Метод просторової фур"є-фільтрації для формування мод із заданим профілем вихідного випромінювання в лазерних резонаторах та умови їх формування. Поширення субміліметрового лазерного випромінювання у хвилеводах круглого перетину через лінії передач.
Аннотация к работе
ХАРКІВСЬКИЙ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ імені В.Н. АВТОРЕФЕРАТ дисертації на здобуття наукового ступеня доктора фізико-математичних наук Робота виконана в Харківському національному університеті імені В.Н. Науковий консультант: доктор фізико-математичних наук, професор Офіційні опоненти: доктор фізико-математичних наук, старший науковий співробітник, член-кореспондент НАН УкраїниЯкщо раніше з моменту створення лазера у центрі уваги вчених і розроблювачів були процеси, що протікають у самих квантових генераторах, то зараз поряд із триваючим прогресом у розвитку самих лазерів, наприклад короткохвильових, все більший інтерес і актуальність здобувають дослідження та розробки, повязані з доставкою лазерного випромінювання до обєкта з необхідною якістю пучка (розмір і форма плями, рівномірність опромінення і т.п.). Такі розподіли хвильового пучка в резонаторах звичайно називають “спеціальними” модами, тому що їхній просторовий профіль випромінювання оптимізовано для конкретного застосування. Для формування лазерних пучків із заданим поперечним розподілом вихідного випромінювання запропоновано застосування асферичних дзеркал, гнучких біморфних дзеркал, дзеркал з різними дифракційними та бінарними елементами. Створення експериментальних зразків апаратури для лазерної діагностики твердого тіла, тонких плівок, хімічних реакцій і біологічних обєктів у субміліметровій області спектра“ (№ держреєстрації 01.9.10031905, виконавець); “Розробка методів і експериментальних зразків пристроїв, що забезпечують рівномірний розподіл інтенсивності випромінювання на поверхні обєкта, що підлягає променевому впливу” (№ держреєстрації UA01008656Р, відп.виконавець); “Лазери субміліметрового діапазону довжин хвиль та їхнє застосування” (№ держреєстрації 0194U018567, виконавець); “Розробка методів і експериментальних зразків пристроїв, що забезпечують рівномірний розподіл інтенсивності випромінювання” (№ держреєстрації 0197U015765, відп. виконавець); “Лазери субміліметрового діапазону довжин хвиль та їхнє застосування” (№ держреєстрації 0197U015774, виконавець); “Розробка методів і експериментальних зразків пристроїв, що забезпечують заданий розподіл інтенсивності лазерного випромінювання” (№ держреєстрації 0197U015765, відп. виконавець); “Квазіоптичні хвилевідні резонатори і лазери на їхній основі в інфрачервоному та субміліметровому діапазоні довжин хвиль” (№ держреєстрації 0100U003359, відп.виконавець); “Резонансні і направляючі електродинамічні структури з хвилевідними і відкритими ділянками” (№ держреєстрації 0103U004234, відп.виконавець); “Внутрішньорезонаторні методи формування високоякісних лазерних пучків” (№ держреєстрації 0106U001558, відп.виконавець). Теоретично установлено та експериментально підтверджено існування поперечної моди із квазіоднорідним вихідним пучком випромінювання в створених експериментальних зразках безперервних CO2-лазерів з неоднорідними дзеркалами і показано стійкість просторово-енергетичних характеристик лазерів до зміни геометрії резонаторів і просторових фільтрів.У вступі розкрито загальну характеристику стану проблеми, мету і завдання дослідження, обґрунтовано необхідність їхнього проведення та актуальність теми дисертації. Викладено звязок з науковими програмами, планами, темами. Визначено обєкт і предмет досліджень, методи досліджень, наукову новизну і практичну цінність одержаних автором результатів, його особистий внесок в роботи, опубліковані в співавторстві.У дисертації наведено теоретичне узагальнення та нове вирішення наукової проблеми, що виявляється в розробці нових ефективних методів формування і селекції поперечних мод у лазерних резонаторах, призначених для створення одномодових квантових генераторів із заданим поперечним розподілом вихідного випромінювання. Розроблено новий метод просторової фурє-фільтрації мод у відкритих квазіоптичних резонаторах для забезпечення одномодового режиму збудження типу коливань із заданим розподілом поля на одному з відбивачів або в заданій площині поза резонатором, заснований на виконанні одного з відбивачів з дискретно розташованими поглинаючими або розсіювальними неоднорідностями, розташованими в областях координат, у яких обертається в нуль фурє-перетворення функції, що характеризує заданий розподіл поля. Уперше теоретично установлено та експериментально підтверджено існування поперечної моди із квазіоднорідним вихідним пучком випромінювання в створених зразках безперервних СО2-лазерів на основі узагальнених конфокальних резонаторів з амплітудно-східчастим і фазосхідчастим дзеркалами та показано стійкість модових характеристик лазерів до зміни геометрії резонаторів і просторових фільтрів.