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%.

We report an experimental study of broadband sum-frequency generation of a nonselective Q-switched CO laser (pulse duration, 0.3 μs; repetition rate, 90 Hz) in ZnGeP2 crystals with and without an antireflective interference coating. The uncoated crystal surface is found to be optically damaged at a laser radiation intensity of 0.033 GW/cm2. Under the same conditions, no damage to the antireflection-coated surface of the crystal is observed. The maximum efficiency of broadband sum-frequency generation of the CO laser in the antireflection-coated sample is 4.8

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 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.

A digital holography method is proposed for determination of the depth and characteristic size of fatigue damage of fluoroorganic aircraft windows. The ability of this method to determine the characteristic lateral size of surface defects of the aircraft cabin window components with a measurement error of +/- 15 mu m and the longitudinal size (depth of the surface defect) with a measurement error of up to +/- 100 mu m (for defects with characteristic lateral sizes less than 60 mu m) is demonstrated. The investigation and developed model of the digital holographic camera indicate the possibility of developing the method for testing the aircraft cabin window components for surface damage with the required accuracy and estimation of its effects on flight safety. (C) 2021 Optical Society of America

The optical breakdown thresholds are determined for 100-mu m-thick polycrystalline plates made from AgBr0.99I0.01, Ag0.95Tl0.05Br0.95I0.05, and AgBr0.75Cl0.25 when they are irradiated by a Ho:YAG laser at 2.096 pm (pulse-repetition rate 10 kHz and pulse width 25 ns). The dependences of the transmittances of these samples on the mean power of the laser radiation are obtained. It is shown that the optical breakdown threshold depends on the transmittance of the material. The mean optical breakdown threshold of the samples lies in the region from 0.89 +/- 0.09 to 1.13 +/- 0.09 J/cm(2). (C) 2019 Optical Society of America