автореферат диссертации по электронике, 05.27.03, диссертация на тему:Исследование и оптимизация спектральных и энергетических характеристик малогабаритных Er:YLF и Er:YAG лазеров с диодной накачкой

Ö0461274S

Министерство образования и науки российской федерации

САНКТ-ПЕТЕРБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ, МЕХАНИКИ И ОПТИКИ

На правах рукописи УДК 621.373.826

САЧКОВ Дмитрий Юрьевич

ИССЛЕДОВАНИЕ И ОПТИМИЗАЦИЯ СПЕКТРАЛЬНЫХ И ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК МАЛОГАБАРИТНЫХ ErrYLF И Er: YAG ЛАЗЕРОВ С ДИОДНОЙ НАКАЧКОЙ

Специальность 05.27.03 Квантовая электроника

1 8 НОЯ 2010

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических

наук

Санкт-Петербург - 2010

004612748

Работа выполнена в Санкт-Петербургском государственном университете информационных технологий, механики и оптики

Научный руководитель: Храмов Валерий Юрьевич

доктор технических наук, профессор

Официальные оппоненты: Шилов Валерий Борисович

доктор технических наук

Смирнов Владимир Григорьевич

кандидат физико-математических наук

Ведущая организация: ОАО "ЛОМО", г. Санкт-Петербург

Защита состоится 7 декабря 2010 г. в 15.30 на заседании диссертационного совета Д212.227.01 при Санкт-Петербургсхом государственном университете информационных технологий, механики и оптики по адресу: 190031, Санкт-Петербург, пер. Гривцова, 14.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского государственного университета информационных технологий, механики и оптики.

Ваши отзывы и замечания по автореферату (в двух экземплярах), заверенные печатью, просим направлять в адрес университета: 197101, г. Санкт-Петербург, Кронверкский пр., 49, секретарю диссертационного совета Д212.227.01.

Автореферат разослан 3 ноября 2010 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д212.227.01 кандидат технических наук, доцент

Общая характеристика работы

Актуальность темы

В настоящее время лазерные приборы и системы нашли широкое применение в промышленном производстве, медицине, информационных технологиях и других областях деятельности человека. Одним из перспективных направлений дальнейшего развития лазерной техники являются технологии, основанные на использовании лазерного излучения с длиной волны в районе трех микрометров. Основной особенностью данной области спектра является то, что в районе длины волны 3 мхм находится один из основных максимумов поглощения веществ, содержащих гидроксильные группы ОН. Высокое значение показателя поглощения подобных сред в спектральной области 3 мкм может быть использовано при решении задач дистанционного контроля, воздействия на биологические ткани, спектроскопии.

Сравнительный анализ известных источников лазерного излучения с длиной волны генерации в районе 3-х мкм показал, что одним из наиболее перспективных типов лазеров данного диапазона являются лазеры на кристаллах, активированных ионами эрбия Ег3+. Несмотря на то, что лазерная генерация в данных средах получена довольно давно (1975 г.), эрбиевые лазеры имеют значительный потенциал развития связанный с использованием селективной накачки лазерными диодами. Использование диодной накачки позволяет улучшить технико-эксплуатационные характеристики лазеров данного типа, в частности увеличить срок службы лазера, уменьшить его габариты, энергопотребление. В частности, становиться возможным создание систем с излучателем, расположенным непосредственно в рабочем наконечнике (Ъап(1реасе), что снижает потери на доставку излучения до объекта и тем самым существенно увеличивает эффективность системы.

Следует отметить, что в большинстве задач, решаемых с использованием лазеров трехмикрометрового диапазона, требуется лазерное излучение с высоким уровнем импульсной мощности, а таже стабильными спектральными и временными параметрами. Это определяет высокую потребность в способах оптимизации и управления характеристиками эрбиезых лазеров с диодной накачкой.

Цель и задачи диссертационной работы

Цель диссертационной работы - разработка способов оптимизации и управления характеристиками генерации малогабаритных ЕпУЬР и ЕпУАв лазеров среднего ИК диапазона для медицинских применений.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Разработать математические модели, описывающие динамику процессов генерации на переходе между энергетическими уровнями 41ц/2-41,3/2 эрбиевых лазеров с импульсно-периодической диодной накачкой.

2. Провести экспериментальные исследования спектральных и энергетических параметров генерации Ег:УЬР и ЕпУАС лазеров с диодной накачкой, в т.ч. и для апробации и уточнения параметров разработанных моделей.

3. Разработать способы оптимизации и управления генерационными характеристиками Ег:Уи и ЕпУАв лазеров для увеличения эффективности и импульсной мощности их генерации.

Научная новизна работы определяется тем, что в ней впервые:

1. Разработаны математические модели многочастотной генерации Ег:УЪР и Ег:УАО лазеров с диодной накачкой, учитывающие переходы между основными нижними энергетическими уровнями иона Ег3+, в т.ч. процессы нелинейной релаксации (апконверсия, самотушение люминесценции).

2. Исследовано влияние режимов импульсно-периодической диодной накачки на спектральные и энергетические параметры генерации Ег:"УЪР и ЕпУАй лазеров.

3. Показана и обоснована возможность управления спектром генерации эрбиевых лазеров при селективной накачке на энергетический уровень 41И/2, за счет изменения мощности, длительности и частоты следования импульсов накачки при импульсно-периодическом режиме работы лазера.

4. Установлено, что в режиме свободной генерации пиковые мощности импульсов генерации ЕпУГЛ7 лазера с диодной накачкой на различных длинах волн перехода \\ri-\m приблизительно одинаковы, в то время как в режиме модуляции добротности Ре2+:гп8е затвором мощность пичков генерации на длине волны 2.66 мкм существенно меньше мощности пичков излучения генерации на длинах волн 2.71 и 2.81 мкм.

5. Достигнута пиковая мощность генерации излучения ЕпУЬР лазера с диодной накачкой порядка 100 кВт на длине волны 2.81 мкм в

режиме модуляции добротности резонатора пассивным затвором на основе кристалла Ре2+:гп55е.

Основные положения и результаты, выносимые на защиту

1. Расчетные модели, описывающие многочастотную генерацию ЕпУЬР и ЕгУАв лазеров с селективной накачкой на энергетические уровни 41ц/2 и 41п/2, с помощью которых можно выполнить исследование и оптимизацию выходных спектрально-энергетических характеристик лазеров как в режиме свободной генерации, так и в режиме пассивной модуляции добротности.

2. Управление длинами волн генерации Ег:УЬР и ЕпУАС лазеров, соответствующих линиям переходов между мультиплетами \ц2 и в импульсно-периодическом режиме может осуществляться за счет изменения энергетических и временных параметров импульсов накачки без установки дополнительных спектрально селективных элементов в резонатор лазера.

3. Выбор параметров частотно-импульсного режима селективной накачки эрбиевых лазеров, обеспечивающих заданный спектральный состав излучения, может быть выполнен на основе использования упрощенной трехуровневой аналитической модели.

4. Смена длины волны генерации в течение импульса диодной накачки ЕпУЬР лазера, работающего в режиме пассивной модуляции добротности резонатора затвором на кристалле происходит в той же последовательности, что и в режиме свободной генерации. При этом в отличие от режима свободной генерации, в режиме модуляции добротности мощность пичков генерации на длине волны 2.66 мкм существенно меньше мощности пичков генерации на длине волны 2.81 мкм.

Реализация результатов диссертационной работы Результаты диссертационной работы были использованы в СПбГУ ИТМО, ЗАО «УНП Лазерный центр ИТМО», ООО «Технологии. Внедрение. Наука.» при реализации проектов «Динамика генерации кристаллических эрбиевых лазеров при наличии кросс-релаксационных процессов передачи энергии возбуждения» (грант № РНП.2.1.2.4867, 2006-2008 гг.) и «Исследование и управление параметрами генерации твердотельных эрбиевых микролазеров дня оптимизации процессов взаимодействия оптического излучения с биотканью» (грант №РНП. 2.12/4302, 2008-2010 гг.) федеральной программы «Развитие научного потенциала высшей школы», проекта «Исследование процессов многочастотной генерации малогабаритных твердотельных лазеров

5

среднего ИК-диапазона с диодной накачкой» (2008-2010 гг.) тематического плана научно-исследовательских работ СПбГУ ИТМО, проектов ООО «Технологии. Внедрение. Наука»: «Разработка методов увеличения импульсной мощности эрбиевого микролазера трехмикронного диапазона, работающего в импульсно-периодическом режиме со средней мощностью выше 1 Вт» и «Разработка методов пассивной модуляции добротности малогабаритных эрбиевых лазеров с диодной накачкой» в рамках федеральной программы «Участник молодежного научно-инновационного конкурса (У.М.Н.И.К.)» и создании малогабаритного ЕгУЬР лазера с диодной накачкой в ЗАО «УНП Лазерный центр ИТМО».

Материалы диссертационной работы используются в учебном процессе кафедры Лазерной техники и биомедицинской оптики Санкт-Петербургского государственного университета информационных технологий, механики и оптики при подготовке студентов по направлению 200200 «Оптотехника», специальности 200201 «Лазерная техника и лазерные технологии», при подготовке бакалавров по направлению 140400 «Техническая физика».

Апробация работы и публикации

Результаты, изложенные в диссертации, докладывались и обсуждались на международных и российских конференциях: Международные конференции «Оптика лазеров» (Санкт-Петербург, 2008, 2010 г.), Fundamentals of laser assisted micro-& nanotecnologies (Санкт-Петербург, 2010 г.), Всероссийская межвузовская конференция молодых ученых (Санкт-Петербург, 2008, '2009, 2010 г.), а также на семинарах кафедры ЛТиБМО СПбГУ ИТМО, где были положительно восприняты научной общественностью.

Доклад соискателя «Модель многочастотной генерации эрбиевых кристаллов в диапазоне 3 мкм при селективной накачке на нижний лазерный уровень» был отмечен дипломом «за лучший доклад на секции» Всероссийской межвузовской конференции молодых ученых (14 - 17 апреля 2009 г.).

Результаты диссертации опубликованы в 7 печатных работах, из них 4 в изданиях, входящих в перечень российских рецензируемых научных журналов, в которых должны бьггь опубликованы основные научные результаты диссертаций на соискание ученых степеней доктора и кандидата наук (список ВАК).

