Миниатюрные электронно-оптические камеры для измерения временны́х характеристик оптических импульсов в нано- и пикосекундном диапазонах

Рассмотрена задача исследования временно́ й структуры оптических импульсов в нано- и пикосекундном диапазонах и измерения временны́х характеристик импульсов. Для решения этой задачи созданы средства измерений временны́х характеристик оптических импульсов – миниатюрные электронно-оптические камеры, обладающие пикосекундным временны́м разрешением. Описаны функциональные возможности и примеры применения указанных камер. Рассмотрены принцип их работы, конструкция, характеристики и функции. Описан технологический процесс изготовления времяанализирующих электронно-оптических преобразователей для данных камер, проводимый на уникальном высоковакуумном технологическом комплексе. Рассмотрены функциональные возможности программного обеспечения для управления процессом съёмки, а также для обработки и анализа изображений, полученных с помощью электронно-оптических камер. Приведены метрологические и основные технические характеристики миниатюрных электронно-оптических камер. С применением миниатюрной пикосекундной электронно-оптической камеры исследована временна́ я структура излучения полупроводникового импульсного лазера, определена форма импульсов и измерена их длительность с оценкой погрешности измерений. Показано, что миниатюрные пикосекундные электронно-оптические камеры являются эффективным инструментом контроля параметров излучения нано- и пикосекундных импульсных лазеров в процессе их разработки, наладки, испытаний и применения. Информация о реальной временно́ й форме лазерных импульсов, полученная с помощью электронно-оптических камер, актуальна для разработчиков импульсных лазеров, а также для специалистов в областях лазерных дальнометрии и спектроскопии.

1. Андреев А. Н., Дубовик А. С., Дегтярева В. П., Монастырский М. А., Щелев М. Я. Высокоскоростная фотография и фотоника в исследовании быстропротекающих процессов: учебное пособие для студентов вузов / Под ред. А. М. Прохорова. М.: Логос, 2002. 464 с.

2. Щелев М. Я. Пикосекундная электронно-оптическая диагностика в лазерных исследованиях // Труды ФИАН. 1985. Т. 155. С. 3–145.

3. Бокшанский В. Б., Бондаренко Д. А., Вязовых М. В. Лазерные приборы и методы измерения дальности: учеб. пособие / Под ред. В. Е. Карасика. Москва: Изд-во МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2012. 96 с.

4. Завойский Е. К., Фанченко С. Д. Физические основы электронно-оптической хронографии // Доклады АН СССР. 1956. Т. 108. № 2. С. 218–221.

5. Degtyareva V. P., Belolipetski V. S., Bryukhnevich G. I., Ivanova S. R., Levina G. P., Makushina V. A., Polikarkina N. D., Semichastnova Z. M., Schelev M. Ya., Proceedings of SPIE, 2003, vol. 4948, pp. 281–290. https://doi.org/10.1117/12.516876

6. Ageeva N. V., Andreev S. V., Degtyareva V. P., Greenfi eld D. E., Ivanova S. R., Kaverin A. M., Kulechenkova T. P., Levina G. P., Makushina V. A., Monastyrskiy M. A., Polikarkina N. D., Schelev M. Ya., Semichastnova Z. M., Skaballanovich T. A., Sokolov V. E., Proceedings of SPIE, 2009, vol. 7126, 71261B. https://doi.org/10.1117/12.821666

7. Kinoshita K., Ishihara Y., Ai T., Hino S., Inagaki Y., Mori K., Goto M., Niikura F., Takahashi A., Uchiyama K., Abe S., Proceedings of the 31st International Congress on High-Speed Imaging and Photonics, Osaka, Japan, November 7–10, 2016, Osaka, Osaka University, 2016, pp. 305–310.

8. Lebedev V. B., Demchenko A. A., Krutikov V. N., Feldman G. G., Proceedings of the 31st International Congress on HighSpeed Imaging and Photonics, Osaka, Japan, November 7–10, 2016, Osaka, Osaka University, 2016, pp. 271–276.

9. Канзюба М. В. Метрологическое обеспечение измерений временных характеристик импульсного лазерного излучения в пикосекундном диапазоне // Фотоника. 2019. № 7. С. 670–675. https://doi.org/10.22184/1992-7296.FRos.2019.13.7.670.675

10. Kanzyuba M. V., Lebedev V. B., Feldman G. G., Proceedings of International Conference Laser Optics 2020 (ICLO 2020), St. Petersburg, Russia, November 2–6, 2020, New York, IEEE, 2020, p. 185. https://doi.org/10.1109/ICLO48556.2020.9285478

11. Kanzyuba M. V., Lebedev V. B., Feldman G. G. Pulsed Lasers and Laser Applications (AMPL-2021): Abstracts of XV International Conference, Tomsk, Russia, September 12–17, 2021, Tomsk, STT, 2021, p. 87.