Особенности прохождения мощного излучения HF(DF) лазера через кристаллы Ge

Особенности прохождения мощного излучения HF(DF) лазера через кристаллы Ge

1, 1, 2,3, 1,4

1ИОФ РАН, Москва, Россия, *****@***gpi. ru

2 «Астрофизика», Москва, Россия, *****@***ru

3ФГБОУ ВПО «Тверской государственный университет», Тверь, Россия;

4НИЯУ МИФИ, Москва, Россия, *****@***ru

В ИК технике широко используются оптические системы из германия [1], что обуславливает актуальность исследования особенностей взаимодействия мощного лазерного излучения с этим материалом [2]. В работе представлены результаты исследований пропускания излучения импульсного нецепного HF(DF) лазера [3] образцами германия различной степени чистоты, толщины и проводимости; изучено влияние геометрических параметров пучка и распределения интенсивности излучения по пятну облучения на зависимости пропускания образца от плотности падающей мощности лазерного излучения. Длительность лазерного импульса составляла t1/2=150 нс. Обнаружено что уже при достаточно низких интенсивностях (Ilas=0,3 МВт/см2) облучения HF лазером наблюдается существенно нелинейный характер прохождения излучения через германий. Этот эффект обусловлен поглощением на неравновесных носителях, образующихся при двухфотонном поглощении излучения HF лазера [4]. Показано, что пластина германия может являться эффективным корректором распределения плотности мощности излучения HF лазера по сечению лазерного пучка. Установлено, что пропускание излучения HF лазера через образец германия имеет размерный характер - чем больше размеры пятна облучения, тем меньше интенсивность прошедшего излучения (при прочих равных условиях). Полученные данные могут быть использованы при создании эффективных ограничителей мощности лазерного излучения диапазона 2,5-3,2 мкм.

Нелинейность пропускания излучения DF лазера (диапазон 3,6 – 4,1), обусловленная трехфотонными процессами, проявляется при значительно более высоких плотностях облучения (wlas>1 Дж/см2).

Работа поддержана грантами РФФИ № 15-08-02562 и № 15-02-06005.

Литература

, , «Оптические свойства и области применения полупроводниковых монокристаллов германия» Изв. АН СССР (сер. физ.), 1983, 47, №2, 432-435. , , «Исследование монокристаллов профильного германия, облучённых импульсным СО2-лазером», Изв. АН СССР (сер. физ.), 1979, 43, №9, 2001-2005. , , «О возможности контроля волнового фронта широкоапертурного HF(DF)-лазера методом тальбот-интерферометрии»// Квантовая электроника, 2008, 38 (1), 69-72. Gibson A., Hatch C., Maggs P., Tilley D. and Walker A. «Two-photon absorption in indium antimonide and germanium» // J. Phys. C: Chern. Solid State Phys. V. 9, 3259–3275, (1976).