Личный вклад автора

Общая постановка цели и задач диссертационной работы проведены совместно с научным руководителем данной работы. Лично соискателем выполнены разработка компьютерных моделей Er:YLF и ErrYAG лазеров, проведен анализ результатов исследования с применением разработанных моделей. Исследования и анализ экспериментальных характеристик лазеров, их сравнение с результатами теоретического моделирования выполнены совместно с сотрудниками кафедры лазерной техники и биомедицинской оптики М.В. Иночкиным, В.В. Назаровым, JI.B. Хлопониным при непосредственном участии соискателя.

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка цитируемой литературы. Материал изложен на 150 страницах, содержит 50 рисунков, 9 таблиц и список литературы из 158 наименований.

Краткое содержание работы

Во введении обоснована актуальность выбранной темы, сформулированы цель работы и научные результаты, выносимые на защиту, приведены сведения об апробации работы, определена структура диссертации.

В первой главе приведен обзор публикаций, посвященных исследованиям процессов генерации твердотельных лазеров в области 3 мкм. Рассмотрены основные преимущества и недостатки существующих методов и сред, позволяющих получить лазерное излучение диапазона 3 мкм. Проведен сравнительный анализ результатов, полученных в области разработки лазеров 3 мкм диапазона на эриевых кристаллах.

Во второй главе приведены математические модели, описывающие процессы лазерной генерации в кристаллах Er:YLF и Er:YAG, и результаты, полученные с их помощью.

В первой части второй главы приведено описание математической модели, позволяющей рассчитать динамику процесса генерации Er:YLF и Er:YAG лазеров с диодной накачкой на энергетический уровень \т с учетом переходов между основными нижними энергетическими уровнями иона Е Л в т.ч. процессов нелинейной релаксации (апконверсия, самотушение люминесценции).

С использованием данной модели произведено исследование динамики свободной генерации Er:YLF и Er:YAG лазеров с диодной накачкой на энергетический уровень 4111/2 в условиях отстуствия

спектральной зависимости коэффициента полных потерь резонатора. Полученные результаты показывают, что спектральный состав излучения для Er.YLF лазера может содержать до пяти спектральных компонент: 2.663, 2.713, 2.806, 2.836 и 2.847 мкм, а в случае Er:YAG лазера спектр генерации содержит только две компоненты: 2.698 и 2.935 мкм.

Во второй части главы 2 получены приближенные аналитические выражения, описывающие основные закономерности процессов генерации Er:YLF и Er:YAG лазеров с диодной накачкой в рамках упрощенной модели, включающей уравнения, учитывающие только динамику населенностей N2(t) и Ni(t) лазерных уровней иона эрбия \т и \т- В рамках данного приближения также принимается во внимание то, что изменения показателя усиления активной среды относительно

показателя потерь 6(Х) малы. С учетом этого предлагается пренебречь пичковой структурой генерации и использовать следующие соотношения для усредненных населенностей N2(t) и Ni(t) лазерных уровней иона эрбия 41п/2 и 41и/2 и плотности потока фотонов в резонаторе S(t):

Х,(М = 8(*), (1)

= +4, + ж.,)+Я(0+у, л? (О - y2Nl (О

• (2) ^l = Xg(X,i)S(t)-Nl(t)Ai(> +(Л21 + W2t)N2(t)~ 2уХ(0

где S(t) - усредненная плотность потока фотонов в резонаторе на длине волны X, Ni(t), N2(t) - усредненные населенности энергетических уровней 41ц/2 и 4Ii3/2 соответственно, сг.(^) - сечение вынужденного излучения на длине волны X, a.d(X) - сечение поглощения из возбужденного состояния на длине волны Я, Xg(.Kt) = {GeQ*)N2(t)-Ga(k)N1(t)), Атп - вероятность спонтанного

излучательного перехода между уровнями т и n, Wmn - вероятность безызлучательного перехода между уровнями тип, R- скорость накачки на уровень 411ш, у - коэффициенты, характеризующие скорости процессов апконверсии.

Отметим, что вследствие наличия условия (1) параметры Ni(t), N2(t) и S(t) не совпадают с мгновенными значениями населенностей энергетических уровней 41Пя и 4113/2 и плотности потока фотонов в резонаторе.

Можно показать, что изменение показателя усиления на длине волны Я описывается следующим выражением:

Х,М = Х oW-

где X, - длина волны генерации, td(Ä,,) - время задержки начала

генерации на длине волны Я, = + (F(X) - l)N.),

F(X)

(Я,)) - усредненная населенность энергетического уровня Al\m в момент начала генерации на длине волны Х„ N2, Nx - значения населенностей энергетических уровней \т и при стационарной генерации на длине волны Яь F(X) - спектроскопический форм-фактор. Выражения для расчета данных параметров также приведены во второй части главы 2.

Так как при генерации на длине волны Ян всегда выполняется условие JV, - (td (Я,)) > 0, форм-фактор F(X) - монотонно возрастающая функция длины волны, а все остальные множители во второй части выражения (3) положительны, то из выражения (3) следует, что показатель усиления % (Я, t) на длинах волн X, больших «текущей» длины волны

генерации Я; увеличивается, меньших (Я;<Я) - уменьшается. В определенный момент времени усиление на длине волны X достигает порогового значения и происходит скачкообразное изменение длины волны генерации. При этом переключение длины волны генерации возможно только в длинноволновую область спектра.

В тексте диссертации приведены выражения, описывающие изменения усредненных населенностей лазерных уровней Ni(t) и N2(t), плотности штока фотонов в резонаторе S(t), показателя усиления %g{X,t)

на возможной длине волны генерации Я. Система уравнений (1) и (2) также позволяет рассчитать энергию импульсов генерации и время задержки начала генерации на длине волны Я.

На рис. 1 приведена рассчитанная зависимость времен задержек начала генерации Er:YLF лазера на длинах волн 2.66, 2.71 и 2.81 мкм t^f) от частоты следования импульсов накачки f при длительности импульса накачки 500 мкс и плотности поглощенной мощности накачки 4 кВт/см3. Как видно из рис. 1, в области частот следования импульсов 0 - 45 Гц с увеличением частоты следования импульсов накачки время задержки

9

начала генерации на длине волны 2.66 мкм увеличивается, в то время как времена задержек начала генерации на длинах волн 2.71 и 2.81 мкм уменьшаются. Так как значения усредненных плотностей потока фотонов в резонаторе на рассматриваемых длинах волн имеют один порядок величины, это приводит к перераспределение энергии генерации в пользу более длинноволновых спектральных компонент. С дальнейшим увеличением частоты следования импульсов накачки генерация на длине волны 2.66 мкм полностью прекращается (при Г > 45 Гц), а при значениях Г > 50 Гц прекращается и генерация на длине волны 2.71 мкм. Таким образом, в области частот следования импульсов накачки 50 - 100 Гц генерация осуществляется только на одной длине волны 2.81 мкм.

150

У&мкс

125

100 75 50 25 0

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

£Гц

Рис. 1 Результаты расчета зависимостей времен задержек начала генерации Ц!) от частоты следования импульсов накачки f (длительность импульса накачки 0.5 мс, плотность мощности накачки 4 кВт/см3)

Полученные зависимости показывают, что выбором определенного частотного режима накачки ЕпУЫ7 лазера можно воздействовать на спектр его генерации. На рис.2 приведены рассчитанные области параметров длительности и частоты следования импульсов накачки при плотности мощности накачки 4 кВт/см3, обеспечивающие генерацию ЕпУи лазера только на длине волны 2.66 мкм (рис. 2а) и 2.81 мкм (рис. 26) в отсутствие спектральных зависимостей показателя полных потерь излучения в резонаторе. Из рис. 2 видно, что генерация только на одной длине волны 2.81 мкм обеспечивается при больших значениях

-----2.66 мкм --2.71 мкм

-2.8 1 мкм

— —

V ^ \ *

---

......

длительности импульса накачки Тр и/или частоты следования импульсов £ В то же время задача получения генерации только на одной длине волны 2.66 мкм требует использовать импульсы накачки малой длительности и/или низких частот следования импульсов.

Рис. 2 Области параметров импульсно-периодической накачки ЕпУЬР лазера, при которых реализуется генерация на длине волны 2.66 мкм (а) или 2.81 мкм (б)

В четвертой части главы 2 представлены результаты исследования эффективности трехмикронной генерации Er:YAG и Er:YLF лазеров, выполненные с использованием системы уравнений (1) и (2). Полученные в рамках данной аналитической модели предельные эффективности генерации в Er:YLF и Er:YAG активных средах составляли 66.1% и 52.5%.

В третьей главе приведены результаты экспериментальных исследований трехмикронной генерации Er:YLF и ErrYAG лазеров с диодной накачкой в режиме свободной генерации. На рис. 3 приведена схема лабораторного стенда.

Рис. 3 Схема экспериментальной установки: 1- матрица лазерных диодов с

микролинзами, 2 - активный элемент, 3 - призма полного внутреннего отражения, 4 - выходное зеркало резонатора лазера, 5 -монохроматор, 6, 8,11 - фотодиод, 7 - осциллограф, 9 - блок питания накачки, 10 -измеритель энергии

В качестве источника селективной накачки использовалась диодная матрица, состоящая из четырех линеек лазерных диодов и работающая в импульсном режиме. Источник питания лазерных диодов позволяет формировать импульс накачки прямоугольной формы со следующими параметрами: длительность - 0-2 мс, импульсная мощность излучения - 0350 Вт, частота следования импульсов - 0-300 Гц. Активный элемент (ЕпУЬР, Ег.УАО) экспериметнального лазера 2 имел цилиндрическую форму (размеры 02x35 мм) и концентрацию активатора 15 % ат. Использовалась продольно-поперечная схема накачки, реализованная при помощи призмы полного внутреннего отражения 3. Резонатор лазера был образован плоским диэлектрическим зеркалом, напыленным на торце

активного элемента, 99%, T0 9lMÍM > 99%) и внешним сферическим

зеркалом 4.

