL, 1975, UCRL-50021-74, p.150.

67. Dube J., Boling N.L. Liguid Cladding for Face-Pumped Nd: Glass Lasers. Appl. Opt., 1974,12, p. 699-670.

68. Guch S. Parasitic Suppression in Large Aperture glass disk lasers employing liquid edge cladding. Appl. Optics, 1976,15, p. 3057-3061.

69. Алексеев В. К, Мак А. А., Пивинский Е: Г., Седов Б. М., Стариков А. Д., Цветков А. Д. Дисковый усилитель на неодимовом стекле с большой световой апертурой. //Тез. Докл. 1 Всесоюзной конф. "Оптика лазеров", Ленинград, 1976, 3, с. 55-56.

70. Алексеев В. Н., Волынкин В.М., Любимое В.В., Мак А.А. и др. Поглощающее покрытие дисковых активных элементов. Авторское свидетельство СССР № 134757. Приоритет от 2 0.01.78.

71. Алексеев В. Н., Волынкин В.М., Толстой М.Н. Поглощающее покрытие дисковых активных элементов. Авторское свидетельство СССР № 268270. Приоритет от 10.04. 1987 г.

72. Волынкин В.М., Михайлов Ю.Н., Погодаев А.К. О необходимости фильтрации ультрофиолета при накачке ОКГ на неодимовом стекле. // В сб. Квантовая электроника, под ред. Н.Г. Басова, 1971, №3, с. 117-118.

73. Бужинский И.М., Емельянова Н.И., Корягина Е.И. Фильтрующие стекла для ОКГ. ЖПС, 1970,12, с. 1007-1010.

74. McRae Russell, Lovoi Paul. Keeping disk amplifiers * clean. Laser Focus, 1977, 14. p. * 68, 70-73.

75. Linford G. J., Chan H. H, Glaze J. A., Layne С. В., Rainer F. Pump induced optical distortion in disk ampliriers modules: holographic and interferometric meas-uremerent. Appl. Optics, 1975,14, p.3057-3061.

76. Алексеев В. H., Горохов А. А., Довгер Л. С., Седов Б. М., Стариков А. Д. Оптические искажения светового пучка в дисковом усилителе с большой апертурой. Квантовая электроника, 1978, 5, №1, с. 168-171.

77. Грязное Г.М. Дисковая лазерная система для расходящихся пучков. // Тез. Докл. 1 Всесоюзной конф. "Оптика лазеров", Ленинград, 1976, с. 20.

78. Воронин КН., Галахов В.И., Гаранин С.Г. и др., Измерение коэффициента усиления в дисковом усилительном каскаде с активными элементами из неодимо-вого фосфатного стекла. Квантовая электроника. 2003.33, с.485-488.

79. LLNL. ICF Quarterly Report. Special Issue: National- Ignition»Facility (Virginia: Springfield, 1997, v.7,No.3).

80. Michel L.Andre, "Status of the LMJ Project", in Second Annual International Conference on Solid State Laser for Applications to Inertial Confinement Fusion, Michel L.Andre, Editor, Proceedings of SPIE 1997, Vol. 3047, p.38-42.

81. Изюмова Т.Н., Свиридов B.T. Волноводы, коаксиальные и полосковые линии. М.: Сов. радио, 1974,

82. Месяц Г.А. Генерирование мощных наносекундных импульсов. М., Энергия, 1975.

83. Дэ/серрард А., БериДж. М. Введение в матричную оптику. М.: Мир, 1978.

84. Алексеев В.Н., Стариков А.Д., Чернов В.Н. Изобретение "Лазерный усилитель" Авторское свидетельство СССР №795374.

85. Алексеев В.Н., Стариков АД., Чернов В.Н. Формирование пространственного профиля пучка в лазерном усилителе с помощью системы жесткая диафрагма -пространственный фильтр. Квантовая электроника, 1980, 7, №9, с. 1906-1913

86. Алексеев В.Н., Стариков АД., Чернов В.Н. Деполяризация выходного пучка усилителя на неодимовом стекле при мелкомасштабной самофокусировке излучения. Квантовая электроника, 1983,10, №5 с. 857-859

87. Кравченко В.Б., Рудницкий Ю.П. Лазерные фосфатные стекла. Квантовая электроника, 1979, 6, №4, с. 661-689.

