Библиотека · ИПА РАН

Публикации

Поиск

Пикосекундный Nd:YAG лазер с широким рабочим температурным диапазоном (–40… +40)°С

А. Ф. Корнев, Ю. В. Кацев, В. В. Коваль, Д. О. Оборотов, И. Г. Кучма, В. А. Митряев

Труды ИПА РАН, вып. 57, 16–22 (2021)

Ключевые слова: Nd:YAG лазер, регенеративный усилитель, пикосекундные импульсы, генерация второй гармоники, широкий температурный диапазон, спутниковая лазерная локация

Информация о статье Текст статьи

Аннотация

Пикосекундные лазеры широко используются в различных промышленных и научных приложениях. Одним из таких приложений является высокоточная спутниковая лазерная дальнометрия. Современное состояние высокоточной спутниковой лазерной дальнометрии требует стабильных и надежных лазеров с короткой длительностью импульса, высокой частотой следования импульсов и высоким уровнем устойчивости к условиям окружающей среды для достижения наибольшей точности измерений. В настоящей работе представлены результаты разработки Nd:YAG лазера, построенного по схеме «задающий генератор — регенеративный усилитель — генератор второй гармоники» и предназначенного для прецизионной спутниковой локации. В качестве задающего генератора используется пикосекундный лазерный диод, работающий в режиме модуляции усиления. Регенеративный усилитель основан на двух Nd:YAG активных элементах ⌀6 × 30 мм с торцевой диодной накачкой. В качестве генератора второй гармоники используется кристалл LBO 5 × 5 × 10 со II типом фазового синхронизма. Лазер излучает импульсы длительностью 35 пс на длине волны 532 нм с энергией > 2.5 мДж и стабильностью < 2 % (СКО). Эффективность преобразования во вторую гармонику составила до 65 %. Частота следования импульсов — 300 Гц, возможна работа на частоте до 1000 Гц. Расходимость излучения составляет 0.3 мрад по уровню интенсивности $1⁄e^2$ при диаметре пучка на выходе лазера 3.4 мм. Главной особенностью разработанной системы является возможность работы при температуре окружающей среды от –40°C до +40°C, что достигается за счет следующих технических решений: термостабилизация корпуса лазера при помощи жидкостного контура с использованием чиллера, а также применение системы гибких нагревателей и многослойной теплоизоляции корпуса. Лазер установлен на дальномере «Сажень–ТМ» в обсерватории «Светлое». Короткая длительность импульса, высокая стабильность формы импульса и энергии импульса, а также возможность работы в широком диапазоне температур окружающей среды делают этот лазер востребованным инструментом для высокоточной спутниковой лазерной дальнометрии.

Цитирование

Текст

Бибтех

RIS

А. Ф. Корнев, Ю. В. Кацев, В. В. Коваль, Д. О. Оборотов, И. Г. Кучма, В. А. Митряев. Пикосекундный Nd:YAG лазер с широким рабочим температурным диапазоном (–40… +40)°С // Труды ИПА РАН. — 2021. — Вып. 57. — С. 16–22.

