CURRENT TRENDS IN THE DEVELOPMENT OF HIGH-ENERGY LASERS

S. G. Garanin; Гаранин С. Г.; V. N. Derkach; Деркач В. Н.; K. N. Makarov; Макаров К. Н.; V. A. Ostrovskiy; Островский В. А.; M. I. Pergament; Пергамент М. И.; M. V. Putilin; Путилин М. В.; D. V. Sizmin; Сизмин Д. В.

doi:10.31857/S2686740023060068

СОВРЕМЕННЫЕ ТЕНДЕНЦИИ СОЗДАНИЯ ВЫСОКОЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ ИМПУЛЬСНО-ПЕРИОДИЧЕСКИХ ЛАЗЕРОВ НЕПРЕРЫВНОЙ ГЕНЕРАЦИИ

Авторы: Гаранин С.Г.¹, Деркач В.Н.¹, Макаров К.Н.², Островский В.А.², Пергамент М.И.², Путилин М.В.², Сизмин Д.В.¹
Учреждения:
1. Российский федеральный ядерный центр Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики, Институт лазерно-физических исследований
2. Государственный научный центр Российской Федерации Троицкий институт инновационных и термоядерных исследований
Выпуск: Том 513, № 1 (2023)
Страницы: 18-28
Раздел: ФИЗИКА
URL: https://journals.rcsi.science/2686-7400/article/view/247138
DOI: https://doi.org/10.31857/S2686740023060068
EDN: https://elibrary.ru/HTWWHJ
ID: 247138

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ
Доступ закрыт

Доступ предоставлен
Доступ закрыт

Только для подписчиков

Аннотация
Об авторах
Список литературы
Дополнительные файлы
Статистика

Аннотация

Рассматриваются современные тенденции создания высокоэнергетических импульсно-периодических лазеров непрерывной генерации с энергией импульсов десятки и сотни джоулей. Анализируются активные среды на предмет их использования в таких лазерах. Экспериментально исследуются при температуре от 100 до 295 К Yb:YAG активные кристаллические и керамические элементы российского производства. Приводятся данные системы криогенного охлаждения активных элементов. Описываются диодная система накачки активных элементов и гомогенизатор ее излучения. Приводятся физико-технические характеристики системы накачки. Экспериментально измеряются френелевские потери на поглощение и потери за счет усиленного спонтанного излучения, уменьшающие энергию, запасаемую в инверсной населенности. Приводятся результаты измерения усиления в многопроходных схемах с различным набором активных элементов.

Ключевые слова

импульсно-периодические лазеры, диодная накачка, газовое (криогенное) охлаждение

Список литературы

Bayramian A., Armstrong P., Ault E. et al. The Mercury Project: A High Average Power, Gas-Cooled Laser for Inertial Fusion Energy Development // Fusion Science and Technology. 2007. V. 52. P. 383.
Mason P., Divoký M., Ertel K. et al. Kilowatt average power 100 J-level diode pumped solid state laser // Optica. 2017. V. 4 (4). P. 438–439.
Haefner C.L., Bayramian A., Spinka T. et al. HAPLS: A Robust Driver for High Intensity Laser Matter Interactions Enabling Precision Science and Commercial Applications // The Review of Laser Engineering. 2018. V. 46 (3). P. 138–141.
Chanteloup J.C., Albach D., Lucianetti A. et al. Multi kJ level Laser Concepts for HiPER Facility // J. Phys.: Conf. Ser. 2010. V. 244. P. 012010.
Bayramian A., Aceves S., Anklam T. et al. Compact, Efficient Laser Systems Required for Laser Inertial Fusion Energy // Fusion Science and Technology. 2011. V. 60. P. 28.
Albach D. Amplified Spontaneous Emission and Thermal Management on a High Average-Power Diode-Pumped Solid-State Laser – The Lucia Laser System / PhD Thesis, P.: École Polytechnique, 2010.
Hamamoto K., Tokita S., Yoshida H. et al. Temperature-dependent absorption assessment of YAG ceramics as cladding material // Opt. Mater. Express. 2018. V. 8 (8). P. 2378–2386.
Körner J., Jambunathan V., Hein J. et al. Spectroscopic characterization of Yb3+ doped laser materials at cryogenic temperatures // Appl. Phys. 2014. B 116. P. 75–81.
Ricaud S., Papadopoulos D.N., Pellegrina A. et al. High-power diode-pumped cryogenically cooled Yb:CaF2 laser with extremely low quantum defect // Opt. Lett. 2011. V. 36 (9). P. 1602–1604.
Handbook of solid-state lasers: Materials, systems and applications / Eds B. Denker, E. Shklovsky. Cam.: Woodhead Publishing, 2013.
Hornung M., Liebetrau H., Keppler S. et al. 54 J pulses with 18 nm bandwidth from a diode-pumped chirped-pulse amplification laser system // Opt. Lett. 2016. V. 41. P. 5413–5416.
Payne S.A., Chase L.L., Smith L.K. et al. Infrared cross-section measurements for crystals doped with Er3+, Tm3+, and Ho3+ // IEEE J. Quantum Electron. 1992. V. 28 (11). P. 2619–2630.
Divoky M., Pilar Y., Hanus M., Navratil P., Sawicka-chyla M., De vido M., Phillips P.J., Ertel K., Butcher T., Fibrich M., Green Y.T., Koselja M., Preclikova Y., Kubat Y., Houzvicka Y., Rus B., Collier J., Lucianetti A., and Mocek T. Performance comparison of Yb:YAG ceramics and crystal gain material in a large-area, high-energy, high average–power diode-pumped laser and crystal gain material in a large-area, high-energy, high average–power diode-pumped laser // Optics Express 3636. 2020. V. 28. № 3 (February).