Например, Бобцов

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

Содержание © 1993–2024 Университет ИТМО
Разработка © 2015 Университет ИТМО