88. Алексеев В.Н., Горохов А. А. Энергетические и поляризационные характеристики ОКГ на неодимовом стекле при использовании плоского и неустойчивого резонаторов. Квантовая электроника, 1975, 2, с. 733-737.

89. Алексеев В. Н., Бордачев Е.Г., Бородин В. Г., Горохов А. А. и др. Шестиканаль-ная лазерная установка «Прогресс» на фосфатном неодимовом стекле. Известия АН СССР. сер. Физ., 1984, 48, № 8, с. 1477-1484.

90. Бужинский И. М. , Мамонов С. К, Михайлов Л. И. ЖПС, 1971,15, 229.

91. Алексеев В. Н., Бордачев Е. Г., Вицинский С. А., Кулаков В. И., Ры бин В. Н., Стариков А. Д. О влиянии формы импульса излучения накачки на уровень запасенной энергии в усилителях на неодимовом стекле. Квантовая электроника, 1978, 5, №10, с. 2291-2293.

92. Алексеев В.Н., Дмитриев Д.И., Жилин А.Н., Чернов В.Н. Насыщение усиления в фосфатном неодимовом стекле ГЛС-22. Квантовая электроника, 1985, 12, с. 159-161.

93. Эммет Дж. Л., Крупке У. Ф., Тренхолм Дж. Б. Будущее мощных твердотельных лазерных систем. Квантовая электроника, 1983, 10, №1, с.5- 43.

94. Зельдович Б.Я., Поповичев В.И., Рагульский В.В., Файзуллов Ф.С. О связи между волновыми фронтами отраженного и возбуждающего света при вынужденном рассеянии Манделынтама-Бриллюэна. Письма в ЖЭТФ, 15, с. 160-164 (1972).

95. Ефимков В.Ф., Зубарев И.Г., Котов В.А. и др. Исследование схем для получения мощных коротких импульсов с ОВФ в ВРМБ зеркале. Квантовая электроника, 1980, 7, №14, с. 372-377.

96. Басов Н.Г., Ефимков В.Ф., Зубарев И.Г., Котов В.А. и др. Управление характеристиками обращающих зеркал. Квантовая электроника, 1981, 8, №10, с.2191-2195.

97. Грацианов КВ., Крыжановский В.И., Любимов В.В., Мак А.А. и др. Исследование точности ОВФ при ВРМБ. // В кн.: "Обращение волнового фронта излучения в нелинейных средах"- Горький, ИПФ АН СССР, 1982, с. 143-159.

98. Васильев М.В., Сидорович В.Т., Шляпннкова КС. О качестве ОВФ при ВРМБ. Оптика и спектроскопия, 1983, 54, №4, с.663-667.

99. Алексеев В.Н., Дмитриев Д.И., Решетников В.И. ОВФ сканирующего пучка.

100. Квантовая электроника, 1991, 18, № 1,с. 111-113.

101. Зельдович Б.Я., Пилитцкий Н.Ф., Шкунов B.B. II В кн. Обращение волнового фронта. — М.; Наука, 1985, 240 с.

102. Бетин A.A., Васильев А.Ф., Кулагин О.В. и др. ЖЭТФ, 1985, 89, 817.

103. Алексеев В.Н., Голубев В.В., Дмитриев Д.И. и др. Исследование ОВФ в лазерном усилителе на фосфатном стекле с выходной апертурой 12 см. Квантовая электроника, 1987,14, с.722-727.

104. Андреев Н.Ф. Эффективные преобразователи световых пучков на вынужденном рассеянии для адаптивных лазерных систем. // Автореферат кандидатской диссертации. ИПФ АН СССР, Горький, 1984.

105. Алексеев В.H., Грозный А.Г., Жилин А.Н., Эльц В.К. Светоуправляемый лазер с ПВМС типа PROM. // Тез. Докл. 5 Всесоюзной конф. "Оптика лазеров", Ленинград, 1989, с. 145.

106. Васильев А.А., Касасент Д., Компанец H.H., Парфенов A.B. Пространственные модуляторы света. М., Радио и связь, 1987. 320 с: ил.

