Исследование двухкаскадного параметрического генератора света и генератора разностной частоты на основе кристаллов PPKTP/PPLN и CdSe в среднем ИК диапазоне

Дистанционное зондирование в окнах прозрачности атмосферы от 3 до 5 мкм и от 8 до 12 мкм имеет ряд гражданских и военных применений. Несмотря на широкое применение лазерных систем на основе диоксида углерода (СО2-лазер) для подобных задач многие химические соединения в спектральных областях 3-5 мкм, 8-9 мкм, 11-12 мкм не могут быть обнаружены при помощи дискретного спектра длин волн излучения СО2-лазера. При использовании изотопов СО2-лазера возможно частичное смещение спектрального диапазона. Последние достижения в технологии производства нелинейных кристаллов позволяют получать коммерчески доступные образцы с высоким порогом лучевой стойкости и минимальным поглощением в требуемом рабочем диапазоне. Что, в свою очередь, привело к возможности создания параметрического генератора света (ПГС) и генератора разностной частоты (ГРЧ) с достаточными выходными параметрами, которые могут конкурировать с CO2-лазерами. Таким образом, ПГС и ГРЧ источники когерентного излучения становятся перспективными для применения в лидарных системах и других областях научных исследований. На сегодняшний день технологический прогресс в области разработки лазерных систем, привёл к возможности создания твердотельных источников лазерного излучения вплоть до 3 мкм, что позволяет использовать их для прямой накачки полупроводниковых кристаллов не имеющих синхронизма на более коротких длинах волн (таких как: CdSe, ZnGeP2, AgGaSe2). Однако, вышеупомянутые источники являются лабораторными образцами (макетами) и на данный момент не являются доступными для создания лидарных систем. Для получения длин волн, соответствующих условиям синхронизма кристалла CdSe, будет создан двухкаскадный макет ПГС, где в основе первого каскада будет использован оксидный кристалл PPKTP/PPLN, сигнальная волна которого будет являться накачкой для нелинейного кристалла (НК) второго каскада. Помимо этого, данный подход позволяет использовать холостую волну первого каскада для создания ГРЧ и достижения тем самым высокого коэффициента преобразования с сохранением возможности перестройки. В качестве источника накачки предполагается применение коммерчески доступного Nd:YAG лазера с длиной волны 1,064 мкм работающего в импульсно-периодическом режиме.