Введение
Глава 1. Аналитические методы приближенного расчета лазерных резонаторов .14
1.1. Открытые лазерные резонаторы .15
1.1.1. Метод вычисления дифракционных потерь на малых возмущениях мод открытого резонатора 18
1.1.1.1. Дифракционные потери на диафрагмах и скреперах...19
1.1.1.2. Дифракционные потери на наружной апертуре зеркал 20
1.1.1.3. Дифракционные потери на отверстиях связи .23
1.1.1.4. Дифракционные потери на смещённой круглой диафрагме и смещённом круглом отверстии связи 26
1.1.2. Коэффициент усиления малого сигнала в ЛСЭ как функция длины Рэлея 27
1.1.3. Критерии оптимизации открытых резонаторов НЛСЭ. Юстировочная неустойчивость .37
1.2. Гибридные оптические резонаторы .42
1.2.1. Моды полых волноводов 43
1.2.2. Потери связи основной EH11- моды полого круглого волновода с модами открытого пространства. Оптимальные лазерные резонаторы с полым круглым волноводом 46
1.2.3. Потери связи основной EH11- моды полого прямоугольного волновода с модами открытого пространства. Оптимальные лазерные резонаторы с полым прямоугольным и планарным волноводом .60
1.3. Оптимальная выходная связь лазера .76
Глава 2. Устройство и оптимизация оптических резонаторов 80
2.1. Краткое описание уникальной установки "НЛСЭ" 81
2.2. Открытый оптический резонатор терагерцевого НЛСЭ .86
2.3. Открытый оптический резонатор НЛСЭ дальнего инфракрасного диапазона 94
2.4. Открытый оптический резонатор инфракрасного НЛСЭ 98
2.5. Квазиволноводный оптический резонатор универсального сверхмалошумящего газового лазера 103
2.6. Гибридный оптический резонатор компактного ЛСЭ Корейского института исследований в области атомной энергии (KAERI) .107
2.7. Гибридный оптический резонатор для мощного лазера на свободных электронах 114
Глава 3. Каналы транспортировки излучения от НЛСЭ к рабочим станциям 119
3.1. Устройство и оптический расчет каналов транспортировки излучения 120
3.2. Поглощение терагерцевого излучения атмосферными парами воды и способы решения этой проблемы .127
3.3. Сравнение расчётных и экспериментальных параметров пучков излучения 131
Глава 4. Приборы и методы диагностики излучения НЛСЭ .135
4.1. Основные параметры излучения НЛСЭ 135
4.2. Измерение длины волны и усреднённой структуры спектра излучения .
4.2.1. Сеточные Фабри-Перо интерферометры 137
4.2.2. Спектрометр-монохроматор на дифракционных решетках 141
4.2.3. Вакуумный фурье-спектрометр фирмы "Брукер".. 145
4.2.4. Дихроичные фильтры для фильтрация гармоник мощного терагерцового излучения 147
4.2.5. Использование универсального ультрастабильного газового лазера для абсолютной калибровки спектральных приборов .150
4.3. Измерение средней мощности терагерцевого излучения 151
4.3.1. Эталонный сапфировый калориметр .153
4.3.2. Оперативный калориметр мощного терагерцевого излучения .156
4.3.3. Внутрирезонаторные калориметры НЛСЭ 160
4.4. Измерение импульсной мощности и структуры светового импульса 161
4.4.1. Высокочувствительные детекторы на диоде Шоттки с резонансной антенной 162
4.4.2. Сверхбыстрые детекторы на диоде Шоттки .168
4.4.3. Импульсные параметры излучения НЛСЭ .170
4.5. Сверхбыстрая спектроскопия отдельных импульсов излучения терагерцевого НЛСЭ 173
4.5.1. Принцип работы, оптическая схема и элементы сверхбыстрого спектрометра .175
4.5.2. Спектры импульсов терагерцевого НЛСЭ в устойчивых и неустойчивых режимах .179
4.6. Измерение распределения интенсивности пучков излучения.
Визуализация терагерцевого и инфракрасного излучения 183
4.6.1. Система визуализации и измерения пучков на основе термофлюоресцентных экранов .184
4.6.2. Система для измерения пучков и визуализации объектов
на основе пироэлектрической матрицы 186
4.6.3. Крупноформатные сканирующие системы на основе отдельных пироприёмников 194
4.7. Регулируемые ослабители мощного излучения НЛСЭ .197
4.7.1. Поляризационный ослабитель .197 4.7.2.Дифракционный ослабитель 201
Глава 5. Эксперименты с излучением НЛСЭ .203
5.1. Измерение феноменологических параметров НЛСЭ .205
5.1.1. Измерение потерь в оптическом резонаторе 205
5.1.2. Измерение коэффициента усиления и интенсивности насыщения активной среды НЛСЭ 212
5.1.3. Определение оптимальной выходной связи НЛСЭ .216
5.2. Характерные режимы работы терагерцевого НЛСЭ .220
5.2.1. Виды неустойчивостей и их подавление 221
5.2.2. Неустойчивость боковых частот на "захваченных" электронах 225
5.2.3. Модуляционная неустойчивость .230
5.3. Излучение терагерцевого НЛСЭ на высших гармониках 232
5.3.1. Излучение терагерцевого НЛСЭ на высших гармониках в режиме усиленного спонтанного излучения 233
5.3.2. Лазерная генерация терагерцевого НЛСЭ на третьей гармонике .236
5.4. Измерение оптических параметров и применение синтетических CVD-алмазов 242
5.4.1. Актуальность измерений оптических параметров CVD-алмазов .242
5.4.2. Измерение параметров CVD-алмаза на универсальном газовом лазере 245 5.4.3. Измерение параметров CVD-алмазов на фурье-спектрометре 248
5.4.4. Измерение параметров CVD-алмазов на НЛСЭ .252
5.4.5. Применение CVD-алмазов в оптических системах НЛСЭ .253
5.5. Эксперименты с мощным терагерцевым излучением .258
5.5.1. Терагерцевая лазерная абляция материалов .258
5.5.2. Терагерцевый оптический разряд в газах .260
5.5.3. Друммондов свет высокотемпературных окислов .271
5.5.4. Оптикоакустический эффект в газах .275
5.6. Сверхбыстрая терагерцевая газовая спектроскопия высокого разрешения 277
5.6.1. Свободная оптическая (терагерцевая) индукция молекулярных переходов .280
5.6.2. Метод сверхбыстрой терагерцевой газовой спектроскопии на основе свободной оптической индукции молекулярных переходов .289
Заключение 294
Литература