107. Дьякова А.Ф., Корнев А.Ф., Рейтеров В.М., Соме JJ.H. и др. Импульсно периодически лазер на элементах из ИЛФ: Nd3+ . Изв. академии наук СССР, сер. физ., 1991,55, С.294 - 297.

108. Петров М.П., Степанов С.И., Хоменко A.B. Фоточувствительные электрооптические среды в голографии и оптической обработке информацию — Л., Наука, 1983.-270 с.

109. Алексеев В.H., Дмитриев Д.И., Решетников В.И. Фильтр пространственныхв частот. Авторское свидетельство СССР № 316884. Приоритет от 03.1989i

110. Баянов В.И., Бордачев Е.Г., Волынкин В.М. и др. Стержневые усилители большой апертуры на фосфатном неодимовом стекле для лазеров с высокой яркостью излучения. Квантовая электроника, 1986,13, с.1891- 1896.

111. Алексеев В.Н., Дмитриев Д.И., Решетников В.И. "Лазер с управляемой диаграммой направленности излучения" Авторское свидетельство >№ 320785. Приоритет от 24.07. 1989 г.

112. Алексеев В.Н., Дмитриев Д.И., Решетников В.И, Сканирующий лазер. Авторское свидетельство СССР №»321307. Приоритет от 08. 1989 г.

113. Корпев А. Ф., Покровский В.П., Соме Л.Н., Ступников В.К. Изв. АН СССР, сер. физич., 1991,55, С.298.

114. Васильев А.Ф., Мак A.A., Митькин В.Н. и др. Исследование коррекции термо-наведенных оптических искажений, и когерентого фазирования пучков при вынужденном рассеянии Мандельштамма — Бриллюэна. ЖТФ, 1986, 56, с.312-316.

115. Бутуслов М.М., Степанов Б.М., Фанченко С.Д. Электронно — оптические преобразователи и их применение в научных исследованиях. М.: Наука, 1978, 431 с.

116. Haertling G.H. and Land С.Е., 'Hot-Pressed (Pb,La)(Zr,Ti)03 Ferroelectric Ceramics for Electrooptic Applications', J. Am. Geram: Soc., 1971', Vol. 54, No. l,p. 1-10.

117. ЪЪ.Компанец КН., Семочкин П.H., Соболев А.Г. Электрически управляемая модуляция света в ЦТСЛ-керамике. М.: Наука, 1981, с. 76-119 (Тр. ФИАН; т.126)

118. Landry M. J., McCarthy A. E. Transmission switching characteristics of PLZT shutters. Appl. Optics, 1973, 12, p.2312-2319.

119. Title M., Lee S., Modeling and1 characterization of embedded electrode performancein transverse electrooptic modulators. Applied Optics, 1990, 25, p. 85- 98.

120. Shames P. E., Sun P. C. and Fainman Y., Modelling of scattering and Depolarizing EO Devices. II: Device Simulation, Applied Optics. 1998, 37, No. 17, p. 3726-34.

121. Klotins E., Alekseev V. N., Ferroelectric Electrooptic Ceramics: Physics and Applications, Materials Science, 2002, 8, №2, p. 141-155.

122. Alekseev V., Liber V., Starikov A., Anspoks A., Auzins E., Klotins E., and Kotleris J., High-efficiency angular deflection of the laser beam/PLZT intracavity array. Ferro-electrics, 1992,131, p.301-306.

123. Алексеев В.H., Свечников М.Б., Чернов В.Н. Разрушение многослойных диэлектрических покрытий лазерным импульсом наносекундной длительности Квантовая электроника, 1985, 12, с.729-737.

124. Lee S.H., Esener S.E., Title M.A., Drabik T.J. "Two-dimensional eilison/PLZT spatial light modulators: Design considerations and technology". Opt. Eng., 1986, 25, p. 250.

125. Программа ELCUT. Моделирование двумерных полей методом конечных промежутков. Производственный кооператив ТОР С- Петербург http://elcut.ru

126. Alekseev V., Liber V., Anspoks A. et al. High efficiency control of the deflecttion of the laser beams: PLZT based laser pointing. // Abstracts International Conference TFC'91 (Riga, 1991) p. 174

127. Алексеев B.H., Либер В.И., Стариков А.Д. Сканирующий лазер. Патент РФ № 2040090, 1995

128. Алексеев В.Н., Котылев В.Н., Либер В.П. Исследование характеристик излучения Nd:YAG- лазера с внутрирезонаторным пространственно- временным модулятором на основе электрооптической керамики ЦТСЛ. Квантовая электроника, 1999, 27, с. 233-238.

