Везде

Президиум РАНДоклады Российской академии наук. Физика, технические науки Doklady Physics

  • ISSN (Print) 2686-7400
  • ISSN (Online) 3034-5081

Моделирование твердотельного лазерного модуля с импульсной поперечной диодной накачкой активной среды Nd3+:YAG

Вы можете
Код статьи
10.31857/S2686740024030028-1
DOI
10.31857/S2686740024030028
Тип публикации
Статья
Статус публикации
Опубликовано
Авторы
Гарнов С. В.
  • Аффилиация: Институт общей физики им. А.М. Прохорова Российской академии наук
Том/ Выпуск
Том 516 / Номер выпуска 1
Страницы
10-22
Аннотация
Проведено моделирование лазерного модуля (квантрона) с поперечной импульсной диодной накачкой цилиндрического активного элемента Nd3+:YAG методом непоследовательной трассировки лучей в программной среде Zemax. Численно получены распределения мощности поглощенного излучения накачки по поперечному сечению активного элемента и рассчитана эффективность накачки квантрона. Предложена методика оптимизации конструкции квантрона, результатом которой является повышение эффективности накачки активного элемента.
Ключевые слова
квантрон лазерная диодная решетка активный элемент эффективность накачки
Дата публикации
16.09.2025
Год выхода
2025
Всего подписок
0
Всего просмотров
14

