Том 39, номер 04, статья № 9
Гембух П. И., Шиянов Д. В., Тригуб М. В. Особенности высокочастотного возбуждения MnBr2-лазера с полупроводниковым источником накачки. // Оптика атмосферы и океана. 2026. Т. 39. № 04. С. 331–335. DOI: 10.15372/AOO20260409.Скопировать ссылку в буфер обмена
Аннотация:
Повышение частотно-энергетических характеристик лазеров является важной задачей, связанной как с фундаментальными проблемами, так и с внедрением новых технических решений. Повышение частоты следования импульсов активных сред на парах металлов, в частности атома марганца, необходимо для создания высокоскоростных лазерных мониторов. В работе представлены результаты исследования спектральных характеристик излучения активного элемента на переходах атома марганца при возбуждении высокочастотным полупроводниковым источником, основанным на концепции LTD-генератора. Излучение со средней мощностью 250 мВт, включающее в себя видимую и ИК-компоненты, было зарегистрировано при частоте следования импульсов 75 кГц. Экспериментально установлено, что видимая компонента исчезает на частотах свыше 75 кГц, что ранее не наблюдалось. При частоте следования импульсов 125 кГц средняя мощность излучения составляла 200 мВт. В ИК-области спектра наибольший вклад (> 50%) вносит излучение на длине волны 1291,37 нм. Результаты работы могут быть использованы при визуально-оптической диагностике различных процессов в схемах лазерного монитора.
Ключевые слова:
лазеры на парах металлов, высокочастотное возбуждение, ИК-излучение, полупроводниковый источник, усилитель яркости
Список литературы:
1. Gubarev F.A., Davydova L.Yu., Tsiron M.S. Two-channel high-temperature combustion imaging system based on high-speed cameras EVERCAM F 1000-16-C // Sci. Visual. 2025. V. 17, N 2. P. 44–56. DOI: 10.26583/sv.17.2.04.
2. Gubarev F.A., Chulkov A.O., Mostovshchikov A.V. Laser tracking system for real-time monitoring the combustion of energetic nanomaterials // Opt. Laser Technol. 2024. V. 175. P. 110835. DOI: 10.1016/j.optlastec. 2024.110835.
3. Osipov V.V., Platonov V.V., Lisenkov V.V. Laser ablation plume dynamics in nanoparticle synthesis // Quantum Electron. 2009. V. 39, N 6. P. 541–546. DOI: 10.1070/QE2009v039n06ABEH013981.
4. Белов В.В., Тарасенков М.В., Познахарев Е.С., Федосов А.В., Абрамочкин В.Н. Оптическая загоризонтная связь. Полевые, лабораторные и численные эксперименты в России в 2012–2022 гг. // Оптика атмосф. и океана. 2023. Т. 36, № 10. С. 787–798. DOI: 10.15372/AOO20231001; Belov V.V., Tasenkov M.V., Poznakharev E.S., Fedosov A.V., Abramochkin V.N. Non-line-of-sight optical communication: Field, laboratory, and numerical experiments in Russia in 2012–2022 // Atmos. Ocean. Opt. 2023. V. 36, N S1. P. S1–S12.
5. Kanitz A., Kalus M.-R., Gurevich E.L., Ostendorf A., Barcikowski S., Amans D. Review on experimental and theoretical investigations of the early stage, femtoseconds to microseconds processes during laser ablation in liquid-phase for the synthesis of colloidal nanoparticles // Plasma Sources Sci. Technol. 2019. V. 28, N 10. P. 103001. DOI: 10.1088/1361-6595/ab3dbe.
6. Trigub M.V., Vasnev N.A., Evtushenko G.S. Bistatic laser monitor for imaging objects and processes // Appl. Phys. B. 2020. V. 126, N 3. P. 33. DOI: 10.1007/s00340-020-7387-5.
7. Gubarev F.A., Mostovshchikov A.V., Il’in A.P., Li L., Burkin E.Y., Sviridov V.V. A laser monitor with independent lighting and brightness amplification for imaging high-temperature combustion of metal nanopowders // Tech. Phys. Lett. 2021. V. 47, N 5. P. 372–376. DOI: 10.1134/S1063785021040179.
8. Zepper E.T., Pantoya M.L., Bhattacharya S., Marston J.O., Neuber A.A., Heaps R.J. Peering through the flames: Imaging techniques for reacting aluminum powders // Appl. Opt. 2017. V. 56, N 9. P. 2535. DOI: 10.1364/AO.56.002535.
9. Li L., Mostovshchikov A.V., Ilyin A.P., Smirnov A., Gubarev F.A. Optical system with brightness amplification for monitoring the combustion of aluminum-based nanopowders // IEEE Trans. Instrum. Meas. 2020. V. 69, N 2. P. 457–468. DOI: 10.1109/TIM.2019.2903616.
10. Тригуб М.В., Платонов В.В., Федоров К.В., Евтушенко Г.С., Осипов В.В. CuBr-лазер в задачах визуализации процессов получения наноматериалов // Оптика атмосф. и океана. 2016. Т. 29, № 3. С. 249–253. DOI: 10.15372/AOO20160312; Trigub M.V., Platonov V.V., Fedorov K.V., Evtushenko G.S., Osipov V.V. CuBr laser for nanopowder production visualization // Atmos. Ocean Opt. 2016. V. 29, N 4. P. 376–380.
11. Trigub M.V., Vasnev N.A. Optimization of the CuBr + Ne + HBr brightness amplifier operating mode for high-speed imaging // Opt. Commun. 2023. V. 546. P. 129768. DOI: 10.1016/j.optcom.2023.129768.