129. Шерклифф У., Поляризованный свет, М., Мир 1965.

130. Калинина А.А., Любимов В.В., Носова JI.B. и Соме JI.H. Оптика и спектроскопия, 1991,70, выпуск 1, с. 182.

131. Алексеев В.Н., Котылев В.Н., Либер В.К, Русое В.И., Стабилизация пакетно-импульсного режима работы сканирующего лазера с внутрирезонаторным ПВМС. // Тезисы докл. 7 междунар. конф. Оптика лазеров", С,- Пб, изд. ГОИ, 1993, с. 268.

132. Ale kseev V.N., Grigorjev K.V., Kotylev V.N., Liber V.I., Talalaev V.G. Continuously pumped YAG:Nd scanlaser with intracavity PLZT-based STLM. // Summary CLEO/Europe' 98, Glasgow, Great Britain, September 13-18

133. Справочник по лазерам, т.2. Под редакцией Прохорова A.M. М., Советское Радио, 1978, с. 12.

134. Аксененко М. Д., Бараночников М. Л., Приемники оптического излучения: Справочник. М.: Радио и связь, 1987. — 296 е., ил.

135. Алексеев В.Н., Либер В.И. Сканирующий лазер. Патент РФ № 2142664, 1998

136. Alekseev V. Kotilev V.N. Liber V.I. YAG: Nd scanning laser with intracavity PLZT-based spatio-temporal light modulator.// Abstracts 3 International Conference "Advanced optical materials and devices", Riga, Latvia, 2002 , p. 166.

137. Alekseev V. Kotilev V.N. Liber V.I. YAG: Nd scanning laser with intracavity PLZT -based spatio-temporal light modulator. // Proc. SPIE vol. 5123, "Advansed optical devices", 2003, p. 22-24.

138. РедиД.Ф. Промышленное применение лазеров. М.: Мир 1991.

139. Northrop Grumman Corporation NGST Cutting Edge Optronics. http://www. st.northropgrumman.com.

140. Aull B. F. and JenssenH. P. "Vibronic interactions in Nd:YAG resulting in nonre-ciprocity of absorption and stimulated emission cross sections", IEEE J. Quantum Electron. QE-18; 1982, p.92.

141. Мезенов А. В:, Соме Л. Н., Степанов А. И. Термооптика твердотельных лазеров. Л. Машиностроение, Ленингр; отд-ние, 1986. -199 с., ил.

142. Karr М.A. Laser cavity loss due to internal Brewster polarizer, Appl.Opt., 1971, 10, p.893-895.

143. Алексеев B.H., Никитин H.B., Чарухчев A.B., Чернов В.H. О юстировке много-, каскадных лазерных усилителей. ОМП, 1983, №>11, с. 46-48.

144. Носова,Л.В: Моды и потери сопряженного резонатора при разъюстировках. Оптика и спектроскопия, 1987, 62, с. 866-871.

145. Alekseev V.N., Kotylev V.N., Liber V.I. YAG:Nd scanning laser system with phase conjugation and master-oscillator with PLZT-based intracavity STLM. 11 Summary CLEO/Europe198, Glasgow, Great Britain, September 13-18.

146. ПО. Алексеев B.H. Лазерный локатор на основе внутрирезонаторного сканирования излучения. Оптический журнал, 2001' 68, стр. 43-47.

147. Ш.Летохов B.C., Устинов Н.Д. Мощные лазеры и их применение. М:. Сов.радио, 1980.-112 с. ил.

148. МакА.А., Соме Л.Н., Фромзелъ В.А., Яшин В.Е. Лазеры на неодимовом стекле. М:. Наука, 1990,- 288 с.

149. Васильев М.В., Венедиктов В.Ю., Лещев А.А. Коррекция искажений изображающих оптических систем с помощью ОВФ. Изв. АН СССР, Сер. Физич., т. 1991, 55, №2, с. 260-266.

