Аннотация:
Изолятор Фарадея является одним из ключевых элементов мощных лазеров, обеспечивая оптическую развязку между задающим генератором и силовым усилителем или между лазером и объектом, на который направляется лазерное излучение, например, интерферометром для детектирования гравитационных волн. Однако поглощение излучения в магнитоактивной среде неизбежно приводит к её нагреву и термонаведённым поляризационным и фазовым искажениям лазерного пучка. Такое самовоздействие ограничивает использование изоляторов Фарадея в лазерах с высокой средней мощностью. Специфика термооптики магнитоактивной среды заключается в том, что паразитные тепловые эффекты появляются не в изотропной среде, а на фоне циркулярного двулучепреломления. Кроме того, даже незначительные искажения поляризации излучения приводят к ухудшению основной характеристики изолятора Фарадея — степени изоляции. Проведён анализ всех искажений лазерного пучка с точки зрения ухудшения параметров изолятора. Определены механизмы и ключевые физические величины, отвечающие за различные виды искажений. Подробно описаны методы компенсации и подавления паразитных тепловых эффектов, систематизированы опубликованные экспериментальные данные. На основе имеющихся достижений обсуждаются направления дальнейших исследований в области термооптики магнитоактивной среды.
Работа выполнена при поддержке мегагрантом 14.B25.31.0024 правительства РФ на базе Института прикладной физики РАН и грантом государственного задания 0035-2014-0016.
Поступила:4 мая 2016 г. Одобрена в печать: 2 марта 2016 г.
Образец цитирования:
Е. А. Хазанов, “Термооптика магнитоактивной среды: изоляторы Фарадея для лазеров с высокой средней мощностью”, УФН, 186:9 (2016), 975–1000; Phys. Usp., 59:9 (2016), 886–909
Дорога к открытию гравитационных волн В. Б. Брагинский, И. А. Биленко, С. П. Вятчанин, М. Л. Городецкий, В. П. Митрофанов, Л. Г. Прохоров, С. Е. Стрыгин, Ф. Я. Халили УФН, 2016, 186:9, 968–974
Ilya Snetkov, Xingxing Jiang, Zheshuai Lin, “Near-zero thermal expansion diamagnetic as a magneto-optical material for Faraday isolators for high power laser radiation”, Scripta Materialia, 255 (2025), 116354
Ilya Snetkov, “Faraday isolator with compensation depolarization caused by Verdet constant temperature dependence”, Appl. Phys. B, 130:5 (2024)
Linjing Yang, Xuan Wang, Chuanfei Yao, Zipeng Xu, Guochuan Ren, Kaihang Li, Pingxue Li, “High-power tunable Raman soliton generation in large core diameter passive fibers via a precise fundamental-mode matching technique”, Opt. Express, 32:3 (2024), 4036
Lixuan Zhang, Aleksey V. Starobor, Dianjun Hu, Xiao Li, Chen Hu, Lexiang Wu, Oleg V. Palashov, Jiang Li, “Highly transparent Tb3Al5O12 ceramics for kilowatt‐level Faraday isolator”, J Am Ceram Soc., 107:6 (2024), 3653
Ilya Snetkov, 2024 International Conference Laser Optics (ICLO), 2024, 69
Johann Gabriel Meyer, Andrea Zablah, Kristaps Kapzems, Nazar Kovalenko, Oleg Pronin, “Multipass Faraday rotators and isolators”, Opt. Express, 32:17 (2024), 29227
И. А. Щербаков, “О некоторых научных результатах, полученных в институтах Отделения физических наук РАН за последние 25 лет”, УФН, 194:12 (2024), 1242–1249; I. A. Shcherbakov, “On some scientific results obtained at institutes of the Physical Sciences Division of the Russian Academy of Sciences over the past 25 years”, Phys. Usp., 67:12 (2024), 1172–1179
A.V. Starobor, E.A. Mironov, O.V. Palashov, “Single-stage Faraday isolator ensuring isolation ratio over 50 dB”, Optik, 295 (2023), 171539
Р. Е. Николаев, В. А. Трифонов, А. А. Павлюк, Е. В. Полякова, И. Ю. Филатова, Н. Г. Наумов, “Исследование растворимости и процесса испарения в системе Tb<sub>2</sub>O<sub>3</sub>–Li<sub>6</sub>Tb(BO<sub>3</sub>)<sub>3</sub>”, Неорганические материалы, 59:3 (2023), 301
Ondřej Slezák, David Vojna, Jan Pilař, Martin Divoký, Ondřej Denk, Martin Hanuš, Petr Navrátil, Martin Smrž, Antonio Lucianetti, Tomáš Mocek, “Faraday isolator for a 100 J/10 Hz pulsed laser”, Opt. Lett., 48:13 (2023), 3471
A. Starobor, E. Mironov, O. Palashov, S. Balabanov, “Thermal lens in magneto-active ZnS, ZnSe and CdSe semiconductor media”, Optical Materials, 138 (2023), 113740
David Vojna, Denis N. Karimov, Anna G. Ivanova, Pavel A. Popov, Hikaru Kumai, Ryo Yasuhara, Ondřej Slezák, Martin Smrž, Tomáš Mocek, “Growth and characterization of the KDy3F10 and Na0.38Dy0.62F2.24 fluoride crystals for the Faraday devices”, Optical Materials, 142 (2023), 114016
E. A. Mironov, I. L. Snetkov, A. V. Starobor, O. V. Palashov, “A perspective on Faraday isolators for advanced lasers”, Applied Physics Letters, 122:10 (2023)
R. E. Nikolaev, V. A. Trifonov, A. A. Pavlyuk, E. V. Polyakova, I. Yu. Filatova, N. G. Naumov, “Solubility and Vaporization in the Tb2O3–Li6Tb(BO3)3 System”, Inorg Mater, 59:3 (2023), 291
Lixuan Zhang, Dianjun Hu, Ilya L. Snetkov, Stanislav Balabanov, Oleg Palashov, Jiang Li, “A review on magneto-optical ceramics for Faraday isolators”, Journal of Advanced Ceramics, 12:5 (2023), 873
I.L. Snetkov, R.D. Blagin, V.S. Shiryaev, E.V. Karaksina, “Magneto-optical and thermo-optical properties of the Ge-Sb-As-S glass”, Optical Materials, 143 (2023), 114277
Vivek Kumar Nautiyal, Pawan Singh, Pranav Upadhyay, Khem B. Thapa, “Theoretical investigation of optical properties and Faraday rotation of one-dimensional periodic structure of magneto-optical material with a defect electro-optical material for the supported Tamm plasmon polaritons”, Indian J Phys, 96:13 (2022), 3941
Ilya Snetkov, Alexey Yakovlev, “Faraday isolator based on crystalline silicon for 2-µm laser radiation”, Opt. Lett., 47:7 (2022), 1895
Anastasiya Ponosova, Daria Ruzhitskaya, Poompong Chaiwongkhot, Vladimir Egorov, Vadim Makarov, Anqi Huang, “Protecting Fiber-Optic Quantum Key Distribution Sources against Light-Injection Attacks”, PRX Quantum, 3:4 (2022)
Цитирование в формате AMSBIB
Обратная связь: