Представлены результаты исследования влияния морфологии и состава тонких пленок, образующих структуру диэлектрических зеркал оптических резонаторов когерентных источников для лидаров, на порог оптического пробоя. В программном обеспечении Optilayer проведено моделирование диэлектрических зеркал с использованием двух пар материалов TiO2/SiO2 и ZnS/YbF3. С помощью электронной и атомно-силовой микроскопии определены их морфологические особенности. Методом ионно-лучевого распыления нанесена рассчитанная структура интерференционного покрытия на подложку из кварца марки КИ. Определен порог лазерно-индуцированного пробоя диэлектрических зеркал излучением Nd:YAG-лазера на длине волны 1064 нм, который составил 4 Дж/см2 для зеркала TiO2/SiO2 и 3,2 Дж/см2 для зеркала ZnS/YbF3. Результаты работы могут быть полезны при изготовлении диэлектрических зеркал с высоким порогом оптической прочности для лидарных систем и комплексов, как в источниках, так и в приемных системах. The paper presents the results of studying the influence of the morphology and composition of thin films that form the structure of dielectric mirrors of optical resonators of coherent sources for LIDARs. The Optilayer software simulated dielectric mirrors based on two pairs of materials: TiO2/SiO2 and ZnS/YbF3. Using electron and atomic force microscopy, their morphological features were determined. The calculated structure of the interference coating was deposited onto a substrate using the ion-beam sputtering method. The threshold of laser-induced breakdown of dielectric mirrors by Nd:YAG laser radiation at a wavelength of 1064 nm was found to be 4 J/cm2 for a TiO2/SiO2 mirror and 4 J/cm2 for a ZnS/YbF3 mirror.

С целью увеличения оптической прочности нелинейного кристалла дифосфида цинка-германия (ZnGeP2) изучено влияние на порог оптического пробоя на длине волны 2091 нм примесных атомов Mg и Ca, введенных в кристаллическую решетку ZnGeP2. Примесь вводилась путем диффузионного легирования посредством напыления материала на подложку из ZnGeP2с последующим отжигом в вакууме при температуре 750 °C в течение 200 ч. Показано, что введение примесных атомов Mg в монокристалл приводит к увеличению порога оптического пробоя на 31%. При легировании ZnGeP2атомами Ca наблюдается противоположная тенденция. Выдвинуто предположение, что за счет возникновения дополнительных процессов диссипации энергии, излучательной и быстрой безызлучательной релаксации через примесные энергетические уровни происходит изменение значения порога оптического пробоя, что в дальнейшем требует экспериментальных подтверждений. Увеличение оптической прочности материала ZnGeP2могло бы расширить область применения и возможности уже имеющихся разработок на основе данного материала. The influence of Mg and Ca atoms on the optical breakdown threshold of a nonlinear ZnGeP2crystal at a wavelength of 2.097 mm is studied. An impurity was introduced using diffusion doping; the material was sputtered onto a ZnGeP2substrate, followed by annealing in vacuum at a temperature of 750 °C for 200 hours. It is shown that the introduction of Mg into a single crystal increases the optical breakdown threshold by 31%. When ZnGeP2is doped with Ca atoms, the opposite trend is observed. It is suggested that due to the creation of additional channels for energy dissipation of radiative and fast non-radiative relaxation processes through impurity energy levels, the optical breakdown threshold changes, which requires experimental confirmation.

Представлены результаты разработки поляризационного диэлектрического зеркала на подложке ZnSe для лазерных систем среднего ИК-диапазона. Расчет пленочной периодической структуры проводился в программном обеспечении Optilayer. В качестве материалов для создания интерференционного покрытия использовались сульфид цинка (ZnS) и фторид иттербия (YbF3). Определены оптические параметры этих материалов в широком спектральном диапазоне. Расчет пленочной периодической структуры проводился в программном обеспечении Optilayer, а само покрытие нанесено на подложку методом ионно-лучевого распыления. Порог лазерно-индуцированного пробоя диэлектрического зеркала излучением Ho:YAG-лазера с длиной волны 2,097 мкм составил 4 Дж/см2 при частоте следования импульсов 10 кГц и длительности импульса по полувысоте 30 нс. Зеркало апробировано в системе параметрического генератора на основе монокристалла ZnGeP2 (ZGP). Эффективность параметрического преобразования в резонаторе с кристаллом ZnGeP2 при использовании данного зеркала достигает 30%. A polarization dielectric mirror on a ZnSe substrate is created for laser systems in the mid-IR range. The film periodic structure was calculated using the Optilayer software. Zinc sulfide (ZnS) and ytterbium fluoride (YbF3) were used as materials for the interference coating. The optical parameters of the materials used are determined in a wide spectral range. The interference coating of the structure calculated was deposited onto the substrate by the ion-beam sputtering method. The threshold value for laser-induced breakdown of a dielectric mirror by Ho:YAG laser radiation with a wavelength of 2.097 mm was obtained, which was 4 J/cm2 at a pulse repetition rate of 10 kHz and a pulse duration at half-height of 30 ns. The mirror was tested in an OPO system based on a ZnGeP2 single crystal; the conversion efficiency obtained with this mirror reaches 30%.

В статье определяется порог оптического пробоя GaSe при воздействии наносекундного излучения в двухмикронном диапазоне и оценивается влияние энергетических параметров тестового излучения (частота следования импульсов, длительность импульса) на порог повреждения. Порог повреждения, вызванного лазером, был определен с параметрами падающего излучения, близкими к параметрам излучения накачки перспективных двухволновых оптических параметрических генераторов (эффективных источников накачки для генераторов разностной частоты ТГц): длина волны ~ 2,1 мкм, частота следования импульсов 12 и 20 кГц, длительность импульса 18-22 нс.

В работе показано влияние магниториологической полировки кристалла ZnGeP2 на шероховатость поверхности. Зафиксирован агнстремный уровень шероховатости поверхности кристалла ZnGeP2 Ra=1,54Å.

В работе показано увеличение пороговой плотности энергии лазерного излучения на длине волны 2091 нм при уменьшении температуры от 0ºС до -60ºС до достижения оптического пробоя образца монокристалла ZnGeP2 (ZGP). При снижении температуры от 0º до -60º С наблюдается резкое увеличение пороговой плотности энергии с 1,6 до 2,6 Дж/см2, при диаметре лазерного пучка 270 мкм, и с 3,2 до 10,2 Дж/см2 при диаметре 100 мкм (в 1,5 и 3 раза, соответственно).

От выбора параметров регистрации цифровых голограмм – времени экспозиции цифровой камеры, мощности лазера и длительности импульса лазерного излучения – зависит качество изображений частиц, восстановленных из цифровых голограмм. При исследовании планктона в его водной среде обитания возникает задача автоматического выбора параметров регистрации цифровой голограммы в условиях изменяющейся пропускной способности среды. В данной работе предлагается использовать максимум контраста цифровой голограммы в качестве критерия выбора параметров регистрации цифровой голограммы для получения наилучшего качества изображений частиц, восстановленных из цифровой голограммы.

В работе показано влияние разработанных просветляющих покрытий на основе пар материалов Nb2O5/Al2O3 и Nb2O5/SiO2 на порог лазерно-индуцированного разрушения кристаллов (LIDT) ZGP на длине волны 2097 нм. Покрытие наносилось с помощью ионно-лучевого метода напыления. Порог разрушения образца с покрытием на основе Nb2O5/SiO2 составил W0d = 1,8 Дж/см2. Порог разрушения образца с покрытием на основе Nb2O5/Al2O3 – W0d = 2,35 Дж/см2. Наличие кремниевых конгломератов в просветляющем покрытии (образование дефектной структуры пленки) приводит к снижению порога разрушения нелинейного кристалла за счет локальных термомеханических напряжений и рассеяния падающего лазерного излучения.

В работе предложен и апробирован метод увеличения на основе оптического масштабирования голограмм, при котором увеличение фиксируется для всего объема с объектами. Экспериментально установлено, что с точностью до погрешности эксперимента увеличение изображений, восстановленных с оптически масштабированных голограмм, фиксировано на всю глубину сцены.