150. Алексеев В.Н., Котылев В.Н., Либер В.И. и др. Разработка килоджоульного канала лазерной системы на Nd-стекле с ВРМБ компрессором 70 не импульса. // Proceedings of SPIE v. 3492, 1998.

151. В.Н.Алексеев. Дисковые усилители с большой световой апертурой. Автореферат диссертация на соискание ученой степени к.ф.м.н, Л., ГОИ, 1982.

152. Земское JI.K, Исаев A.A., Казарян M.А., Петраш Г.Г. Лазерный проекционный микроскоп. Квантовая электроника, 1974,1, с. 14-15.

153. Земское Л.И., Исаев A.A., Казарян М.А., и др. Применение неустойчивых резонаторов для получения дифракционной расходимости излучения импульсных газовых лазеров с большим усилением. Квантовая электроника, 1974,1, с.

154. Бурцев В.А. и др., HF-DF лазер замкнутого цикла. // Тез. докл. Всесоюзной конф. "Физика и конверсия", Калининград, 1991, С. 161.

155. Алексеев В.Н., Котылев В.Н., Либер В.И, Сабинин В.Е. Поляризационные оптические эффекты и монокристаллический кремний. Контроль и применение. // Тезисы докладов совещания Кремний — 2004, Иркутск, 5-9 июля 2004, с.224

156. Алексеев В.Н., Котылев В.Н., Либер В.И. Исследование внутрирезонаторного сканирования излучения электроразрядного DF -лазера. Оптический журнал, т. 72, №4, 2005, с. 15-19.185. http://www.almazoptics.coni/sapphire.htm

157. Великанов С.Д., Синицин М.В., Щуров В.В. Работа химического лазера в режиме усилителя. Квантовая электроника. 1996 - Т. 23. - с. 684.

158. Алексеев В.Н., Котылев В.Н., Либер В.Н Двухкоординатное управление диаграммой направленности электроразрядного DF —лазера. Квантовая электроника. 2008, 38, с.670-672.

159. Басов Н.Г., Башкин A.C., Голубев Л.Е. и др. Исследование системы HF генератор — усилитель на цепной фтор водородной реакции. Квантовая электроника. 1978, 5, с.910-912.

160. Tisone G.C., Hoffman J.M. J. AppL Phys. 1976, 47, p.3530.

161. Klotins E., Alekseev V. Benchtop characteristics of. PLZT based electrooptic switches. // Abstracts 3 International Conference "Advanced optical materials and devices", Riga, Latvia, 2002 , p. 167.

162. Sternberg A., Transparent ferroelectric ceramics: Properties and* applications. Ferroelectrics, 91, 53-67 (1989):

163. Sternberg 'A. Transparent Ferroelectric Ceramics Recent« Trends And Status Quo, Ferroelectrics, 134, 13 (1992).

164. Yokosuka M., Ochiai T. and Marutake M. Electrical and Optical Properties of Hot. Pressed Ba(Lai/2Nbi/2)03-PbZr03-PbTi03 Ceramics Jpn. J. AppL Phys, 24, 130-1321985)

165. Dambekalne M., Brante I., Antonova M. and Sternberg A. Production and properties of ceramic of lead'containing niobates. Ferroelectrics, 134, 67 (1992).

166. Shebanov L. A., Birks E. H. and'Borman K. J. Structure and dielectric and optical properties of (Mn, Fe, Co, Eu)-doped PLZT ceramics. Ferroelectrics, 90, 45-551989).

167. Whatmore R. W., Patel A., Shorrocks N. M. and Ainger F. W. Ferroelectric materials for thermal' ir sensors state-of-the-art and perspectives. Ferroelectrics, 104, 2691990).

168. Yin Z. IV., ChenX. Т., SongX. Y. and Feng J. JV. Studies on micro structure and mi-croproperty of PLZT ceramics. Ferroelectrics, 87, 85-96 (1988).

169. Yin Z. W., SongX. Y. and Feng J. W. Grain boundary structures in PLZT ceramics. Ferroelectrics, 94, 269-273 (1989).

170. Cheng Z. Y. and Yao X. Space charge distribution measurement of PLZT ceramics Ferroelectrics, 109, 155-160(1990).

171. Dontsova L. I. Acta Universitatis Latviensis, 559, Actual Physical and Chemical Problems of Ferroelectrics (Riga, 1991), pi 65.

