Preview

Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii. Materialy Elektronnoi Tekhniki = Materials of Electronics Engineering

Advanced search

TRANSPARENT MATERIALS FOR HIGH-POWER PULSED CO2-LASERS

https://doi.org/10.17073/1609-3577-2013-2-11-18

Abstract

In one experiment, having the aperture of the beam, comparable with dimensions of the sample, we compared the real optical damage of the main transparent materials for CO2-lasers: BaF2, NaCl, KCl, KBr, RbI, AgCl, CsI, KРС-5, KPC-6, ZnSe, ZnS, GaAs и Ge. Experimentally and theoretically we compared the nonlinear losses in 13 crystals, when the radiation in the range of 107—4 × 108 W/сm2 passed through them. The «tail» of the impulse was practically completely absorbed by plasma of optical breakdown of air in TEA CO2-laser, but the «peak» — only partially — by «hot» disbalanced charge carriers in the crystal. The losses of laser radiation exponentially depend on band gap of material. he peculiarities of damage Ge single crystals by high power pulsed CO2-laser were investigated. For the first time windows from Ge (diameter — 420 mm) were elaborated, produced and tested. We looked into, how parameters of crystal lattice, admixtures and structure of point defects, which can be changed by influence X-ray irradiation and annealing, can influence on the process of laser volume pores generation in alkali halides. We revealed dependence of pore dimensions from influence conditions, parameters of high-power laser beam, energy of crystal lattice. We studied kinetics of thermal annealing for to diminish dimensions of this pores.

About the Author

V. E. Rogalin
FSUE «NPO Astrophysics»
Russian Federation


References

1. Баранов, Г. А. Мощные импульсные СО2-лазеры высокого давления и их применения / Г. А. Баранов, А. А. Кучинский // Квантовая электроника. – 2005. – Т. 35, № 3. – С. 219—229.

2. Ашурлы, З. И. Электроразрядный импульсный СО2-лазер для исследовательских целей / З. И. Ашурлы, Ю. М. Васьковский, И. А. Гордеева, Л. В. Малышев, Р. Е. Ровинский, А. А. Холодилов // Там же. – 1980. – Т. 7, № 7. – С. 1456—1460.

3. Аполлонов, В. В. Мощный электроразрядный СО2-лазер с добавками в смесь легкоионизуемых веществ / В. В. Аполлонов, Ю. М. Васьковский, М. И. Жаворонков, А. М. Прохоров, Р. Е. Ровинский, В. Е. Рогалин, Н. Д. Устинов, К. Н. Фирсов, И. С. Ценина, В. А. Ямщиков // Там же. – 1985. – Т. 12, № 1. – С. 5—9.

4. Шмаков, В. А. Силовая оптика / В. А. Шмаков. – М. : Наука, 2004. – 318 с.

5. Атаманюк, В. М. Взаимодействие лазерного излучения с материалами оптико-электронной техники / В. М. Атаманюк, О. В. Володин, И. В. Дяченко, Н. С. Захаров, А. Ф. Коваленко, А. В. Козлов, С. А. Комаров, Т. А. Михайлова, А. В. Никонов, В. Е. Рогалин, М. В. Сахаров, И. П. Суханов, Я. А. Суханов, А. В. Федичев. – Сергиев Посад : ЦФТИ МО РФ, 2004. – 176 с.

6. Marsh, J. Infrared optical materials for 8-13 μm / J. Marsh, J. Savage // Infrared Phys. – 1974. – V. 14, N 12. – P. 85—91.

7. Yablonovitch, E. Optical dielectric strength of alkali-halide crystals obtained by laser-induced breakdown / E. Yablonovitch // Appl. Phys. Lett. – 1971. – V. 19, N 11. – P. 495—497.

8. Milam, D. Method and apparatus for determining the mechanism responsible for laser induced damage / D. Milam, R. A. Bradbury, R. H Picard., M. Bass // Pat. USA, 356-239/G01№21/16/, № 3999865; Заявл. 09.12.74; Опубл. 28.12.76.

9. Горшков, Б. Г. Размерный эффект и статистика лазерного разрушения ЩГК на длине волны 10,6 мкм. / Б. Г. Горшков, Ю. К. Данилейко, А. А. Маненков, А. М. Прохоров, А. В. Сидорин // Квантовая электроника. – 1981. – Т. 8, № 1. – С. 148—154.

10. Дацкевич, Н. П. Оптическая прочность ИК−материалов для импульсных СО2-лазеров при больших пятнах облучения. / Н. П. Дацкевич, Н. В. Карлов, Г. П. Кузьмин, А. А. Нестеренко, Е. В. Сисакян // Краткие сообщения по физике. – 1983. – № 6. – C. 3—7.

11. Казанцев, С. Г. Проходная оптика мощных широкоапертурных импульсных лазеров среднего ИК-диапазона / С. Г. Казанцев. Автореф. дисс. … докт. техн. наук. – М. : МИСиС, 2002. – 49 с.

12. Смирнов, Ю. М. Взаимодействие термических условий при росте монокристаллов с диаметрами до 600 мм / Ю. М. Смирнов, И. А. Каплунов // Физика кристаллизации. – Тверь, 1994.

13. Левинзон, Д. И. Поглощение ИК−излучения в германии / Д. И. Левинзон, Р. Е. Ровинский., В. Е. Рогалин, Е. П. Рыкун, И. С. Ценина, В. А. Шершель // Материалы ІХ совещания по получению профилированных кристаллов и изделий способом Степанова и их применению в народном хозяйстве. – Л., 1982. – С. 123—126.