Временная структура импульсов генерации лазера на отдельных спектральных компонентах наблюдалась при использовании монохроматора 5 (Newport Oriel 77235) с разрешением 2 нм и фотодиода ФД-36 с усилителем 6. Неразделенная по спектральным компонентам суммарная интенсивность генерации регистрировалась при помощи фотодиода ФД-36 11. Сигналы фотодиодов воспроизводились на цифровом осциллографом 7 (LeCroy x64i, полоса пропускания 600 МГц). Энергия импульса генерации определялась измерителем энергии и мощности 10 (Geníec Solo 2).

В экспериментах с использованием спектрально неселективного выходного зеркала наблюдалось скачкообразное смещение длины волны генерации в красную область спектра. В случае Er:YLF лазера наблюдалась следующая последовательность смены длины волны: 2.66, 2.71, 2.81, 2.84 мкм. При генерации кристалла Er:YAG получена последовательность дайн волн генерации: 2.70,2.80,2.83 мкм.

Энергия одного импульса свободной генерации Er:YLF лазера достигала 72 мДж яри длительности импульса накачки 2 мс, максимальная средняя мощность генерации составляла 2 Вт. В экспериментах с кристаллом Er: YAG энергия импульса генерации не превышала 0.5 мДж, что объясняется малым временем жизни верхнего лазерного уровня \т ионов Ег3+ в данной среде и, соответственно, недостаточной мощностью применяемой диодной матрицы для реализации его эффективной накачки.

При импульсно-периодическом режиме накачки в эксперименте наблюдалась зависимость спектра генерации Er:YLF лазера от частоты следования импульсов накачки (рис. 4), близкая к рассчитанной в рамках аналитической модели (см. рис. 1).

На рис. 4 экспериментальные данные изображены в виде отдельных символов, а рассчитанные данные представлены линиями. При совмещении экспериментальных и рассчитанных характеристик в качестве подгоночных параметров выступали показатели неактивных потерь, объемная плотность мощности накачки и коэффициенты апконверсии с обоих лазерных уровней (yi и у2). Использованные значения коэффициентов апконверсии с нижнего лазерного уровня и с верхнего лазерного уровня у2 составляли у1=2*10"17см3/с, у2= 5*10"18 см3/с. Данные значения коэффициентов апконверсии ^ и у2 близки к ранее опубликованным в литературе. Также из данных рис.4 следует, что генерация на одной длине волны 2.81 мкм реализуется при частотах следования импульсов накачки более 50 Гц.

150 125

100 75 50 25

О Н----------

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

£Гц

Рис. 4 Зависимость времен задержек начала генерации ЕпУГЛ7 лазера на трех дайнах волн от частоты следования импульсов накачки (длительность импульса накачки 0.5 мс, мощность излучения накачки 340 Вт): линии - расчет, точки - эксперимент. Сплошная линия - задержка начала генерации на длине волны 2.81 мкм. длинный штрих - на длине волны 2.71 мкм, короткий штрих - на длине волны 2.66 мкм, ■ - на длине волны 2.81 мкм, Л - на длине волны 2.71 мкм, • - на длине волны 2.66 мкм. Все времена задержки начала генераци отсчитываются от начала

импульса накачки

Четвертая глава посвящена теоретическому и экспериментальному исследованию генерации Ег: Уи лазера в режиме модуляции добротности.

В первой части главы 4 приведены аналитические выражения, описывающие энергетические параметры генерации эрбиевых лазеров в режимах активной и пассивной модуляции добротности. Приведена методика и пример расчета селективных свойств выходного зеркала резонатора ЕпУЬР лазера, необходимых для получения генерации на заданной длине волны.

Во второй части главы 4 приведена математическая модель, описывающая процесс генерации ЕпУЫ7 лазера с диодной накачкой в режиме пассивной модуляции добротности затвором на основе кристаллов Ре2+:гп8е, учитывающая переходы между основными нижними энергетическими уровнями иона Ег3+, в т.ч. процессы нелинейной релаксации (апконверсия, самотушение люминесценции).

1 1 1 "-Ч

и-—. J к"

1 Еч 1 У

4 I К **"' 1 I I

• 1 ' --

Результаты моделирования показывают, что в режиме накачки лазера, при котором происходит генерация нескольких «гигантских» импульсов излучения в течение одного импульса накачки, как и в режиме свободной генерации происходит смена длины волны генерации в сторону ее увеличения. В случае отсутствия спектральной зависимости нерезонансных потерь излучения в резонаторе лазера последовательность, в которой происходит смена длины волны генерации, полностью совпадает с соответствующей последовательностью для режима свободной генерации. В отличие от режима свободной генерации, в режиме модуляции добротности мощность пичков генерации на длине волны 2.66 мкм примерно в 50 раз меньше мощности пичков генерации на длине волны 2.81 мкм. Данное отличие объясняется тем, что для кристалла ¥е':':7,т\$е сечение поглощения на длине волны 2.66 мкм существенно меньше, чем на длине волны 2.81 мкм (5.5*10""' см2 и 8.2*10" 19 см2 соответственно). Это приводит к тому, что величина модуляции потерь на длине волны 2.66 мкм меньше, чем на длине волны 2.81 мкм.

.. ... ..... . у- ...» ........;„. ....... ; ...... | ......г:.........| ....Г... .1- ............;"••-! -

о)

Ге)

1' Г 1 } ...............1*.,. ; -

t...............ь"---------------......... 1 ! ••

(4 ........, . ■; ' . V ... . ;■•:.,. • 'V V ' •'■ ■

1' Г 1. • •: !!_____>______.4 . -4-1—1 „ . .....„?

V. .1 ! ,Т. „> „ • : . ^Л______

: дор мне ______^ 1 1 _________ .! ' Т а I ■■ 1 I -л 1 ' 4

Рис. 5 Временная структура генерации Ег.УЬР лазера с пассивной модуляцией добротности Ре2+:2п8е затвором: а) сигнал, суммарный по всем спектральным компонентам, б) сигнал от излучения генерации на 2.66 мкм, в) сигнал от излучения генерации на 2.71 мкм, г) сигнал от излучения генерации на 2.81 мкм

В третьей части главы 4 приведены результаты экспериментального исследования генерации ЕпУЬР лазера с диодной накачкой в режиме модуляции добротности резонатора пассивным Ре2+:2п8е затвором. Для случая отсутствия спектрально-селективных элементов в резонаторе лазера в течение одного импульса накачки получен ряд импульсов генерации, в пределах которого происходила смена длины волны генерации в последовательности 2.66, 2.71, 2.81 мкм (рис. 5). При этом пиковая мощность моноимпульсов возрастала от 0.6 кВт на длине волны 2.66 мкм до 25 кВт на длине волны 2.81 мкм.

При использовании спектрально-селективного выходного зеркала с коэффициентом отражения на длине волны 2.66 мкм менее 0.5, а на длине волны 2.81 мкм - 0.92 и пассивного Ре2+:2пБе-затвора с начальным пропусканием на длине волны 2.81 мкм 0.74 получены моноимпульсы с энергией 2.9 мДж и длительностью 30 не. Генерация осуществлялась на длине волны 2.81 мкм.

В заключении сформулированы основные результаты, изложенные в работе:

1. Разработана математическая модель многочастотной генерации ЕпУЫ7 и ЕпУАО лазеров с диодной накачкой, учитывающая переходы между основными нижними энергетическими уровнями иона Ег3+, в т.ч. процессы нелинейной релаксации (апконверсия, самотушение люминесценции). Модель позволяет учитывать возможность реализации конкурирующих процессов генерации на любой из 21-ой линии переходов между мультиплетами % т и \зп-

2. Получены аналитические выражения, отражающие основные особенности генерации лазеров на кристаллах ЕпУГЛ7 и ЕпУАО с диодной накачкой на энергетический уровень 41ц/г, работающих в режиме свободной генерации, и позволяющие производить расчет параметров генерации данных лазеров (в т.ч. в случае импульсно-периодического режима накачки).

3. Получены аналитические выражения, описывающие процесс непрерывной генерации ЕпУЦ7 и ЕпУАО лазеров при селективной накачке на энергетический уровень

4. Рассчитана предельная эффективность генерации ЕпУЬР и ЕпУАО лазеров при селективной накачке на энергетические уровни 41ц/2 и 4113/2. В случае накачки на уровень 41Пд она составляет 66.1% и 52.5% для ЕпУи и ЕпУАО соответственно. При селективной накачке на энергетический уровень А\хш предельная эффективность генерации ЕгУи лазера составляет 32%, ЕпУАО лазера - 24.2%.

5. Экспериментально и теоретически исследована динамика многочастотной генерации Er:YLF и Er:YAG лазеров с диодной накачкой в режиме свободной генерации. Получено, что длина волны генерации Er:YLF лазера меняется в течение импульса диодной накачки в последовательности 2.66, 2.71, 2.81, 2.84 мкм. Для кристалла EnYAG наблюдалась смена длины волны генерации в последовательности 2.70, 2.80, 2.83 мкм.

6. Разработана математическая модель, описывающая процессы генерации Er:YLF и Er:YAG лазеров в режиме генерации малого числа поперечных мод и позволяющая учитывать неоднородности распределения накачки и потерь излучения в резонаторе.

7. Получены импульсы излучения малогабаритного Er:YLF лазера с диодной накачкой с энергией 72 мДж при средней мощности излучения до 2 Вт.

8. Теоретически и экспериментально исследована зависимость задержек начала генерации Er:YLF лазера, работающего б режиме свободной генерации, на различных длинах волн от параметров импульсно-периодического режима накачки.

9. Предложен метод управления спектром генерации эрбиевых лазеров, основанный на изменении параметров накачки при импульсно-периодическом режиме работы лазера.

10. Реализован режим пассивной модуляции добротности резонатора Er:YLF лазера с диодной накачкой при помощи затвора на основе кристалла Fe2:ZnSe. Получены импульсы излучения с пиковой мощностью порядка 100 кВт и длительностью 30 не на дайне волны 2.81 мкм.

11. Зарегистрирована смена длины волны генерации в течение импульса диодной накачки Er:YLF лазера, работающего в режиме пассивной модуляции добротности резонатора затвором на кристалле Fe2+:ZnSe, происходящая в той же последовательности, что и в режиме свободной генерации. При этом в отличие от режима свободной генерации, в режиме модуляции добротности мощность пичков генерации на длине волны 2.66 мкм была меньше мощности пичков генерации на длине волны 2.81 мкм в 40 раз.

