Новий клас аподизуючих діафрагм на основі забарвлених фотополімерів - Автореферат

Науковий керівник: Тихонов Євгеній Олександрович доктор фізико-математичних наук, професор, відділ фотоактивності Інституту фізики НАН України, Офіційні опоненти: Первак Юрій Олександрович доктор фізико-математичних наук, професор, Інститут фізики напівпровідників НАН України Борщ Анатолій Олександрович доктор фізико-математичних наук, професор, відділ нелінійної оптики Інституту фізики НАН України З дисертацією можна ознайомитись в науковій бібліотеці Інституту фізики НАН України Створюючи за допомогою фільтру відповідний розподіл амплітуд і фаз на вході оптичної системи, штучно ослаблюють хвилю на периферійних ділянках, усуваючи одне-два світлих дифракційних кільця найближчі до центру. Використання АД дає можливість керувати профілем та коефіцієнтом заповнення нульової поперечної моди, а отже, кутовою розбіжністю випромінювання імпульсних лазерів. Відповідно в дисертації розробляється новий клас АД на основі забарвленого поліуретанакрилату (ПУА) та аналізуються властивості АД в аспекті їх застосувань в якості ефективних селекторів лазерного випромінювання.У першому розділі розглянута аподизація лазерного випромінювання як один з методів керування його просторовою структурою, зроблено стислий огляд відомих реалізацій АД та результатів їх застосувань в лазерних установках, зокрема всередині резонаторів, в порівнянні з "жорсткими" селекторами. В подальшому були розроблені та апробовані в лазерних системах АД на основі діелектричних покрить, скляних оптичних фільтрів, напилених металічних покрить змінної товщини, на основі розчинів барвників, поміщених в кювету з порожниною змінної товщини, комірок Поккельса та Фарадея з неоднорідними електричними та магнітними полями, на основі наведеного поглинання при дії на прозорі матеріали іонізуючої радіації; на основі порушеного повного внутрішнього відбивання, оптичної активності кристалу кварцу, профілювання інверсної населеності по перерізу активних елементів підсилювача. Одним з методів ефективного керування профілем лазерного випромінювання для отримання обмежених дифракцією одномодових пучків є внутрішньо резонаторна аподизація, яку можна здійснювати, застосовуючи резонатори з дзеркалами з плавно змінним коефіцієнтом відбивання, з плавно змінною фазою та шляхом введення в резонатори різних типів (в основному використовувались напівконфокальні резонатори) окремих елементів у вигляді оптичних затворів з градієнтом по пропусканню, внутрішньорезонаторних голографічних фазових пластинок, елементів на основі фотоокислення рідкоземельної домішки у флюориті, на основі фототермохімічних реакцій в адитивно забарвленому флюориті, на основі фотоперетворень центрів забарвлення безпосередньо в резонаторі під дією власного випромінювання лазера в кристалі LIF2-, на основі дифузії металічних іонів в стекла, на основі напилення металічних покрить, аподизаторів на основі використання рідких кристалів. Така конструкція захищає доповану барвником полімерну плівку від атмосферного кисню та механічних пошкоджень. При формуванні АД важливо підбирати барвник, який характеризується високою темновою стійкістю та стійкістю при опроміненні в основну смугу поглинання одночасно з швидкою фотодеструкцією при опроміненні в ближній УФ області спектру, де розміщені переходи в більш високі електронні стани.Показано, що виготовлення АД з гіпергаусовим профілем пропускання можна здійснити шляхом фотохімічної деструкції барвників в забарвленому ПУА при опроміненні останнього актинічним світлом з застосуванням адаптованого методу напівтіні. Створено новий клас АД - градієнтні лазерні елементи на основі допованого органічними барвниками ПУА (внутрішньо резонаторні АД суміщені та не суміщені з ПМД) Експериментально виявлено, що введення АД на основі допованого ПУА приводить до виділення основної поперечної моди з гаусовим амплітудним розподілом поля в резонаторах імпульсних лазерів з плоскими дзеркалами. Особливості методики з просторово залежною абсорбцією - в оригінальності створення початкової дифузійної границі між забарвленим і не забарвленим полімером та в застосуванні для просвічування зразків розширеного лазерного випромінюванням з довжиною хвилі, що попадає в смугу поглинання дифундуючого барвника, та в застосуванні CCD - камери та компютеризованого аналізатора лазерних пучків. Експериментально отримано зменшення з часом ефективного коефіцієнта взаємодифузії органічних барвників в ПУА та пояснено наявністю пасток для дифузанта.

Основний зміст роботи