@article{kornev2021,
  abstract = {Пикосекундные лазеры широко используются в различных промышленных и научных приложениях. Одним из таких приложений является высокоточная спутниковая лазерная дальнометрия. Современное состояние высокоточной спутниковой лазерной дальнометрии требует стабильных и надежных лазеров с короткой длительностью импульса, высокой частотой следования импульсов и высоким уровнем устойчивости к условиям окружающей среды для достижения наибольшей точности измерений.
В настоящей работе представлены результаты разработки Nd:YAG лазера, построенного по схеме «задающий генератор — регенеративный усилитель — генератор второй гармоники» и предназначенного для прецизионной спутниковой локации. В качестве задающего генератора используется пикосекундный лазерный диод, работающий в режиме модуляции усиления. Регенеративный усилитель основан на двух Nd:YAG активных элементах ⌀6 × 30 мм с торцевой диодной накачкой. В качестве генератора второй гармоники используется кристалл LBO 5 × 5 × 10 со II типом фазового синхронизма.
Лазер излучает импульсы длительностью 35 пс на длине волны 532 нм с энергией > 2.5 мДж и стабильностью < 2 % (СКО). Эффективность преобразования во вторую гармонику составила до 65 %. Частота следования импульсов — 300 Гц, возможна работа на частоте до 1000 Гц. Расходимость излучения составляет 0.3 мрад по уровню интенсивности $1⁄e^2$ при диаметре пучка на выходе лазера 3.4 мм. Главной особенностью разработанной системы является возможность работы при температуре окружающей среды от –40°C до +40°C, что достигается за счет следующих технических решений: термостабилизация корпуса лазера при помощи жидкостного контура с использованием чиллера, а также применение системы гибких нагревателей и многослойной теплоизоляции корпуса.
Лазер установлен на дальномере «Сажень–ТМ» в обсерватории «Светлое». Короткая длительность импульса, высокая стабильность формы импульса и энергии импульса, а также возможность работы в широком диапазоне температур окружающей среды делают этот лазер востребованным инструментом для высокоточной спутниковой лазерной дальнометрии.},
  author = {А.~Ф. Корнев and Ю.~В. Кацев and В.~В. Коваль and Д.~О. Оборотов and И.~Г. Кучма and В.~А. Митряев},
  doi = {10.32876/ApplAstron.57.16-22},
  issue = {57},
  journal = {Труды ИПА РАН},
  keyword = {Nd:YAG лазер, регенеративный усилитель, пикосекундные импульсы, генерация второй гармоники, широкий температурный диапазон, спутниковая лазерная локация},
  note = {russian},
  pages = {16--22},
  title = {Пикосекундный Nd:YAG лазер с широким рабочим температурным диапазоном (–40… +40)°С},
  url = {http://iaaras.ru/library/paper/2086/},
  year = {2021}
}

TY  - JOUR
TI  - Пикосекундный Nd:YAG лазер с широким рабочим температурным диапазоном (–40… +40)°С
AU  - Корнев, А. Ф.
AU  - Кацев, Ю. В.
AU  - Коваль, В. В.
AU  - Оборотов, Д. О.
AU  - Кучма, И. Г.
AU  - Митряев, В. А.
PY  - 2021
T2  - Труды ИПА РАН
IS  - 57
SP  - 16
AB  - Пикосекундные лазеры широко используются в различных промышленных и
научных приложениях. Одним из таких приложений является высокоточная
спутниковая лазерная дальнометрия. Современное состояние высокоточной
спутниковой лазерной дальнометрии требует стабильных и надежных
лазеров с короткой длительностью импульса, высокой частотой
следования импульсов и высоким уровнем устойчивости к условиям
окружающей среды для достижения наибольшей точности измерений.  В
настоящей работе представлены результаты разработки Nd:YAG лазера,
построенного по схеме «задающий генератор — регенеративный усилитель
— генератор второй гармоники» и предназначенного для прецизионной
спутниковой локации. В качестве задающего генератора используется
пикосекундный лазерный диод, работающий в режиме модуляции усиления.
Регенеративный усилитель основан на двух Nd:YAG активных элементах ⌀6
× 30 мм с торцевой диодной накачкой. В качестве генератора второй
гармоники используется кристалл LBO 5 × 5 × 10 со II типом фазового
синхронизма.  Лазер излучает импульсы длительностью 35 пс на длине
волны 532 нм с энергией > 2.5 мДж и стабильностью < 2 % (СКО).
Эффективность преобразования во вторую гармонику составила до 65 %.
Частота следования импульсов — 300 Гц, возможна работа на частоте до
1000 Гц. Расходимость излучения составляет 0.3 мрад по уровню
интенсивности $1⁄e^2$ при диаметре пучка на выходе лазера 3.4 мм.
Главной особенностью разработанной системы является возможность
работы при температуре окружающей среды от –40°C до +40°C, что
достигается за счет следующих технических решений: термостабилизация
корпуса лазера при помощи жидкостного контура с использованием
чиллера, а также применение системы гибких нагревателей и
многослойной теплоизоляции корпуса.  Лазер установлен на дальномере
«Сажень–ТМ» в обсерватории «Светлое». Короткая длительность импульса,
высокая стабильность формы импульса и энергии импульса, а также
возможность работы в широком диапазоне температур окружающей среды
делают этот лазер востребованным инструментом для высокоточной
спутниковой лазерной дальнометрии.
DO  - 10.32876/ApplAstron.57.16-22
UR  - http://iaaras.ru/library/paper/2086/
ER  -