Лазерные системы с высокой пиковой и средней мощностью в ближнем и среднем инфракрасном диапазоне

Объектом исследования является создание и применение лазерной системы с высокой пиковой и средней мощностью в ближнем и среднем инфракрасном диапазоне. В ходе выполнения НИР получены следующие научные результаты: 1) За счёт формирования квазипрямоугольного импульса в лазере накачки повышена эффективность генерации второй гармоники с 50 до 65% и КПД работы силового параметрического усилителя с 12 до 18%. 2) Используя z-скан были измерены компоненты тензора нелинейной восприимчивости одноосных кристаллов тетрагональной – KDP, DKDP; и тригональной– LiNbO3, BBO симметрии. 3) Исследовано влияние поперечной формы пучка на мелкомасштабную самофокуссировку для экстремально коротких оптических импульсов. Предложено объяснение отсутствия оптических пробоев элементов фемтосекундными импульсами даже при больших значениях В-интеграла. 4) Исследованы различные схемы ускорения ионов: тонких мишеней и сендвич мишеней, состоящих из фольги и низкоплотной части в двух режимах работы установки: мощный фемтосекундный импульс при наличии и отсутствии предимпульса. Показано, что сендвич структуры при наличии предимпульса позволяют реализовать режим прямого лазерного ускорения. 5) Проведены исследования по применению различных клеев при монтаже тонкостержневых активных элементов. Показаны преимущества использования силиконового клея вместо эпоксидной смолы. В квантроне с силиконовым клеем деполяризация составила менее 0.5 %. При этом, согласно измерениям, температура поверхности торца АЭ в квантроне с силиконом только на <20 % выше, а коэффициент усиления только на <3 % ниже, чем в квантронах с эпоксидной смолой. 6) Теоретически показано, что благодаря более высокой теплопроводности сапфира по отношению к гранату, максимальная температура в композитном активном элементе уменьшается на 24%, что является значительным для иитербиевых активных элементов. Получена непрерывная лазерная генерация в условиях предельно высоких тепловых нагрузок. Средняя мощность генерируемого излучения составила 400 Вт с оптическим дифференциальным КПД 46%, что близко к лучшим результатам тонкодисковых лазеров. 7) Проведена численная оптимизация систем постоянных магнитов, позволяющих организовать изолятор Фарадея, используя магнитоактивную среду с низким значением постоянной Верде. Степень изоляции, определяемая неоднородностью магнитного поля превышает 35 дБ. Показано, что для магнитоактивных сред со значением постоянной Верде, превышающем 10 rad/(T*m), целесообразно использовать магнитную систему, предполагающую использование одного магнитооптического элемента. Для сред с меньшим значением постоянной Верде предпочтительнее использовать систему, рассчитанную на два элемента. 8) Проведены исследования атомной структуры кристаллов KDP методами спектрофотометрии. Высокие значения пропускания кристаллов в видимой области спектра и отсутствие абсорбции предполагает его пригодность для оптоэлектронного применения. 9) Создана установка, предназначенная для измерения скоростей роста граней двупреломляющих кристаллов сечением до  1010 мм и для определения температуры насыщения растворов. Показано, что изменение уровня pH раствора KDP при добавление ортофосфорной кислоты не влияет на спектральную зависимость для пирамидальной части кристалла, но есть существенная зависимость для призматической части.