Библиография

  1. 1. Ross I.N., Csatári M., Hutchins S. High-performance diode-pumped Nd:YLF amplifier // Appl. Opt. 2003. V. 42. № 6. P. 1040–1047. https://doi.org/10.1364/AO.42.001040
  2. 2. Koechner W. Solid-State Laser Engineering // Solid-State Laser Engineering. N.Y. (NY): Springer New York, 2006. V. 1. 750 p.
  3. 3. Barnes N.P. Solid-State Lasers From an Efficiency Perspective // IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 2007. V. 13. № 3. P. 435–447. https://doi.org/10.1109/JSTQE.2007.895280
  4. 4. Glukhikh I.V., Dimakov S.A., Kurunov R.F., Polikarpov S.S., Frolov S.V. Powerful Solid-State Transversely Diode-Pumped YAG: Nd Lasers With Improved Radiation Quality // Tech. Phys. 2011. V. 56. № 8. P. 1129–1134. https://doi.org/10.1134/S1063784211080111
  5. 5. Tulloch W.M., Rutherford T.S., Gustafson E.K., Byer R.L. A CW, high-power, conduction-cooled, edge-pumped slab laser // Solid State Lasers VIII / Ed. Scheps R. 1999. V. 3613. № May. P. 2–7. https://doi.org/10.1117/12.347664
  6. 6. Lapucci A., Ciofini M., Pucci M., D’Uva M. High efficiency, Diode Pumped 170 W Nd:YAG ceramic slab laser // J. Eur. Opt. Soc. Rapid Publ. 2011. V. 6. P. 11047. DOI: 1990-2573
  7. 7. Kravtsov N.V. Basic trends in the development of diode-pumped solid-state lasers // Quantum Electron. 2001. V. 31. № 8. P. 661–677. https://doi.org/10.1070/QE2001v031n08ABEH002025
  8. 8. Clarkson W.A., Hardman P.J., Hanna D.C. High-power diode-bar end-pumped Nd:YLF laser at 1.053 µm // Opt. Lett. 1998. V. 23. № 17. P. 1363–1365. https://doi.org/10.1364/OL.23.001363
  9. 9. Глухих И.В. и др. Мощные твердотельные лазеры на Nd:YAG с поперечной диодной накачкой и улучшенным качеством излучения // Журнал технической физики. 2011. Т. 81. №. 8. С. 70–75. https://doi.org/10.1134/s1063784211080111
  10. 10. Takada A. et al. Diode laser-pumped cw Nd:YAG lasers with more than 1-kW output power // Advanced Solid State Lasers. Washington, D.C.: OSA, 1999. P. 21–23.
  11. 11. Brand T. Compact 170-W continuous-wave diode-pumped Nd:YAG rod laser with a cusp-shaped reflector // Opt. Lett. 1995. V. 20. № 17. P. 1776–1778.
  12. 12. Sun Z. et al. Experimental study of high-power pulse side-pumped Nd:YAG laser // Opt. Laser Technol. 2005. V. 37. № 2. P. 163–166. https://doi.org/10.1016/j.optlastec.2004.03.004
  13. 13. Kashef T., Ghoniemy S., Mokhtar A. Robust modeling and performance analysis of high-power diode side-pumped solid-state laser systems // Appl. Opt. 2015. V. 54. № 36. P. 10666–10677. https://doi.org/10.1364/AO.54.010666
  14. 14. Гречин С.Г., Николаев П.П. Квантроны твердотельных лазеров с поперечной полупроводниковой накачкой // Квантовая электроника. 2009. Т. 39. № 1. С. 1–17. https://doi.org/10.1070/QE2009v039n01ABEH013787
  15. 15. Yu D., Tang D. Experimental study of a high-power CW side-pumped Nd:YAG laser // Opt. Laser Technol. 2003. V. 35. № 1. P. 37–42. https://doi.org/10.1016/S0030-3992 (02)00121-4
  16. 16. Xiong Z. et al. Detailed investigation of thermal effects in longitudinally diode-pumped Nd:YVO4 lasers // IEEE J. Quantum Electron. 2003. V. 39. № 8. P. 979–986. https://doi.org/10.1109/JQE.2003.814371
  17. 17. Kojima T., Yasui K. Efficient diode side-pumping configuration of a Nd:YAG rod laser with a diffusive cavity // Appl. Opt. 1997. V. 36. № 21. P. 4981–4984. https://doi.org/10.1364/AO.36.004981
  18. 18. Koshel R.J., Walmsley I.A. Optimal design of optically side-pumped lasers // IEEE J. Quantum Electron. 1997. V. 33. № 1. P. 94–102. https://doi.org/10.1109/3.554900
  19. 19. Zendzian W., Jabczynski J.K., Kwiatkowski J. High peak power Nd:YAG laser pumped by 600-W diode laser stack // Opt. Laser Technol. 2008. V. 40. № 3. P. 441–444. https://doi.org/10.1016/j.optlastec.2007.07.007
  20. 20. Sabaghzadeh J., Rahimzadeh F., Mashayekhe I. 468-W CW operation of a diode-pumped Nd:YAG rod laser with high beam quality and highly efficient concentrator of pump light // Opt. Laser Technol. 2008. V. 40. № 5. P. 748–755. https://doi.org/10.1016/j.optlastec.2007.10.006