14. Ровинский, Р. Е. Оптические свойства и области применения полупроводниковых монокристаллов германия / Р. Е. Ровинский, В. Е. Рогалин, В. А. Шершель // Изв. АН СССР. Сер. физическая. – 1983. – Т. 47, № 2. – С. 432—435.

15. Артюшенко, В. Г. Кристаллы галогенидов таллия с малыми оптическими потерями / В. Г. Артюшенко, Э. П. Бочкарев, С. А. Воронина, Г. Г. Главин, В. Ф. Голованов, Т. И. Дарвойт, Е. И. Дианов, Ю. В. Кормилицин // Квантовая электроника. – 1980. – Т. 7, № 8. – С. 2037—2039.

16. Горилецкий, В. И. Автоматизированное вытягивание из расплава крупногабаритных щелочно-галоидных монокристаллов / В. И. Горилецкий, В. А. Неменов. В. Г. Проценко, А. В. Радкевич, Л. Г. Эйдельман // Расширенные тез. VІ Межд. конф. по росту кристаллов. – М., 1980. – T. 3. – C. 17—19.

17. Рогалин, В. Е. Моделирование процессов проскальзывания на границе на бикристаллах хлористого серебра / В. Е. Рогалин, А. В. Шалимова, М. П. Шаскольская // Изв. АН СССР. Сер. физическая. – 1976. – Т. 41, № 7. – С. 1537—1541.

18. Конов, В. И. Оптический пробой газов вблизи поверхности твердых тел / В. И. Конов: Автореф. дисс. … докт. физ.-мат. наук. – М. : ФИАН, 1982. – 48 с.

19. Куликов, В. Г. Прохождение излучения импульсного СО2-лазера через полупроводниковые кристаллы / В. Г. Куликов, Р. Е. Ровинский, В. Е. Рогалин, А. А. Холодилов // Тез. докл. ІV Всесоюз. совещания по нерезонансному взаимодействию оптического излучения с веществом. – Л. : Наука, 1978. – С. 243—244.

20. Ровинский, Р. Е. Прохождение излучения импульсного СО2-лазера через диэлектрические кристаллы / Р. Е. Ровинский, В. Е. Рогалин, А. А. Холодилов, В. М. Чутко // Там же. – Л. : Наука, 1978. – С. 321—322.

21. Ровинский, Р. Е. О нелинейном поглощении импульса излучения СО2-лазера при его прохождении через оптические материалы / Р. Е. Ровинский, В. Е. Рогалин // Там же. – Л. : Наука, 1981. – С. 346—347.

22. Райзер, Ю. П. Лазерная искра и распространение разрядов / Ю. П. Райзер. – M. : Наука, 1974. – 308 с.

23. Левинзон, Д. И. Исследование монокристаллов профильного германия, облученных импульсным СО2-лазером / Д. И. Левинзон, Р. Е. Ровинский, В. Е. Рогалин, Е. П. Рыкун, А. Л. Трайнин, И. С. Ценина, Э. Г. Шейхет // Изв. АН СССР. Сер. физическая. – 1979. – Т. 43, № 9. – С. 2001—2005.

24. Рогалин, В. Е. О порообразовании в щелочно-галоидных монокристаллах под действием импульса электромагнитного излучения / В. Е. Рогалин, Т. И. Самойлова, Н. А. Тищенко, М. П. Шаскольская // ФТТ. – 1980. – Т. 22, № 12. – С. 3549—3554.

25. Рогалин, В. Е. О взаимодействии импульса ИК-излуче ния с центрами окраски в NaCl / В. Е. Рогалин, Н. А. Тищенко, М. П. Шаскольская // ЖТФ. – 1980. – Т. 50, № 5. – С. 1077—1079.

26. Рогалин, В. Е. Кинетика отжига пор, возникающих при точечном микровзрыве в объеме кристалла/ В. Е. Рогалин, Т. И. Самойлова, М. П. Шаскольская // Кристаллография. – 1980. – Т. 25, № 5. – С. 1100—1101.

27. Поюровская, И. Е. О волне ионизации, поддерживаемой мощным лазерным излучением / И. Е. Поюровская, М. И. Трибельский, В. И. Фишер // ЖЭТФ. – 1982. – Т. 82, вып. 6. – С. 1840—1852.

28. Voszka, R. Growth of single crystals at the research laboratory for crystal physics / Voszka R. // Acta Physica Acad. Sci. Hung. – 1979. – V. 47, N 1 – 3. – P. 5—11.

29. Савостьянова, М. В. О природе окрашенной каменной соли / М. В. Савостьянова // Изв. физ.-мат. ин-та им. В. А. Стеклова АН СССР. – 1929. – № 3. – С. 169.; Z. Physik. – 1930. – N 64. – С. 262.

30. Рогалин, В. Е. Поликристаллические алмазы – новый конструкционный материал для силовой оптики и электроники / В. Е. Рогалин // Матер. конф. V Междунар. форума «Лазерные и оптические системы и технологии». – М., 2009. – С. 12—18.


Review

For citations:


Rogalin V.E. TRANSPARENT MATERIALS FOR HIGH-POWER PULSED CO2-LASERS. Izvestiya Vysshikh Uchebnykh Zavedenii. Materialy Elektronnoi Tekhniki = Materials of Electronics Engineering. 2013;(2):11-18. (In Russ.) https://doi.org/10.17073/1609-3577-2013-2-11-18

Views: 1250


Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1609-3577 (Print)
ISSN 2413-6387 (Online)