172. Okazaki and Tanimoto T. Electro-mechanical strength and fatigue of ferroelectricsceramics, Ferroelectrics, 134, 25 (1992).

173. Ishchnk V. M, Lykah V. A. and Presnyakova О. V. И Abstr. EMF-7 (Dijon, July 812, 1991) p. 414.

174. Tokiwa K. and Uchino K. Grain size dependence of electro-optic effect in PLZT transparent ceramics. Ferroelectrics, 94, 87-92 (1989).

175. Cross L.E. Ferroelectrics, 76, 241-267 (1987).

176. Wang P. C, Chen Z. L„ He X. M. et. al. ТЕМ study of PLZT ceramic. Ferroel. Lett. Section, 4,47-51 (1985).

177. Baba-kishi K. Z. and Randall C. A. A comparative study of fringe contrast in -phase and PbO-second phase particles in Pbo ssLao os(Zr0.7oTi0.3o)03. Ferroelectrics, 93, 329-334 (1989).

178. Darlington C. W. On the changes in structure of PLZT (8.7/65/35) between 80 and 750 K. Phys. Stat. Sol, 113, 63-69 (1989).

179. Darlinton C. N. W. and Cernik R. J. Synchrotron X-ray powder diffraction study of (Pbi-3x/2Lax) (ZryTii-y) Оз at elevated temperatures. Phys. Condens. Matter, 1, 35, 6019-6024 (1989).

180. Burns G. andDacolF. H. Ferroelectrics with a glassy polarization phase. Ferroelectrics, 104, 25-35 (1990).

181. Яшин H.K. иДороговцев C.H. Изв. Акад. Наук, сер. физ. 54, 4, 629 (1990).

182. Jimenez В., Pardo L. and Alemany С. Electrostriction arid thermal expansion in PLZT ceramics in connection with their phase transition. Ferroelectrics, 94, 201-208 (1989).

183. Shebanov L. A. Field-induced reversible or irreversible lattice rearrangement of transparent PLZT 9/65/35 ferroelectric ceramics. Ferroelectrics, 90, 65-70 (1988).

184. Cross L. E., Viehland D. D., Jang S. J. and Wnltig H. Spin glassmodelsfor the elasto-dielectric behaviour in transparent PMN-PT and PLZT ceramics. // Abstr. TFC'91 (Riga, October 2-4, 1991), p. 130.

185. Viehland D., Jang S. J. and Cross L. E. Freezing of the polarization fluctuations in lead magnesium niobate relaxors. J. Appl. Phys., 68, 6, 2916-2921 (1990).

186. Schmitt H. and Dorr A. The dielectric relaxation of relaxor type PLZT. Ferroelectrics, 93, 309-314(1989).

187. Spule A. and Birks E. Dielectric polarization in PLZT and Pb Mgi/3Nb2/3 O3 at the diffuse phase transition, Ferroelectrics, 131, 183-188 (1992).

188. Schmidt G. Cubically stabilized perovskites. Ferroelectrics, 104,205-216(1990).

189. Isupov V.A. Diffuse ferroelectric phase transition and PLZT ceramics. Ferroelectrics, 131,41-48(1992).

190. Bokov A.A. Recent advanced in diffuse ferroelectric phase transition. Ferroelectrics, 131,49-55 (1992).

191. McHenry A., Giniewicz J. R., Jang S. J., Shrout T. Ri and Bhalla A. S. Optical and electro-optical properties of lead magnesium niobate-lead titanate. Ferroelectrics, 107, 45 (1990).

192. Kuwabara M., Toda K. and Oshima K. Coexistence of normal and diffuse ferro-electric-paraelectric phase transitions in (РЬ,Ьа)ТЮз ceramics. Phys. Rev. В., 42, 16, 10012- 10015(1990).

193. Fokin A. G. , Shermergor T. D. and Dikarev A. V. Stochastic resonance under wave propogation disordered media. Ferroelectrics, 131, 97-103 (1992).

194. Kamzina L. S. and Korzenevskii A. L. Percolation processes and anomalous light scattering ferroelectric with a diffuse phase transition. Ferroelectrics, 131, 91-95 (1992).