Список публикаций по теме диссертации

1. Сачков Д.Ю. Модель многочастотной генерации эрбиевых кристаллов в диапазоне 3 мкм при селективной накачке на нижний лазерный уровень// Сборник трудов конференции молодых ученых, Выпуск 3. Оптоинформатика, наносистемы и теплотехника / Главный редактор д.т.н., проф. В.Л. Ткалич. - СПб: СПбГУ ИТМО. 2009. с. 31-37

2. М.В. Иночкин, В.В.Назаров, Д.Ю. Сачков, Л.В.Хлопонин, В.Ю.Храмов. Динамика спектра генерации трехмикронного EnYLF-лазера при полупроводниковой накачке // «Оптический журнал». 2009. т. 76. № 11. с. 62-67

3. Иночкин М.В., Назаров В.В., Сачков Д.Ю., Хлопонин Л.В., Храмов В.Ю. Динамика спектра излучения EnYLF-лазера в импульсно-периодическом режиме работы//«Оптический журнал». 2010. т. 77. № 7. с. 8-13

4. Сачков Д.Ю. Особенности непрерывной генерации трехмикронного EnYLF-лазера при селективной накачке на нижний (41пд) и верхний (41п/г) лазерные уровни // Научно-технический вестник Санкт-Петербургского государственного университета информационных технологий, механики и оптики. 2010. т. 66. №1. с. 27-33.

5. Жилина B.C., Сачков Д.Ю., Храмов В.Ю. О многочастотной генерации EnYLF-лазера с диодной накачкой и пассивным Fe:ZnSe-затвором // Научно-технический вестник Санкт-Петербургского государственного университета информационных технологий, механики и

. оптики. 2010. т. 66. №2. с. 124

6. Жилина B.C. Сачков Д.Ю. Особенности пассивной модуляции добротности Er.YLF-лазера Fe:ZnSe-3aTBopoM // Сборник тезисов VII Всероссийской конференции молодых ученых. Выпуск 3. Физика твердого тела и материаловедение / Главный редактор д.т.н., проф. В.Л. Ткалич. -СПб: СПбГУ ИТМО. 2010. с. 28-30

7. Сачков Д.Ю. Разработка методов увеличения импульсной мощности эрбиевого микролазера трехмикронного диапазона, работающего в импульсно-периодическом режиме со средней мощностью выше 1 Вт // «У.М.Н.И.К.» в Санкт-Петербурге. Разработки победителей программы конкурса фонда содействия развитию малых форм предпринимательнства в научно-технической сфере. - СПб: изд-во Политехнического университета. 2010. с. 77

Тиражирование и брошюровка выполнены в учреждении "Университетские телекоммуникации".

197101, Санкт-Петербург, Кронверкский пр., 49. Тел. (812) 233 4669 Объем 1 п.л. Тираж 100 экз.

Введение.

Глава 1 Основные способы генерации лазерного излучения в области длин волн 3 мкм.

1.1 Лазеры на кристаллах, активированных ионами хрома Сг , железа Fe2+, гольмия Но2+.

1.2 Параметрическая генерация света в диапазоне 3 мкм.

1.3 Лазеры на кристаллах, активированных ионами эрбия Ег

Глава 2 Математические модели процессов многочастотной генерации

Er:YLF и Er:YAG лазеров с диодной накачкой.

2.1 Компьютерная модель многочастотной генерации Er:YLF и Er:YAG лазеров.

2.2 Аналитическая модель многочастотной генерации лазеров на кристаллах Er:YLF и Er:YAG с селективной накачкой на энергетический уровень 41ц/2.

2.3 Управление спектральными параметрами генерации лазеров на эрбиевых кристаллах.

2.4 Эффективность трехмикронной генерации Er:YLF и Er:YAG лазеров при селективной накачке на энергетические уровни 41ц/2 и 4113/2.

Глава 3 Результаты экспериментального исследования многочастотной генерации малогабаритных Er:YLF и Er:YAG лазеров.

3.1 Лабораторный стенд для исследования параметров генерации эрбиевых лазеров.

3.2 Спектральные и энергетические параметры генерации Er:YLF и Er:YAG лазеров в режиме одиночных импульсов.

3.3 Спектральные и энергетические параметры генерации Er:YLF лазера в импульсно-периодическом режиме.

Глава 4 Особенности генерации лазера на кристалле Er:YLF в режиме модуляции добротности.

4.1 Модель процесса генерации Er:YLF лазера с селективной накачкой в режиме модуляции добротности резонатора.

4.2 Экспериментальное исследование генерации Er:YLF лазера в режиме пассивной модуляции добротности затвором на кристалле Fe2+:ZnSe.

Актуальность работы

В настоящее время лазерные приборы и системы нашли широкое применение в промышленном производстве, медицине, информационных технологиях и других областях деятельности человека [1-5]. Одним из перспективных направлений дальнейшего развития лазерной техники являются технологии, основанные на использовании лазерного излучения с длиной волны в районе трех микрометров [6-14]. Основной особенностью данной области спектра является то, что в районе длины волны 3 мкм находится один из основных максимумов поглощения веществ, содержащих гидроксильные группы ОН [15-20]. Высокое значение показателя поглощения подобных сред в спектральной области 3 мкм может быть использовано при решении задач дистанционного контроля [14], воздействия на биологические ткани [6-14, 2126], спектроскопии [27,47].

Сравнительный анализ известных источников лазерного излучения с длиной волны генерации в районе 3-х мкм показал, что одним из наиболее перспективных типов лазеров данного диапазона являются лазеры на а 1 кристаллах, активированных ионами эрбия Ег . Несмотря на то, что лазерная генерация в данных средах получена довольно давно [28-30], эрбиевые лазеры имеют значительный потенциал развития связанный с использованием селективной накачки лазерными диодами [4,5,14,31]. Использование диодной накачки позволяет улучшить технико-эксплуатационные характеристики лазеров данного типа, в частности увеличить срок службы лазера, уменьшить его габариты, энергопотребление. В частности, становиться возможным создание систем с излучателем, расположенным непосредственно в рабочем наконечнике (handpiece), что снижает потери на доставку излучения до объекта и тем самым существенно увеличивает эффективность системы.

Следует отметить, что в большинстве задач, решаемых с использованием лазеров трехмикрометрового диапазона, требуется лазерное излучение с высоким уровнем импульсной мощности, а таже стабильными спектральными и временными параметрами. Это определяет высокую потребность в способах оптимизации и управления характеристиками эрбиевых лазеров с диодной накачкой.

Цель и задачи диссертационной работы

Цель диссертационной работы - разработка способов оптимизации и управления характеристиками генерации малогабаритных Er:YLF и ErrYAG лазеров среднего ИК диапазона для медицинских применений.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

1. Разработать математические модели, описывающие динамику процессов генерации на переходе между энергетическими уровнями 4In/2-4Ii3/2 эрбиевых лазеров с импульсно-периодической диодной накачкой.

2. Провести экспериментальные исследования спектральных и энергетических параметров генерации Er:YLF и Er:YAG лазеров с диодной накачкой, в т.ч. и для апробации и уточнения параметров разработанных моделей.

3. Разработать способы оптимизации и управления генерационными характеристиками Er:YLF и Er: YAG лазеров для увеличения эффективности и импульсной мощности их генерации.

Научная новизна работы определяется тем, что в ней впервые: 1. Разработаны математические модели многочастотной генерации Er:YLF и Er:YAG лазеров с диодной накачкой, учитывающие переходы между основными нижними энергетическими уровнями иона Ег3+, в т.ч. процессы нелинейной релаксации (апконверсия, самотушение люминесценции).

2. Исследовано влияние режимов импульсно-периодической диодной накачки на спектральные и энергетические параметры генерации ЕпУЪР и ЕпУАХл лазеров.

3. Показана и обоснована возможность управления спектром генерации эрбиевых лазеров при селективной накачке на энергетический уровень 411 \/2, за счет изменения мощности, длительности и частоты следования импульсов накачки при импульсно-периодическом режиме работы лазера.

4. Установлено, что в режиме свободной генерации пиковые мощности импульсов генерации ЕпУЪР лазера с диодной накачкой на различных длинах волн перехода 41ц/2-411з/2 приблизительно одинаковы, в то время как в режиме модуляции добротности Бе ^п8е затвором мощность пичков генерации на длине волны 2.66 мкм существенно меньше мощности пичков излучения генерации на длинах волн 2.71 и 2.81 мкм.

5. Достигнута пиковая мощность генерации излучения- ЕпУЪР лазера с диодной накачкой порядка 100 кВт на длине волны 2.81 мкм в режиме модуляции добротности резонатора пассивным затвором на основе кристалла Ре" :7п8е.

Основные положения и результаты, выносимые на защиту

1. Расчетные модели, описывающие многочастотную генерацию ЕпУЪР и ЕпУАв лазеров с селективной накачкой на энергетические уровни 41ц/2 и 41п/2, с помощью которых можно выполнить исследование и оптимизацию выходных спектрально-энергетических характеристик лазеров как в режиме свободной генерации, так и в режиме пассивной модуляции добротности.

2. Управление длинами волн генерации ЕпУЪР и ЕпУАО лазеров, соответствующих линиям переходов между мультиплетами А\\т и 41п/2, в импульсно-периодическом режиме может осуществляться за счет изменения энергетических и временных параметров импульсов накачки без установки дополнительных спектрально селективных элементов в резонатор лазера.

3. Выбор параметров частотно-импульсного режима селективной накачки эрбиевых лазеров, обеспечивающих заданный спектральный состав излучения, может быть выполнен на основе использования упрощенной трехуровневой аналитической модели.

4. Смена длины волны генерации в течение импульса диодной накачки ЕпУЫ7 лазера, работающего в режиме пассивной модуляции добротности резонатора затвором на кристалле Ре2+^п8е, происходит в той же последовательности, что и в режиме свободной генерации. При этом в отличие от режима свободной генерации, в режиме модуляции добротности мощность пичков генерации на длине волны 2.66 мкм существенно меньше мощности пичков генерации на длине волны 2.81 мкм.