  21. 21. Moon H.-J. et al. Efficient diffusive reflector-type diode side-pumped Nd:YAG rod laser with an optical slope efficiency of 55% // Appl. Opt. 1999. V. 38. № 9. P. 1772–1776. https://doi.org/10.1364/AO.38.001772
  22. 22. Wang Y., Kan H. Design of a triangular reflector for diode-pumped solid-state lasers with both high absorption efficiency and homogeneous absorption distribution // J. Opt. A Pure Appl. Opt. 2006. V. 8. № 9. P. 720–727. https://doi.org/10.1088/1464-4258/8/9/002
  23. 23. Kiyko V.V et al. Optimisation of the parameters of a pump chamber for solid-state lasers with diode pumping by the optical boiler method // Quantum Electron. 2015. V. 45. № 6. P. 511–514. https://doi.org/10.1070/QE2015v045n06ABEH015287
  24. 24. Sutton S.B., Albrecht G.F. Simple analytical method to calculate the radial energy deposition profile in an isotropic diode-pumped solid-state laser rod // Appl. Opt. 1996. V. 35. № 30. P. 5937–5948. https://doi.org/10.1364/AO.35.005937
  25. 25. Meng J. et al. Comparison of different side-pumping configurations for high power laser diode pumped solid-state laser // Chinese Opt. Lett. 2003. V. 1. № 9. P. 538–540. https://doi.org/10.3788/COL20030109.0538
  26. 26. Wang Y., Kan H. Optimization algorithm for the pump structure of diode side-pumped solid-state lasers // Opt. Lasers Eng. 2007. V. 45. № 1. P. 93–105. https://doi.org/10.1016/j.optlaseng.2006.06.005
  27. 27. Walker D.R. et al. Efficient continuous-wave TEM00 operation of a transversely diode-pumped Nd:YAG laser // Opt. Lett. 1994. V. 19. № 14. P. 1055–1057. https://doi.org/10.1364/OL.19.001055
  28. 28. Marshall L.R., Kaz A., Burnham R.L. Highly efficient TEM00 operation of transversely diode-pumped Nd:YAG lasers // Opt. Lett. 1992. V. 17. № 3. P. 186–188. https://doi.org/10.1364/OL.17.000186
  29. 29. Qin H. et al. Extraordinary variation of pump light intensity inside a four-level solid-state laser medium // Opt. Lasers Eng. 2008. V. 46. № 8. P. 628–634. https://doi.org/10.1016/j.optlaseng.2008.03.015
  30. 30. Haiyong Z. et al. Diode-side-pumped 131 W, 1319 nm single-wavelength cw Nd:YAG laser // Appl. Opt. 2007. V. 46. № 3. P. 384–388. https://doi.org/10.1364/AO.46.000384
  31. 31. Kandasamy R., Raghavachari S., Misra P., Nathan. T.P.S. Highly efficient continuous-wave operation of a Nd:YAG rod laser that is side pumped by p-polarized diode laser bars // Appl. Opt. 2004. V. 43. № 31. P. 5855–5859. https://doi.org/10.1364/AO.43.005855
  32. 32. Phua P.B., Lai K.S., Wu R.F. Linearly polarised 100-W output from a diode-pumped Nd: YALO laser // Advanced Solid State Lasers. Washington, D.C.: Optica Publishing Group, 2000. V. 39. № 3. P. 431–434. https://doi.org/10.1364/ASSL.2000.WC7
  33. 33. Du K. et al. Neodymium:YAG 30-W cw laser side pumped by three diode laser bars // Appl. Opt. 1998. V. 37. № 12. P. 2361–2364. https://doi.org/10.1364/AO.37.002361
  34. 34. Liu X., Zhao W., Xiong L., Liu H. Packaging of High Power Semiconductor Lasers // Packaging of High Power Semiconductor Lasers. N.Y. (NY): Springer New York, 2015. 402 p.
  35. 35. Amzajerdian F. et al. Improving reliability of high power quasi-CW laser diode arrays for pumping solid state lasers // Lidar Remote Sensing for Environmental Monitoring VI / ed. Singh U.N. 2005. V. 5887. № February 2015. P. 58870E1–58870E7. https://doi.org/10.1117/12.620102
  36. 36. 3Пат. RU 184832 U1. Оптическая усилительная головка с диодной накачкой / Багдасаров В.Х., Бельков С.А., Букин В.В., Гаранин С.Г., Гарнов С.В., Кудашева Н.А., Овчаренко Б.Д., Цветков В.Б.; заявитель и патентообладатель ФГБУН Институт общей физики им. А.М. Прохорова Российской академии наук (ИОФ РАН); опубл. 12.11.2018.
  37. 37. URL: https://omlc.org/spectra/lasermedia/html/052.html (дата обращения: 15.12.2023).
  38. 38. Schiling B.W. et al. End-pumped 1,5 µm monoblock laser for broad temperature operation // Appl. Opt. 2006. V. 45. № 25. P. 6607–6615. https://doi.org/10.1364/AO.45.00660
QR
Перевести

Индексирование

Scopus

Scopus

Scopus

Crossref

Scopus

Высшая аттестационная комиссия

При Министерстве образования и науки Российской Федерации

Scopus

Научная электронная библиотека