Оптические свойства нелинейных кристаллов семейства боратов и их применение в источниках интенсивного
терагерцового излучения
Аннотация:
Введение. Для нелинейных кристаллов семейства боратов характерны высокие значения порога оптического пробоя на длинах волн ближнего инфракрасного диапазона. Как следствие, такие кристаллы являются эффективными генераторами гармоник излучения интенсивных лазерных источников. Последние исследования показали, что нелинейные кристаллы семейства боратов демонстрируют низкое поглощение излучения на субтерагерцовых частотах. Данный факт свидетельствует о возможности их применения в качестве генераторов терагерцового излучения. Выполнено сравнение источников терагерцового излучения на основе преобразования частоты излучения титан-сапфирового лазера в кристаллах бета-бората бария (β-BaB2O4), трибората лития (LiB3O5) и тетрабората лития (Li2B4O7). Метод. Проведен расчет реализуемых типов коллинеарного трехволнового взаимодействия, обеспечивающих генерацию разностной частоты в субтерагерцовом диапазоне с учетом изученной дисперсии главных компонент терагерцового показателя преломления исследованных кристаллов. Для каждого кристалла получены условия фазового согласования и соответствующие длины когерентности. Учитывая тензоры квадратичной восприимчивости, рассчитаны коэффициенты эффективной нелинейности. Выполнены оценка и сравнение эффективности генерации терагерцового излучения в кристаллах с различным срезом. Основные результаты. Результаты расчетов показали, что генерация в кристалле β-BaB2O4 происходит эффективнее на три порядка по сравнению с кристаллом LiB3O5 и на пять — с Li2B4O7. На титан- сапфировом усилителе экспериментально изучена генерация терагерцового излучения в образце кристалла β-BaB2O4 со срезом θ = 5° (где θ — угол между вектором распространения излучения и главной оптической осью z кристалла), обеспечивающим фазовое согласование для частоты 0,3 ТГц. Сравнение экспериментально полученных данных с численным расчетом показало, что на генерацию излучения оказывают влияние типы взаимодействия o – e → e, e – e → o и o – o → o. При этом значение пиковой мощности терагерцового излучения приблизительно составляет 20 кВт. Обсуждение. Полученные данные будут полезны для разработки генераторов интенсивного излучения субтерагерцового диапазона, основанных на преобразовании энергии мощных лазерных источников. Полученные результаты показали, что увеличение интенсивности оптических полей до предпороговых значений для кристалла β-BaB2O4 позволит достичь десятков гигаватт пиковой мощности терагерцового излучения. Такие источники излучения могут найти применение в системах зондирования атмосферы и ускорителях заряженных частиц.
Ключевые слова:
Постоянный URL
Статьи в номере
- Анализ частотно-робастных многомерных динамических систем
- Фрактальные микро- и нанодендриты из серебра, меди и их соединений для фотокаталитического разложения воды
- Математическое моделирование трехслойного диэлектрика OTFT на основе пентаценового полупроводника для улучшения электрических характеристик
- Исследование гидратов диоксида углерода в тонких пленках методом FTIR-спектроскопии при температурах 11–180 К
- Метод повышения информационной ценности видеоданных на основе фильтрации кадров и оценки энтропии
- Метод выявления групп атакующих на основании анализа полезной нагрузки сетевого трафика по протоколу HTTP
- Детекция ключевых точек лица с помощью капсульных нейронных сетей
- Обзор национальных и международных стандартов для категорирования объектов критической информационной инфраструктуры
- Критерий безопасности сетевой инфраструктуры
- Новый способ сбора данных для обнаружения аномального поведения в среде Kubernetes и агент для сбора метрик с узлов
- Метод линейной аппроксимации временных параметров в эластичных системах
- Выделение ролей в сетях общественного транспорта с атрибутами узлов: исследование открытых данных Санкт-Петербурга
- Исследование тенденций взаимосвязи между профориентационными предпочтениями пользователей и их цифровыми следами в социальной сети
- Обнаружение слепоты при диабетической ретинопатии с использованием алгоритма связанных компонентов на основе байесовского варианта в Keras и TensorFlow
- Совместное распознавание текста и оформления в исторических документах на русском языке
- Интеллектуальная поддержка клинических решений при небольших выборках числа пациентов
- Оценка готовности компьютерной системы к своевременному обслуживанию запросов при его совмещении с информационным восстановлением памяти после отказов
- Анализ устойчивости ортотропной цилиндрической оболочечной конструкции в программном комплексе ANSYS Mechanical APDL
- Обоснование выбора технологии мобильного широкополосного доступа для построения сетей радиосвязи железнодорожного транспорта
- Сравнительный анализ производительности DVR и DSTATCOM для распределенной генерации с алгоритмом гравитационного поиска
- Оценка моментов квантованной случайной величины
- Экспериментальный метод оценки динамической погрешности приборов и датчиков в условиях их эксплуатации
- Метод моделирования резервуаров сжиженного природного газа типа С на основе оптимизации объема для будущей эксплуатации в режиме частичного заполнения
- Модель чувствительного элемента рефрактивного волоконно-оптического сенсора на основе MMF-SMF-MMF структуры с использованием поверхностного плазмонного резонанса