Реализация результатов диссертационной работы

Результаты диссертационной работы были использованы в СПбГУ ИТМО,

ЗАО «УНП Лазерный центр ИТМО», ООО «Технологии. Внедрение. Наука.» при реализации проектов «Динамика генерации кристаллических эрбиевых лазеров при наличии кросс-релаксационных процессов передачи энергии возбуждения» (грант № РНП.2.1.2.4867, 2006-2008 гг.) и «Исследование и управление параметрами генерации твердотельных эрбиевых микролазеров для оптимизации процессов взаимодействия оптического излучения с биотканью» грант № РНП. 2.1.2/4302, 2008-2010 гг.) федеральной программы «Развитие научного потенциала высшей школы», проекта «Исследование процессов многочастотной генерации малогабаритных твердотельных лазеров среднего

ИК-диапазона с диодной накачкой» (2008-2010 гг.) тематического плана научно-исследовательских работ СПбГУ ИТМО, проектов ООО «Технологии.

Внедрение. Наука»: «Разработка методов увеличения импульсной мощности эрбиевого микролазера трехмикронного диапазона, работающего в импульснопериодическом режиме со средней мощностью выше 1 Вт» и «Разработка методов пассивной модуляции добротности малогабаритных эрбиевых лазеров с диодной накачкой» в рамках федеральной программы «Участник 6 молодежного научно-инновационного конкурса (У.М.Н.ИЖ.)» и создании малогабаритного Er:YLF лазера с диодной накачкой в ЗАО «УНП Лазерный центр ИТМО».

Материалы диссертационной работы используются в- учебном процессе кафедры Лазерной техники и биомедицинской оптики Санкт-Петербургского государственного университета информационных технологий, механики и оптики при подготовке: студентов not направлению 200200 «Оптотехника», специальности 200201 «Лазерная техника и лазерные технологии», при подготовке бакалавров по направлению 140400 «Техническая физика».

Личный вклад автора

Общая постановка цели и задач диссертационной работы проведены совместно с научным руководителем данной работы. Лично соискателем ' ' - ' 1 • выполнены разработка компьютерных моделей Er:YLF и Er:YAG лазеров, проведен анализ результатов исследования; с применением разработанных; моделей. Исследования и, анализ экспериментальных характеристик лазеров^ их сравнение с результатами теоретического моделирования выполнены; совместно с сотрудниками; кафедры лазерной; техники и биомедицинской оптики М.В. Иночкиным, В.В. Назаровым, Л.В. Хлопониным при непосредственном участии соискателя;

Апробация работы и публикации,

Результаты, изложенные в диссертации, докладывались и обсуждались, на международных и; российских, конференциях: Международные конференции^ «Оптика лазеров» (Санкт-Петербург, 2008, 2010 г.), Fundamentals of' laser assisted, micro-& nanotecnologies (Санкт-Петербург, 2010 г.), Всероссийская межвузовская конференция молодых ученых (Санкт-Петербург, 2008, 2009, 2010 г.), а также на семинарах кафедры ЛТиБМО СПбГУ ИТМО, где были положительно восприняты, научной общественностью:

Доклад соискателя «Модель многочастотной генерации эрбиевых кристаллов в диапазоне 3 мкм при селективной накачке на нижний лазерный уровень» был отмечен дипломом «за лучший доклад на секции» Всероссийской межвузовской конференции молодых ученых (14-17 апреля 2009 г.).

Результаты диссертации опубликованы в 7 печатных работах, из них 4 в изданиях, входящих в перечень российских рецензируемых научных журналов, в которых должны быть опубликованы основные научные результаты диссертаций на соискание ученых степеней доктора и кандидата наук (список ВАК).

Структура и объем работы.

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка цитируемой литературы. Материал изложен на 150 страницах, содержит 54 рисунка, 19 таблиц и список литературы из 157 наименований.

Заключение

В рамках обзора научно-технической литературы было показано, что использование лазеров на эрбиевых кристаллах по-прежнему представляет собой один из оптимальнейших способов получения гененерации в области длин волн 3 мкм. При этом структура полос поглощения эрбиевых лазеров позволяет осуществлять селективную накачку перехода 41ц/2-411з/2 излучением мощных лазерных диодов. Очевидные преимущества лазеров с диодной накачкой определяют большие перспективы дальнейшего развития эрбиевых лазеров. К сожалению, характеристики генерации существующих на данный момент эрбиевых лазеров с диодной накачкой значительно уступают ламповым системам и зачастую недостаточны для практического применения.

Данная работа посвящена разработке способов оптимизации и управления характеристиками генерации малогабаритных ЕпУЬБ и ЕпУАО лазеров среднего ИК диапазона.

В диссертарционной работе получены следующие результаты:

1. Разработана математическая модель многочастотной генерации ЕпУЬР и ЕпУАв лазеров с диодной накачкой, учитывающая переходы между основными нижними энергетическими уровнями иона Ег , в т.ч. процессы нелинейной релаксации (апконверсия, самотушение люминесценции). Модель позволяет учитывать возможность реализации конкурирующих процессов генерации на любой из 21-ой линии переходов между

4Т 4Т мультиплетами 1ц/2И 113/2.

2. Получены аналитические выражения, отражающие основные особенности генерации лазеров на кристаллах ЕпУЕБ и ЕпУАО с диодной накачкой на энергетический уровень 41ц/2, работающих в режиме свободной генерации, и позволяющие производить расчет параметров генерации данных лазеров (в т.ч. в случае импульсно-периодического режима накачки).

3. Получены аналитические выражения, описывающие процесс непрерывной генерации ЕпУЬР и ЕпУАв лазеров при селективной накачке на энергетический уровень 4113/2.

4. Рассчитана предельная эффективность генерации ЕпУТЛ7 и Ег.УАО лазеров при селективной накачке на энергетические уровни А1\т и 411з/2- В случае накачки на уровень А1\т она составляет 66.1% и 52.5% для ЕпУЫ7 и ЕпУАО соответственно. При селективной накачке на энергетический уровень 411 з/2 предельная эффективность генерации ЕпУТЛ7 лазера составляет 32%, ЕпУАО лазера - 24.2%.

5. Экспериментально и теоретически исследована динамика многочастотной генерации ЕпУЫ7 и ЕпУАО лазеров с диодной накачкой в режиме свободной генерации. Получено, что длина волны генерации ЕпУЕР лазера меняется в течение импульса диодной накачки в последовательности 2.66, 2.71, 2.81, 2.84 мкм. Для кристалла ЕпУАО наблюдалась смена длины волны генерации в последовательности 2.70, 2.80, 2.83 мкм.

6. Разработана математическая модель, описывающая процессы генерации ЕпУЫ7 и ЕпУАО лазеров в режиме генерации малого числа- поперечных мод и позволяющая учитывать неоднородности распределения накачки и потерь излучения в резонаторе.

7. Получены импульсы излучения малогабаритного ЕпУЦр лазера с диодной накачкой с энергией 72 мДж при средней мощности излучения до 2 Вт.

8. Теоретически и экспериментально исследована зависимость задержек начала генерации ЕпУХЛ7 лазера, работающего в режиме свободной генерации, на различных длинах волн от параметров импульсно-периодического режима накачки.

9. Предложен метод управления спектром генерации эрбиевых лазеров, основанный на изменении параметров накачки при импульсно-периодическом режиме работы лазера.

10. Реализован режим пассивной модуляции добротности резонатора ЕпУЫ7 лазера с диодной накачкой при помощи затвора на основе кристалла-Бе" ^п8е. Получены импульсы излучения с пиковой мощностью порядка

100 кВт и длительностью 30 не на длине волны 2.81 мкм.

135

Зарегистрирована смена длины волны генерации в течение импульса диодной накачки ЕггУЬБ лазера, работающего в режиме пассивной модуляции добротности резонатора затвором на кристалле Ре2+:2п8е, происходящая в той же последовательности, что и в режиме свободной генерации. При этом в отличие от режима свободной генерации, в режиме модуляции добротности мощность пичков генерации на длине волны 2.66 мкм была меньше мощности пичков генерации на длине волны 2.81 мкм в 40 раз.

1. Кравцов H.B. Основные тенденции развития твердотельных лазеров с полупроводниковой накачкой // Квантовая Электроника. 2001. Т. 31. №8. С. 661-677.

2. Чижиков В.И. Твердотельные лазеры с полупроводниковой накачкой // Соросовский образовательный журнал. 2001. Т. 7, №8. С. 103-107.

3. X. Yu, Y. Jin, W. Chen, P. Huang, L. Gu. Novel biomedical tetrahedral mesh methods: algorithms and applications // Proc. of SPIE. 2007. Vol. 6789. paper 67891T.

4. H. Pratisto, M. Frenz, M. Ith, H. 3 Altermatt, H.P. Weber. Use of 3 pm Laser Radiation in Middle Ear Surgery // Proc. of SPIE. 1995. Vol. 2323. p. 179 184.

5. T. Gao, L. Sun, Ch. Li, Z. Zhou, L. Qi. Lasers in the Skin Cosmetic Problems and Solutions // Proc. of SPIE. 2006. Vol. 5967. paper 596707.

6. S.A. Ozler, R.A. H.-f Jeffrey, J. Andrews, G. Baerveldr, M.W. Berns. Infrared Laser Sclerostomies // Investigative Ophthalmology & Visual Science. 1991. Vol. 32. No. 9. P. 2498-2503.

7. V.N. Bali, A.S. Guk, S.P. Kropotov, D.Yu. Maday, T.A. Kuzovkova, V.A. Serebryakov, S.V. Frolov. Erbium Laser with the Wavelength 2.69 um in the Odontopreparation // Proc of SPIE. 1995. Vol. 2394. P. 252 255.

8. U. Keller, R. Hibst. Experimental studies of the application of the Er:YAG laser on dental hard substances: II. Light microscopic and SEM investigations // Lasers Surg. Med. 1989. Vol. 9. P. 345 351.

9. V. Romano, R. Rodriges, H.J. Altermatt, M. Frenz, H.P. Weber. Bone microsurgery with IR-lasers: a comparative study of the thermal action at different waveleength // Proc. SPIE. 1994. Vol. 2077. P. 87 96.

10. I.T. Sorokina, K.L. Vodopyanov. Solid-State Mid-Infrared Laser Sources. — Berlin: Springer. 2003. 558 p.

11. V.M. Zolotarev, B.A. Mikhailov, L.I. Alperovich, S.I. Popov. Disperision and Absorption of Liquid Water in the Infrared and Radio Regions of the Spectrum // Opt. Spectrosc., 1969. Vol. 27. P. 430 432.

