Отдел импульсных лазеров с высокой средней мощностью (350)

Цели, задачи и направления научного исследования:

1. Диагностика новых материалов:

• Исследования характеристик (фотоупругих, термооптических, лазерных, магнитооптических, спектральных и др.) новых оптических материалов (керамик, кристаллов, стёкол, новых групп симметрии кристаллов; ориентированных керамик и т.д.).
• Разработка новых методов определения характеристик и констант новых оптических сред и их экспериментальные измерения.
• Исследования возможностей ослабления паразитных эффектов (охлаждение при помощи элементов Пельтье, жидкого азота; использование различных схем компенсации и композитных оптических элементов и т.д.).

2. Создание на основе новых материалов оптических узлов с уникальными характеристиками:

• квантовые усилители (активные элементы: стержни, диски, слэбы, волокна; накачки: торцевая, боковая, на полном внутреннем отражении; охлаждение: криогенное и т.д.; длины волн видимого, ближнего- и среднего- ИК);
• оптические изоляторы (криогенные, дисковые, вакуумные, для среднего- ИК, широкоапертурные и т.д.) на основе монокристаллических и керамических магнитооптических материалов с высокой константой Верде;
• электрооптические затворы (широкоапертурные, криогенно охлаждаемые);
• нелинейно-оптические преобразователи частоты на основе новых материалов (включая халькогенидные стёкла, композитные периодически ориентированные структуры, и т.д.);
• новые источники лазерного излучения (широкополосные на композитах, на Пельтье с подстройкой длины волны; на керамике с двойным допантом (Nd,Yb): Sc₂O₃ и т.д.); и развитие критических/сопутствующих технологий:
  • изготовление композитных активных и магнитооптических элементов;
  • разработка теплоотводов в зависимости от формы активных и магнитооптических элементов и его организации/способа (композит/сварка: «сендвич» или «кладинг», др. способы);
  • разработка источников постоянных магнитных полей (для оптических изоляторов), импульсных электрических (для электрооптических затворов);
  • исследование механической стойкости покрытий, порога поверхностного и объёмного разрушения, поглощения и т.д.

3. Выполнение исследований для решения научных и технологических задач при создании суб-экзаваттного лазерного комплекса XCELS. В том числе разработка и экспериментальная верификация ключевых элементов стартовой лазерной системы XCELS.

• Исследования параметрического усиления фемтосекундных лазерных импульсов с применением оптически синхронизированной накачки пикосекундной длительности, а также с накачкой чирпированными импульсами.
• Исследования по сверхширокополосному усилению фемтосекундных импульсов, для достижения длительностей импульсов в несколько осцилляций поля.
• Исследования по управлению фазой электромагнитного поля относительно огибающей (CEP-стабилизация).
• Исследования возможностей управления временным профилем импульсов неодимовых усилителей лазеров накачки.

4. Разработка фемто- и аттосекундных лазеров с экстремальными параметрами пиковой мощности и частоты повторения импульсов. Исследования взаимодействия излучения таких лазеров с веществом.

• Исследование подходов создания высокочастотных (десятки и сотни Гц) лазеров накачки с суб-Дж энергией в импульсе.
• Исследования по параметрическому и лазерному усилению фемтосекундного излучения среднего инфракрасного диапазона, а также исследования особенностей стретчирования и компрессии лазерных импульсов в данном спектральном диапазоне.
• Создание мульти-ТВт лазерной системы среднего инфракрасного диапазона с высокой (сотни Гц) частотой повторения лазерных импульсов для исследований по генерации гармоник высокого порядка в твердотельных и газовых мишенях.
• Когерентное сложение оптических импульсов различных спектральных диапазонов для генерации ангармонических одноцикловых лазерных импульсов.