12. Musorov I.S., Torgaev S.N., Kulagin A.E., Evtushenko G.S. 300 kHz metal vapor brightness amplifier // Opt. Quant. Electron. 2023. V. 55, N 1. P. 52. DOI: 10.1007/s11082-022-04178-6.
13. Evtushenko G., Torgaev S., Trigub M., Shiyanov D., Bushuev E., Bolshakov A., Zemskov K., Savransky V., Ralchenko V., Konov V. Laser monitor for imaging single crystal diamond growth in H2–CH4 microwave plasma // Opt. Laser Technol. 2019. V. 120. P. 105716. DOI: 10.1016/j.optlastec.2019.105716.
14. Тригуб М.В., Васнев Н.А., Китлер В.Д., Евтушенко Г.С. Применение бистатического лазерного монитора для высокоскоростной визуализации процессов горения // Оптика атмосф. и океана. 2020. Т. 33, № 12. С. 962–966. DOI: 10.15372/AOO20201210; Trigub M.V., Vasnev N.A., Kitler V.D., Evtushenko G.S. The use of a bistatic laser monitor for high-speed imaging of combustion processes // Atmos. Ocean Opt. 2021. V. 34, N 2. P. 154–159.
15. Chen W., Cheng C.-A., Cosco E.D., Ramakrishnan S., Lingg J.G.P., Bruns O.T., Zink J.I., Sletten E.M. Shortwave infrared imaging with J-aggregates stabilized in hollow mesoporous silica nanoparticles // J. Am. Chem. Soc. 2019. V. 141, N 32. P. 12475–12480. DOI: 10.26434/chemrxiv.7503506.
16. Amediek A., Ehret G., Fix A., Wirth M., Büdenbender C., Quatrevalet M., Kiemle C., Gerbig C. CHARM-F – a new airborne integrated-path differential-absorption lidar for carbon dioxide and methane observations: Measurement performance and quantification of strong point source emissions // Appl. Opt. 2017. V. 56, N 18. P. 5182. DOI: 10.1364/AO.56.005182.
17. He J., Li C.L., Wilson B.C., Fisher C.J., Ghai S., Weersink R.A. A Clinical Prototype Transrectal Diffuse Optical Tomography (TRDOT) system for in vivo monitoring of Photothermal Therapy (PTT) of focal prostate cancer // IEEE Trans. Biomed. Eng. 2019. P. 2119–2129. DOI: 10.1109/TBME.2019.2955354.
18. Kobayashi H., Furusawa A., Rosenberg A., Choyke P.L. Near-infrared photoimmunotherapy of cancer: A new approach that kills cancer cells and enhances anti-cancer host immunity // Int. Immunology. 2021. V. 33, N 1. P. 7–15. DOI: 10.1093/intimm/dxaa037.
19. Demos S.G., Gandour-Edwards R., Ramsamooj R., White R. de Vere. Near-infrared autofluorescence imaging for detection of cancer // J. Biomed. Opt. 2004. V. 9, N 3. P. 587. DOI: 10.1117/1.1688812.
20. Song H., Yeo S., Jin Y., Park I., Ju H., Nalcakan Y., Kim S. Short-Wave Infrared (SWIR) Imaging for robust material classification: Overcoming limitations of visible spectrum data // Appl. Sci. 2024. V. 14, N 23. P. 11049. DOI: 10.3390/app142311049.
21. Shiyanov D., Trigub M., Sokovikov V., Evtushenko G. MnCl2 laser with pulse repetition frequency up to 125 kHz // Opt. Laser Technol. 2020. V. 129. P. 106302. DOI: 10.1016/j.optlastec.2020.106302.
22. Trigub M.V., Shiyanov D.V., Sukhanov V.B., Petukhov T.D., Evtushenko G.S. A brightness amplifier on manganese atom transitions with a pulse repetition frequency of up to 100 kHz // Tech. Phys. Lett. 2018. V. 44, N 12. P. 1180–1183. DOI: 10.1134/S106378501812057X.
23. Тригуб М.В., Гембух П.И., Васнев Н.А., Шиянов Д.В. Лазерный монитор для одновременной визуализации в видимом и ближнем ИК-диапазонах спектра // Оптика атмосф. и океана. 2023. Т. 36, № 3. С. 239–243. DOI: 10.15372/AOO20230310; Trigub M.V., Gembukh P.I., Vasnev N.A., Shiyanov D.V. Laser monitor for simultaneous imaging in the VIS and near-IR spectral regions // Atmos. Ocean Opt. 2023. V. 36, N 4. P. 415–420.
24. Нехорошев В.О., Федоров В.Ф., Евтушенко Г.С., Торгаев С.Н. Лазер на парах бромида меди с частотой следования импульсов до 700 кГц // Квант. электрон. 2012. Т. 42, № 10.
25. Lavrukhin M.A., Bokhan P.A., Gugin P.P., Zakrevsky Dm.E. 100-kHz RM calcium ion NIR laser // Opt. Laser Technol. 2024. V. 170. P. 110174. DOI: 10.1016/j.optlastec.2023.110174.
26. Lavrukhin M.A., Bokhan P.A., Gugin P.P., Zakrevsky D.E. Self-terminating barium ion laser at 614.2 nm // Opt. Laser Technol. 2022. V. 149. P. 107625. DOI: 10.1016/j.optlastec.2021.107625.
27. Trigub M.V., Gembukh P.I., Semenov K.Yu. CoolMOS based high-voltage power supply with PRF up to 200 kHz for metal vapor active media excitation // Opt. Quant. Electron. 2023. V. 55, N 12. P. 1103. DOI: 10.21203/rs.3.rs-2581334/v1.