12. C.W. Robertson, D. Williams. Lambert absorption coefficients of water in the infrared//J. Opt. Soc. Amer., 1971. Vol. 61. No 10. P. 1316- 1320.

13. J.A. Izatt, D. Albagli, M. Britton, J.M. Jubas, I. Itzkan, M.S. Feld. Wavelength Dependence of Pulsed Laser Ablation of Calcified Tissue // Lasers in surgery and Medicine. 1991. Vol. 11. P. 238-249.

14. J. Meister, R. Franzen, K. Forner, H. Grebe. Influence of the water content in dental enamel and dentin on ablation with erbium YAG and erbium YSGG lasers // Journal of Biomedical Optics. 2006. Vol. 11. №3. paper 34030.

15. H. Graener, G. Seifert, A. Lubereau. New spectroscopy of water using tunable picosecond pulses in infrared. // Physical review letters. 1991. Vol. 66. No 16. P. 1092-2095.

16. H.A. Wigdor, J.T. Walsh, J.D.B. Featherstone, S.R. Visuri, D. Fried, J.L. Waldvogel. Lasers in Dentistry // Lasers in Surgery and Medicine. 1995. Vol. 16. P. 103 133.

17. I.M. Rizolu, L.G. DeShazer, L.R. Eversole. Soft Tissue Cutting With A Pulsed 30-Hz Er,Cr:YSGG Laser // Proc. of SPIE. 1995. Vol. 2396. P. 273 283.

18. H. Pratisto, M. Frenz, M.H. Altermatt, H.P. Weber. Use of 3 pm Laser Radiation in Middle Ear Surgery // Proc. of SPIE. 1995. Vol. 2323. P. 179 184.

19. R. Hibst, U. Keller. Experimental studies of the application of the Er:YAG laser on dental hard substances: I Meashurement of the ablation rate // Lasers in surgery and Medicine. 1989. Vol. 9. P. 338 344.

20. R. J. Freiberg, Colette Cozean. Pulsed erbium laser ablation of hard dental tissue: the effects of atomized water spray vs water surface film // Proc. of SPIE. 2002. Vol. 4610. P. 74-81.

21. R.C. Nuss, R.L. Fabian, R. Sarkar, C.A. Puliafito. Infrared laser bone ablation // Lasers in surgery and Medicine. 1988. Vol. 8. P. 381 391.

22. A.A. Kaminskii. Laser Crystals: Their Physics and Properties. Berlin: Springer. 1981.

23. E.V. Zharikov, V.I. Zhekov, L.A. Kulevskii, T.M. Murina,V.V. Osiko, A.M. Prokhorov, A.D. Savelev, V.V. Smirnov, B.P. Starikov, M.I. Timoshechkin.n t

24. Stimulated emission from Er ions in yttrium aluminum garnet crystals at 2.94 um. // Sov. J. Quantum Electron. 1975. Vol. 4. No. 8. P. 1039 1040.

25. Kh.S. Bagdasarov, V.I. Zhekov, V.A. Lobachev, T.M.Murina, A.M. Prokhorov. Y3Al5012:Er3+ laser (k =2.94 \xm, T=300°K) // Sov. J. Quant. Electron. 1983. Vol. 13. No. 2. P. 262 263.

26. A.A. Kaminskii, T.I. Butaeva, V.A. Fedorov, Kh.S. Bagdasarov, A.G. Petrosjan. Absorbtion, Luminescence, and stimulated emission investigation in Lu3Oi2Er3+ crystals //Phys. Status Solidi (a). 1977. Vol. 39, p.541 548.

27. Meister J., Franzen R., Apel Ch., Gutknecht N. Multireflection pumping concept for miniaturized diode-pumped solid-state lasers // Applied Optics. 2004. Vol. 43. No. 31. P. 5864 5869.

28. U. Hommerich, X. Wu, V.R. Davis. Demonstration of room-temperature laser action at 2.5 um from Cr2+:Cd0.85Mno.i5Te. // Opt. Lett., 1997. Vol. 22. No. 15. P. 1180- 1182.

29. G.J. Wagner, T.J. Carrig, R.H. Page, K.I. Schaffers, J.-O. Ndap, X. Ma, A. Burger. Continuous-wave broadly tunable Cr2+:ZnSe laser. // Opt. Lett., 1999. Vol. 24. No. 1,P. 19-21.

30. A. Gallian, V.V. Fedorov, S.B. Mirov, V.V. Badikov, S.N. Galkin, E.F. Voronkin, A.I. Lalayants. Hot-pressed ceramic Cr2+:ZnSe gain-switched laser // Opt. Express., 2006. Vol. 14. No. 24. P. 11694 11701.

31. L.D. DeLoach, R.H. Page, G.D. Wilke, S.A. Payne, S.F. Krupke W.F. Krupke. Transition metal-doped zinc chalcogenides: spectroscopy and laser demonstration of a new class of gain media. // IEEE J. Quantum Electron. 1996. Vol. 32. P. 885 -895.

32. K. Graham, S.B. Mirov, V.V. Fedorov, M.E. Zvanut, A. Avanesov, V. Badikov, B. Ignat'ev, V. Panyutin, G. Shevirdyaeva. Laser performance of Cr2+ doped ZnS //Proc. of SPIE. 2001. Vol. 4267. P. 81 88.

33. G.J. Wagner, T.J. Carrig, R.H. Page, K.I. Schaffers, J.O. Ndap, X. Ma, A. Burger. Continuous-wave broadly tunable Cr2+: ZnSe laser // Opt. Lett., 1999. Vol. 24. P. 19-21.

34. T.J. Carrig, G.J. Wagner, G.J. Sennaroglu, J.Y. Jeong, C.R. Pollock. Acousto-optic modelocking of a Cr :ZnSe laser // Advanced Solid State Lasers (OSA Proceedings Series). H. Injeyan, U. Keller, C. Marshall, eds. - 2001. Vol. 34. P. 182- 187.

35. E. Sorokin, I.T. Sorokina, R.H. Page. Room-temperature CW diode-pumped Cr2+:ZnSe laser // Advanced Solid- State Lasers (OSA Proceedings Series). -S. Payne, C. Marshall, eds. 2001. Vol. 46. P. 101 - 105.

36. E. Sorokin, I.T. Sorokina. Tunable diode-pumped continuous-wave Cr2+:ZnSe laser // Appl. Phys. Lett., 2002. Vol. 80. P. 3289 3291.

37. J. McKay, K.L. Schepler, G.C. Catella. Efficient grating tuned mid-IR Cr2+:CdSe laser // Opt. Lett., 1999. Vol. 24. P. 1575 1577.

38. S. Mirov, V. Fedorov, I. Moskalev, D. Martyshkin, Ch. Kim. Progress in Cr2+ and Fe2+ doped mid-IR laser materials // Laser & Photon. Rev., 2010. Vol. 4. No. 1.P.21 -41.

39. U. Demirbas, A. Sennaroglu. Intracavity-pumped Cr2+:ZnSe laser with ultrabroad tuning range between 1880 and 3100 nm // Opt. Express. 2006. Vol. 31. No. 15. P. 2293 -2295.

40. B.A. Акимов, В.И. Козловский, Ю.В. Коростелин, А.И. Ландман,

41. Ю.П. Подмарьков, М.П. Фролов. Внутрирезонаторная лазерная140спектроскопия с использованием Сг rZnSe-лазера // Квантовая электроника. 2004. Т. 34. №2. С. 185 188.

42. T.J. Carrig, Gregory, J. Wagner, William, J. Alford, A. Zakel. Chromium-doped chalcogenide lasers // Proceedings of SPIE. 2004. Vol. 5460. P. 74 82.

43. I.S. Moskalev, V.V. Fedorov, S.B. Mirov. Tunable, Single-Frequency, and Multi-Watt Continuous-Wave Cr2+:ZnSe Lasers // Opt. Express. 2008. Vol. 16. No. 6. P. 4145-4153.

44. M.W. French, R. Mellish, J.R. Taylor, P.J. Delfyett, L.T. Florez. Mode-locked all-solid-state diode-pumped CriLiSAF laser // Opt. Lett., 1993. Vol. 18. No. 22. P. 1934- 1936.

45. M.E. Doroshenko, H. Jelinkov, P. Koranda, J. Sulc, T.T. Basiev, V.V. Osiko, V.K. Komar, A.S. Gerasimenko, V.M. Puzikov, V.V. Badikov, D.V. Badikov.• 2~Ь 2*11

46. Tunable mid-infrared laser properties of Cr :ZnMgSe and Fe :ZnSe crystals // Laser Phys. Lett., 2010. Vol. 7. No. 1. P. 38 45.

47. J.J. Adams, C. Bibeau, R.H. Page, D.M. Krol, L.H. Furu, S.A. Payne. 4.0-4.5-mm lasing of Fe:ZnSe below 180 K, a new mid-infrared laser material // Opt. Lett., 1999. Vol. 24. No. 23. P. 1720 1722.

48. V.A. Akimov, M.P. Frolov, Y.V. Korostelin, V.I. Kozlovsky, A.I. Landman, Y.P. Podmar'kov, A.A. Voronov. Room-temperature operation of a Fe2+:ZnSe laser // Proc. SPIE. 2007. Vol. 6610. paper 661009.

49. B.A, Акимов, В.И. Козловский, Ю.В. Коростелин, А.И. Ландман, Ю.П. Подмарьков, М.П. Фролов. Эффективный ИК лазер на кристалле ZnSe:Fe с плавной перестройкой в спектральном диапазоне 3.77-4.40 мкм // Квантовая электроника. 2004. Т. 34. №10. С. 912 914.

50. V.E. Kïsel, V.G. Shcherbitskii, N.V. Kuleshov, L.I. Postnova, V.I. Levchenko. Saturable absorbers for passive Q-switching of erbium lasers emiting in the region of 3 um // Journal of Applied Spectroscopy. 2005. Vol. 72. No. 6. P. 818 823.

51. A.A. Воронов, В.И. Козловский, Ю.В. Коростелин, А.И. Ландман, Ю.П. Подмарьков, М.П. Фролов. Лазерные характеристики кристалла FerZnSe в диапазоне температур 85-255 К // Квантовая электроника. 2005. Т. 35. №9. С. 809-812.