195. Liberts G. SHG analysis of advanced ceramic matherials. // Abstr. TFC'91 (Riga, October 2-4, 1991), p. 52

196. Masuda Y. The polarization-reversal and nonlinear properties of optoelectronic ceramics. Ferroelectrics, 109, 143-148 (1990).

197. Zaitsev B. D., Kalinin V. Yu., Ermolenko A. V. and Sternberg A Investigation of nonlinear electrocoustic effects on SAW in PLZT'ceramics. // Abstr. TFC'91 (Riga, August 2-4, 1991), p. 20.

198. Altshuler G. В., Ermolayev V. S., Hramov V. Yu., Zauls V. and Liberts G Self-focusing and self-deflection of laser beams in transparent PLZT ceramics. Ferroelectrics, 69, 67 -73 (1986).

199. Knite M„ Liberts G„ Ozolinsh M., Zauls V., Sternberg A , Altshuler G. and Ermolayev V. Laser-induced selftransparency in PLZT ceramics. Ferroelectrics, 80, 255259 (1988).

200. Бирюкова T.B. и Захаров Ю.Т. Пироэффект и токи термодеполяризации в прозрачной керамике ЦТСЛ 9,75/65/35. Изв. АН СССР, сер. физ., 64, 768 771 (1990).

201. Krumins A. Specific features of holographic recording PLZT ceramics. Ferroelectries, 131, 105-110(1992).

202. Krumins A., Ringhofer К. M., Rupp R. A. and Shi F. Photo-induced light scattering in PLZT-10/65/35 ceramics. Ferroelectrics, 89, 155-169 (1989).

203. Rupp R. A., Krumins A. E., Kerperin K, and Matull R. Holographic investigation of Pbo9Lao.i(Zro.65Tio.35)o.975C>3 close to the diffuse phase transition. Phys. Rev., 13, 39, 9541 (1989).

204. Gundel, J. Handerek, H. Riege, E. J. Wilson N. and Ziouias К Pulsed electron emission from PLZT ceramics. Ferroelectrics, 109, 137-142 (1990).

205. Rosenman G. I. Electron emission screening of depolarizing field in ferroelectrics. // Abstr. TFC'91 (Riga, October 2-4. 1991), p. 28;

206. Pechorsky V. I. and Chepelev Y. L. PLZT hot electron emission. // Abstr. TFC'91 (Riga, October 2-4, 1991), p. 27.

207. Boscolo I., Scurat A. Stable ampere level emission of energetic electrons by electrically excited ferroelectric ceramics. // Proceedings LINAC98, Chicago, Illinois, USA 1998, August 23-28, p. 526.

208. Богомольный B.M. К расчету электрострикционного эффекта в тонкослойных структурах металл-сегнетоэлектрик-металл, ЖТФ, 69, с. 120-124 (1999)

209. Dirnza V., Paulins P., Zhang М. S., Chen О. and Lin Z. X. Studies of Roman scattering spectra (RSS) of PLZT and PMN ceramics doped with 3d elements. Ferroelectrics, 131,239-248 (1992).

210. Plaude A., Dimza V., Feng Duan, Lin Chengui, Lin Hanmi and Zhu Jingson. Electron microscope studies of pure and doped electrooptical PLZT ceramics. Ferroelectrics, 131,249-255 (1992).

211. Plaude A. Roman structure of doped PLZT ceramics. Ferroelectrics, 131, 257-265 (1992).

212. Burkhanov A., Shilnikov A. and Dimza V. Dielectric memory effects of (Mn,Fe, Co, Cu, Eu) doped PLZT ceramics. Ferroelectrics, 131, 267-273 (1992).

213. Sternberg A., Krumina A., Sprogis A. et. all. Radiation effects in PLZT and PMN ceramics. Ferroelectrics, 131, 275 -282(1992).

214. Haertling G. H. and Land C.E. Pyroelectric thermal imaging devices. Ferroelectrics^, 269-280(1972).

215. Kim N., McHenry D. A., Jang S. J. and Shrout T. R. Farbication of Optically Transparent Lead Magnesium Niobate Polycrystalline Ceramics Using Hot Isostatic Pressing. J. Am. Ceram. Soc., 73, 4, 923- 928 (1990).

