Разработка новых эффективных нелинейных преобразователей частоты лазерного излучения на базе периодически поляризованных структур для твердотельных лазерных систем среднего инфракрасного диапазона с высокой средней мощностью и хорошим качеством пучка.

Поиск оптимальных условий выращивания и отжига наиболее перспективных кристаллов. Изучение их реальной структуры, дисперсионных характеристик, построение уравнений Селлмейера, оценка оптической стойкости. Отработка метода изготовления оптического элемента с антиотражающим покрытием. В последнее время наблюдается развитие сверхбыстрых лазерных спектрометров ср. ИК с высокой частотой повторения, для которых наиболее приемлемыми нелинейными преобразователями являются разрабатываемые широкозонные халькогенидные кристаллы. Такие лазеры позволяют решать множество новых исследовательских задач, что ранее было неосуществимо. Основным элементом таких систем является нелинейный кристалл, сочетающий совокупность свойств и отвечающий ряду требований: высокие нелинейные коэффициенты, широкий диапазон прозрачности и условий фазового синхронизма (последний обеспечивается оптимальным двулучепреломлением), а также значительная ширина запрещенной зоны, оптическая стойкость, теплопроводность и др. Одним из главных условий успеха является технологичность выращивания кристаллов высокого оптического качества и их использования. Реализация непрерывной перестройки в среднем ИК диапазоне от 5 до 20 мкм требует непрерывного поиска новых нелинейных двулучепреломляющих халькогенидных соединений. В настоящем отчете приведены данные исследований характеристик наиболее технологичных нелинейных кристаллов с точки зрения их получения и использования. В ряде материалов (LGS, LGSe, BGSe) коэффициенты нелинейности увеличиваются слева направо (5,8 пм/В, 9,9 пм/В и 18,2 пм/В, соответственно). В той же последовательности расширяется диапазон прозрачности в среднем ИК диапазоне (0,32–11,6 мкм, 0,37–13,2 мкм, 0,47–18 мкм). Важно отметить высокий порог оптического повреждения, характерный для этих кристаллов: 3,3 Дж/см2 для LGS, 0,5 Дж/см2 для LGSe и 2,8 Дж/см2 для BGSe при 1064 нм, 10 нс. С другой стороны, низкая анизотропия теплового расширения для всех кристаллов и высокая теплопроводность для литийсодержащих кристаллов делают эту группу кристаллов удобной как в производстве (низкая склонность к растрескиванию и двойникованию), так и в использовании (отсутствие тепловых линз при высокой плотности энергии лазерного луча накачки).