52. Р.В. Klein, J.E. Furneaux, R.L. Henry. Laser oscillation at 3.53 um from Fe2+ in n-lnP:Fe // Appl. Phys. Lett., 1983. Vol. 42. Iss. 8. P. 633 640.

53. J. Kernal, V.V. Fedorov, A. Gallian, S.B. Mirov. V.V. Badikov. 3.9-4.8 um gain-switched lasing of Fe:ZnSe at room temperature // Opt. Express. 2005. Vol. 13. No. 26. P. 10608 10615.

54. B.A. Акимов, A.A. Воронов, В.И. Козловский, Ю.В. Коростелин, А.И. Ландман, Ю.П. Подмарьков, М.П. Фролов. Эффективная лазерная генерация кристалла Fe2+:ZnSe при комнатной температуре // Квантовая электроника. 2006. Т. 36. №4. С. 299 301.

55. W.S. Rabinovich, S.R. Bowman, В .J. Feldman. Laser pumped 3 um Ho:YALO laser // OSA Annual meeting. Technical digest series. 1989. Vol. 18. paper TU04.

56. R. Steiner, H.-J. Poh, I.A. Mironov. 3um-laser converter for medical applications // Proc. Of SPIE. 1997. Vol. 3199. P. 215 219.

57. R. C. Stoneman, L. Esterowitz. Intracavity-pumped 2.09-um Ho:YAG laser // Opt. Lett., Vol. 17. No. 10. 1992. P. 736 738.

58. Yu.D. Berezin, L.V. Kovalchuk, B.G. Mailnln, LP. Savlriov, V.A. Serebryakov, B. Shatlrovsky. Multi wavelength YAG:Nd/Ho laser sirgery setups//Proc of SPIE. 1996. Vol. 3091. P. 134- 138.

59. D.W. Anthon. Three micron laser // United States patent №5070507. 1991

60. B.M. Antipenko, A.L. Ashkalunin, A.A. Mak, B.V. Sinitsyn, Yu.V.1. Ti.

61. Tomashevich, G.S. Shakhkalamyan. Three-micron laser action in Dy // Sov. J. of Quantum Electronics. 1980. Vol.10, No 5. P. 560 563.

62. M.B. Петров, A.M. Ткачук. Оптические спектры и многочастотная генерация вынужденного излучения иона кристаллов LiYF4:Er // Оптика и спектроскопия. 1978. Т. 45. Вып. 1. С. 147-155.

63. P.F. Moulton, J.G. Manni, G.A. Rines. Spectroscopic and laser characteristics of Er,Cr:YSGG // IEEE J. Quantum Electron. 1988. Vol. 24.1. 6. P. 960 973.

64. M. Stalder, W. Lufthy, and H. P. Weber. Five new 3-um laser lines in YAI03:Er // Opt. Lett., 1987. Vol. 12. No. 8. P. 602 604.

65. C. Labbe, J.L. Doualan, P. Camy, R. Moncorge, M. Thuau. The 2.8 um laserо iproperties of Er doped CaF2 crystals // Optics Communications. 2002. Vol. 209. P. 193- 199.

66. X. Zhu, R. Jain. Compact 2 W wavelength-tunable Er.ZBLAN mid-infrared fiber laser// Opt. Express, 2007, Vol. 32, No. 16, p. 2381 2383

67. A. Zajac, M. Skorczakowski, J. Swiderski, P. Nyga. Electrooptically Q-switched mid-infrared Er:YAG laser for medical applications // Optics Express. 2004. Vol. 12. No 21. P. 5125 5130.

68. Vodopyanov K. L., Lukashev A. V., Phillips С. C., Ferguson I. T. Passive mode locking and Q-switching on an erbium 3 |um laser using thin InAs epilayers grown by molecular beam epitaxy // Appl. Phys. Lett. 1991. Vol. 59. P. 1658 -1660.

69. S Shell, V.G. Ostroumov, J. Breguet, W. Luthy, H.P. Weber and I.A. Shcherbakov. Acoustic Q switching of erbium lasers // IEEE J. Quantum Electron. 1990. Vol. 26. P. 1111 1114.

70. P. Maak, L. Jakab, P. Richter, H. J. Eicher, B. Liu. Efficient Acousto-Optic Q Switching of ErrYSGG Lasers at 2.79- jim Wavelength // Appl. Opt., 2000. Vol. 39. No. 18. P. 3053-3059.

71. J. Breguet, A.F. Umyskov, W. Luthy, I.A. Shcherbakov and H.P. Weber. Electrooptically Q-switched 2.79 pm YSGG:Cr:Er laser with an intracavity polarizer // IEEE J. Quantum Electron. 1991. Vol. 27.1. 2. P. 274 276.

72. K.S. Bagdasarov, N.V. Belugina, G.V. Gomelauri and A.A. Manenkov. Optical strength of YAG and LiNb03 crystals irradiated* with giant pulses from a YAG:Er3+ laser // Sov. J. Quantum Electron. 1980. Vol. 10. No. 6. P. 777 778.

73. K.S. Bagdasarov, V.I. Zhekov, L.A. Kulevskii, V.A. Lobachev, T.M. Murina and A.M. Prokhorov. Giant laser radiation pulses from erbium-doped yttrium aluminium garnet crystals // Sov. J. Quantum Electron. 1980. Vol. 10. No. 9. P. 1127-1131.

74. M. Skorczakowski, P. Nyga, A. Zajac, W. Zendzian. 2.94 \im Er:YAG laser Q-switched with RTP Pockels cell II Proceedings of The European Conference on Lasers and Electro-Optics (CLEO/Europe). 2003. Paper CA4-04-WEN.

75. H. Jelinkova, M. Nemec, J. Sulc, M. Cech, M. Ozolinsh. Er:YAG laser giant pulse generation // Proc. SPIE. 2002. Vol. 4903. P. 227 232.

76. F. Konz, M. Frenz, V. Romano, M. Forrer, H.P. Weber. Active and passive Q-switching of 2.79 um Er:Cr:YSGG laser // Opt. Commun., 1993. Vol. 103. P. 398 -404.

77. H. Jeninkova, J. Sulc, P. Koranda, M. Nemec, M. Cech, M. Jelinek. LiNb03 Pockels cell for Q-switch of Er:YAG laser // Laser Physics Letters. 2004. Vol. 1(2). P. 59-64.

78. Kh.S. Bagdasarov, V.P. Danilov, L.A. Kulevskii, V.A. Lobachev, T.M. Murina, A.M. Prokhorov. Giant laser radiation pulses from erbium-doped yttrium aluminium garnet crystals // Sov. J. Quantum Electron., 1980. Vol. 10. P. 1127-1130.

79. M. Skorczakowski, A. Zajac, J. Swiderski. 2.94 um electro-optically Q-switched Er:YAG laser with high output energy // Proc. of 2005 OSA/ASSP. 2005. paper MF16.

80. P. Koranda, M. Nemec, H. Jelinkova, J. Sulc, M. Cech. Electro-optically Q-switched Er:YAG laser// Proc. of 2005 OSA/ASSP. 2005. paper WB7.

81. CrEr:YSGG laser with high output energy and FTIR-Q-switch // Optics Communications. 1996. Vol. 125. P. 90-94.

82. H.J. Eichler, В. Liu, М. Kayser S.I. Khornenko. Er:YAG-laser at 2.94 pm Q-switched by a FTIR-shutter with silicon output coupler and polarizer // Optical Materials. 1996. No. 5. P. 259 265.

83. S.E. Sverchkov, B.I. Denker, V.V. Osiko, Yu. E. Sverchkov, A.P. Fefelov and S.I. Khomenko. Effective eyesafe frustrated-total-internal-reflection Q-switched erbium glass lasers //Proc. SPIE. 1992. Vol. 1627. P. 42 45.

84. H. J. Eichler, B. Liu, and O. Sperlich. 3 mm erbium laser with an SBS phase conjugating mirror // Proc. SPIE. 1998. Vol. 3265. P. 75 82.

85. H.J. Eichler, B. Liu, M. Kayser, S.I. Khomenko. Er:YAG laser at 2.94 mm Q-switched by a FTIR-shutter with silicon output coupler and polarizer // Opt. Commun., 1996. Vol. 125. P. 250 256.

86. A. Hogele, C. Zioiek, H. Lubatschowski, S. Lohmann, H. Welling, A. Olmes, and W. Ertmer. FTIR-Q-switched 3 um erbium lasers for applications in laser surgery // Laser und Optoelektronik. 1997. Vol. 29. P. 102 105.

87. K.L. Vodopyanov, L.A. Kulevskii, P.P. Pashinin and Prokhorov. Water and ethanol as yttrium-erbium-aluminium garnet laser // Sov. Phys. Jetp. 1982. Vol. 55. P. 1049- 1051.

88. Vodopyanov K.L., Shori R., Stafsudd O.M. Generation of Q-switched Er:YAG laser pulses using evanescent wave absorption in ethanol // Appl. Phys. Lett., 1998. Vol. 72. No. 18. P. 2211 -2213.r

89. K.L. Vodopyanov, A.V. Lukashev. Passive mode locking and Q switching of an erbium 3 pm laser using thin InAs epilayers grown by molecular beam epitaxy // Appl. Phys. Lett., 1991. Vol. 59. No 14. P. 1658 1660.

90. A. Martinez, A. Gallian, P. Marine, V. Fedorov, S. Mirov. Fe:ZnSe and ZnS polycrystalline passive Q-switching of 2.8 um Er:Cr:YSGG laser // Proc. of OSA/ASSP. 2007. paper TuB24

91. H.J. Eichler, B. Liu, O. Sperlich. 3 um erbium laser with a SBS phase conjugating mirror//Proc. of SPIE. Vol. 3265. P. 75 82.

92. A. Zajac, M. Skorczakowski, J. Swiderski, P. Nyga. Electrooptically Q-switched mid-infrared ErrYAG laser for medical applications // Optics Express. 2004. Vol. 12. No. 21. P. 5125 5130.

93. S. Shell, V.G. Ostroumov, J. Breguet, W. Luthy, H.P. Weber and I.A. Shcherbakov. Acoustic Q switching of erbium lasers // IEEE J. Quantum Electron. 1990.Vol. 26. P. 1111 1114.