216. Koizumi M. Mem. Inst. Sci. and Ind. Res., 33, 37 (1976).

217. Sato M., Yoshikawa Y., Takagi A. and Tsuzuki K. J. Coll. Engng. Nihon Univ., A30, March, 243 (1989).в

218. Nagata K., Kiyota T. and Furuno M. Long-size electro-optic PLZT ceramics fabricated by doctor blade method. // Proc. EMF-7 (Dijon, July 8-12, 1991).

219. Sheppard L. M. Manufacturing Ceramics with Microwaves: The potential for Economical Prodaction. Ceramic Bulletin, 67, 10, 1655-61 (1988).

220. Plonska M., Czekaj D., Surowiak Z. Application of the sol-gel method to the synthesis of ferroelectric nanopowders (Pbl-xLax)(Zr0.65Ti0.35) 1- 0.25x03, 0.06< x <0.1, Materials Science, Vol. 21, № 4, 2003.

221. Haertling G. H. PLZT electrooptic materials and applications a review. Ferroelec-trics, 75,25-55(1987)

222. Xu Y. Ferroelectric Materials and Their Applications, Elsevier, Amsterdam, 1991.

223. Ibuki S., Nakagawa Т., Okuyama M. and Hamakawa Y. Spectroscopic Study on Sputtering of PLZT Thin Film. Jpn. J. Appl. Phys., 29, 3, 532 -535 (1990).

224. Damjanovic, D. Ferroelectric, dielectric and piezoelectric properties of ferroelectric thin films and ceramics. Rep. Prog. Phys. 61, 1267-1324 (1998).

225. Krupanidhi S. В., Saha S., Bhattacharyya S., Bharadwaja S. S. N. Excimer laser ablation processed ferroelectric and antiferroelectric thin films. Integrated Ferroelectrics An International Journal, Vol. 31, Issue 1-4, p. 1 12 (2000).

226. Okada M., Tominaga K., Araki Т., Katayama S. and Sakashita Y. Metalorganic Chemical Vapor Deposition of c-Axis Oriented PZT Thin Films. Jpn. J. Appl. Phys., 29, 4,718(1990)

227. BuddK. O., Dey S. K. and Payne D. A. Sol-Gel Processing of PbTi03-PbZr03 and PLZT Thin Films. Proc. Brit. Cer. Soc., 36, 107-121 (1985).

228. Huffman M., Gealy F.D., Kammerdiner L., et.al. Microstructural, compositional and electrical characterization of ferroelectric lead zirconate titanate thin films. Ferroelectrics, 134,303-312(1992).

229. Блинов JI. M., Фридкин В.М., Палто С.П. и др. Двумерные сегаетоэлектршси, УФН, 170, №3,247- 262 (2000).

230. Шур В.Я., Пономарев Н.Ю., Тонканева Н.А. и др. Явление усталости в эпитаксиаль-ных пленках цирконата-титаната свинца, Физика твердого тела, 39, 694-696(1997).

231. Клотинъш Э., Котлерис Ю. Электрооптический затвор «Пульсар». //Тезисы докл. III Межведомственного семинара-выставки «Получение, исследование и применение прозрачной сегнетокерамики», ЛГУ им. П. Стучки, Рига 1988 г .

232. Klotins Е. and Kreicbergs P. PLZT Phase Plate Frequency Shifter for Heterodyne Interferometry PLZT Phase Plate Frequency Shifter for Heterodyne Interferometry, Ferroelectrics, Vol. 90,p. 209 211 (1989)

233. Klotins E., Kreicbergs P. Kolleris J. and Kapenieks A. Laser Heterodyne Displacement Measuring Using PLZT Frequency Shifter. Sensors and Actuators A, 25 — 27 (1991)271-275

234. Ozolinsh M., Stock K„ Hibst R., and Steiner R. Q-Switching of ER: YAG (2.9 ¡лт) Solid State Laser by PLZT Electrooptic Modulator. IEEE Journal Of Quantum Electronics, Vol. 33, No. 10, 1846 1849 (1997)

235. Ozolinsh M. Electrooptic PLZT ceramics in infrared: Properties and applications, Ferroelectrics, 201: (1 4) 137 - 146 (1997)