94. P. Maak, L. Jakab, P. Richter, H. J. Eicher, B. Liu. Efficient Acousto-optic Q switching of Er.YSGG lasers at 2.79- pm Wavelength // Appl. Opt., 2000. Vol. 39. No. 18. P. 3053 -3059.

95. J. Breguet, A.F. Umyskov, W. Luthy, I.A. Shcherbakov and H.P. Weber. Electrooptically Q-switched 2,79 jum YSGG:Cr:Er laser with an intracavity polarizer // IEEE J. Quantum Electron. 1991. Vol. 27.1. 2. P. 274 276.

96. H. Jelinkova, M. Nemec, J. Sulc, M. Cech, M. Ozolinsh. Er:YAG laser giant pulse generation // Proc. SPIE. 2002. Vol. 4903. P. 227 232.

97. Konz, M. Frenz, V. Romano, M. Forrer, H.P. Weber. Active and passive Q-switching of 2.79 um Er:Cr:YSGG laser // Opt. Commun., 1993. Vol. 103. P. 398 -404.

98. A.Hogele, G. Horbe, H. Lubatschowski, H. Welling, W. Ertmer. 2.70 um CrEr:YSGG laser with high output energy and FTIR-Q-switch // Optics Communications. 1996. Vol. 125. P. 90 94.

99. K.L. Vodopyanov, A.V. Lukashev. Passive mode locking and Q switching of an erbium 3 pm laser using thin InAs epilayers grown by molecular beam epitaxy // Appl. Phys. Lett., 1991. Vol. 59. No. 14. P. 1658 1660.

100. Vodopyanov K. L., Shori R., Stafsudd О. M. Generation of Q-switched Er:YAG laser pulses using evanescent wave absorption in ethanol // Appl. Phys. Lett., 1998. Vol. 72. No. 18. P. 2211 2213.

101. A. Martinez, A. Gallian, P. Marine, V. Fedorov, S. Mirov. Fe:ZnSe and ZnS polycrystalline passive Q-switching of 2.8 um Er:Cr:YSGG laser // Proc. of OSA/ASSP. 2007. paper TuB24.

102. Иночкин M.B., Назаров B.B., Сачков Д.Ю., Хлопонин JI.B., Храмов В.Ю. Динамика спектра генерации трехмикронного Er.'YLF-лазера при полупроводниковой накачке // Оптич. журнал. 2009. Т. 76, № 11. С. 62 67.

103. Stalder М., Luthy W., Weber H.P. Five new 3-jnm laser lines in YA103:Er // Optics Letters. 1987. Vol. 12. No. 8. P. 602 604.

104. Auzel F., Hubert S, Meichenin D. Multifreqency room-temperature continuousIdiode and Ar* laser-pumped Er laser emission between 2.66 and 2.85 um // Appl. Phys. Lett, 1989. Vol. 54. Iss. 8. P. 681 683.

105. Иночкин М.В., Назаров В.В., Сачков Д.Ю., Хлопонин Л.В., Храмов В.Ю. Динамика спектра излучения EnYLF-лазера в импульсно-периодическом режиме работы // Оптический журнал. 2010. Т. 77. № 7. С. 8 13.

106. Н. Ernst, W. Ertmer, Н. Lubatschowski. 3 |im diode-pumped solid state erbium laser for cataract surgery // Proceedings of SPIE. 2003.Vol. 4968. P. 127 133.

107. К. Fujita, Т. Edamura, Sh. Furuta, M. Yamanishi. High-performance, homogenous broad-gain quantum cascade lasers based on dual-upper-state design // Applied Physics Letters. 2010. Vol. 96. Iss. 24. paper 241107.

108. A. Wittmann, Y. Bonetti, J. Faist, E. Gini, M. Giovannini. Intersubband linewidths in quantum cascade laser designs // Applied Physics Letters. 2008. Vol. 93. Iss. 14. paper 141103.

109. J. Faist, F. Capasso, D.L. Sivco, C. Sirtori, A.L. Hutchinson, A.Y. Cho. Quantum Cascade Laser // Science. 1994. Vol. 264. No. 5158, P. 553 556.

110. L.E. Myers, R.C. Eckardt, M.M. Feyer, R.L. Byer, W.R. Bosenberg, J.W. Pierce. Quasi-phase-matched optical parametric oscillators in bulk periodically poled LiNb03//JOSA B. 1995. Vol. 12.1. 11. P. 2102-2116.

111. K.-J. Boiler, M. Scheidt, B. Beier, C. Becher, M.E. Klein, D.H. Lee. Diode-pumped optical parametric oscillators // Quant. Semiclass Opt., 1997. Vol. 9. P. 173 189.

112. I. Lee, W.J. Alford, J. Bartholomew. Improved 3.4 micron generation from a PPLN OPO with an intracavity PPLN OPA // Advanced Solid-State Photonics (OSA Trends in Optics and Photonics). C. Denman and I. Sorokina, eds. - 2005. Vol. 98. paper 444.

113. L.E. Myers, W.R. Bosenberg, J.I. Alexander, M.A. Arbore, M.M. Fejer, R.L. Byer. CW singly-resonant optical parametric oscillators based on 1.064-um-pumped periodically poled LiNb03 // OSA TOPS on Advanced Solid-State Lasers. 1996. Vol. 1. P. 35-37.

114. W. Ruifen, Ch. L. Ch. Lindy, N. H. Khoon. Nanosecond >4-Micron PPLN OPO Pumped by a Yb Fiber Laser // Proc. of OSA/CLEO. 2004. paper CThT34.

115. M.A. Acharekar, L.H. Morton Jr., E.W. Van Stryland. 2 um Laser Damage and 3-6 um Optical Parametiic Oscillation in AgGaSe2 // Proc. of SPIE. 1994. Vol. 2114. P. 69-81.

116. JI.B. Тарасов. Физика процессов в генераторах когерентного оптического излучения. М.: Радио и связь. 1981. 440 е., ил.

117. List of Fotona© products Электронный ресурс. Режим доступа: http://www.fotona.com/en/products/ (дата обращения: 01.03.2010)

118. List of BIOLASE Technology Inc. products Электронный ресурс. Режим доступа: http://www.biolase.com/products.php (дата обращения: 01.03.2010)

119. О. Toma, Е. Osiac, S. Georgescu. Pump wavelengths for an Er:YL,F4 green-emitting laser // Optical Materials. 2007. Vol. 30. P. 181 183.

120. L. Palatella, A. Di Lieto, P. Minguzzi, A. Toncelli, M. Tonelli. Er3+doped crystals: frequency analysis of nonlinear energy transfer. // J. Opt. Soc. Am. B. 2001. Vol. 18. No. 11. P. 1711 1717.

121. Г.М. Зверев, Ю.Д. Голяев, E.A. Шалаев, А.А. Шохин. Лазеры на алюмоиттриевом гранате с неодимом. — М.: Радио и связь, 1985, — 114 с.

122. G. A. Newburgh, Т. Sanamyan, М. Dubinskii. Measurement and Analysis of Upconversion Rates of Er:YAG at Room Temperature // Proc. of SPIE. 2009. Vol. 7325. paper 732503.

123. H. Xu, L. Zhou, Z. Dai, Z. Jiang. Decay properties of Er ions in Er :YAG and Er3+:YA103 // Physica B. 2002. Vol. 324. P. 43 48.

124. S. Georgescu, O. Toma, I. Ivanov. Upconversion from the 4Ii3/2 and 41ц/2 levels in Er:YAG // Journal of Luminescence. 2005. Vol. 114. P. 43 52.

125. Labb'e C., Doualan J.-L., Girard S., Moncorg'e R., Thuau M. Absolute excited state absorption cross section measurements in Er :LiYF4 for laser applications around 2.8 pm and 551 nm // J. Phys.: Condens. Matter. 2000. Vol. 12. P. 6943 -6957.

126. B. Denker, B. Galagan, V. Osiko, S. Sverchkov, A.M. Balbashov, J.E.• • «7 . »J i

127. HellstroEm, V. Pasiskevicius, F. Laurell. Yb ,Er :YAGat high temperatures:

128. Energy transfer and spectroscopic properties // Optics Communications. 2007. Vol. 271. P. 142-147

129. D. Koetke, G. Huber. Infrared excited-state absorption and stimulated-emission cross sections of Er3+-doped crystals //Appl. Phys. B. 1995. Vol. 61. P. 151 158.

130. Х.С. Багдасаров, В.И. Жеков, Т.М. Мурина. Кросс-релаксационный YAG:Er лазер. // Труды ИОФАН. 1989. Т. 19. С. 5 68.

131. Быков В.П., Силичев О.О. Лазерные резонаторы. М.: Физматлит. -2004. 320 с.

132. R. Clausen, G. Huber, М. A. Noginov, G. Q. Sarkissian, I. A. Shcherbakov, А.Н. Stmnge. Pumping of the YSGG:Er3+ Laser Crystal Due to ESA at the Spectral Range -0.8 pm// OSA Proceedings on Adwced Solid-State Lusers. 1991. Vol 10. P. 227-230.

133. M. Pollnau, Th. Graf, J.E. Balmer, W. Luthy, H.P. Weber. Explanation of the CW operation of the Er 3-um crystal laser // Physical Review A. 1994. Vol. 49. No 5, P. 3990 3996.

134. S. Georgescu, O. Toma, H. Totia. Intrinsic limits of the efficiency of 3-um EnYAG laser// Proceedings of SPIE. 2004. Vol. 5581. P. 98 113.

135. W. Koechner, M. Bass. Solid state lasers: a graduate text. New York: Springer. 2003. - 409 p.

136. T. Jensen, A. Diening, G. Huber. Investigation of diode-pumped 2.8-um Er:LiYF lasers with various doping levels // Opt. Lett., 21, pp. 585—587, 1996.

137. О. Звелто. Принципы лазеров: Пер. С англ. 3-е перераб. о доп. изд. — М.: Мир. 1990. - 560 е., ил.

138. М.А. Couto dos Santos, Е. Antic-Fidancev, J.Y. Gesland, J.C. Krupa, M. Lema'itre-Blaise, P. Porcher. Absorption and fluorescence of Er3+-doped LiYF^ measurements and simulation // Journal of Alloys and Compounds. 1998. vol. 275 -277, pp. 435-441