Перегляд за автором "Herasymov, S. S."

Зараз показано 1 - 2 з 2
  • Зображення мініатюри
    Публікація
    Design and Optimal Parameters of a Small-sized Diode-Pumped Nd:YAG Laser Setup
    (2023) Machekhin, Yu. P.; Herasymov, S. S.; Hnatenko, O. S.
    Дана стаття присвячена моделюванню, проектуванню та подальшій розробці практичної установки малогабаритного твердотільного лазера з середовищем посилення Nd:YAG та діодною накачкою. Твердотільні лазери існують близько 50 років і зазнали як позитивних, так і негативних аспектів під час своєї еволюції. Тим не менш, вони завжди займали важливе місце в багатьох галузях промисловості, наукових дослідженнях і повсякденній діяльності. На сьогоднішній день, такі пристрої широко використовуються та розвиваються в локації, виробництві, медицині та військовій техніці. Тому розробка та оптимізація їх структури залишається актуальною та важливою проблемою. Виявлено основні параметри компонентів компактного Nd:YAG лазера з діодною накачкою, які можуть бути реалізовані в конструкції далекоміра. Основні результати роботи. Розроблено та промодельовано Nd:YAG лазер з габаритними розмірами 350 x 25 x 25 мм; розміри лазерної активної головки 110 x 25 x 25 мм. Діодна накачка являє собою матрицю з шести діодів потужністю 90 Вт кожен, які працюють в імпульсному режимі тривалістю 250 нс. Резонатор складається з двох дзеркал, з коефіцієнтом відбиття на виході від 0,66 до 0,74. Активний елемент має довжину 72 мм. З такими параметрами лазера перший гігантський імпульс після початку накачування був досягнутий за 59 мкс, вихідна енергія 25 мДж і ефективність лазерної системи 22 %. Додатково генерувалися наступні імпульси випромінювання з інтервалом часу 4 мкс. Отримані в роботі результати дозволяють створити твердотільний лазер з діодною накачкою з енергією випромінювання на виході до 25 мДж і компактними розмірами резонатора близько 80 x 25 x 25 мм. This paper is dedicated to the modeling, design, and consequent construction of the practical setup of the small-size solid-state laser with Nd:YAG gain medium and the diode pumping. Solid-state lasers have been in existence for around 50 years and have experienced both positive and negative aspects during their evolution. Nevertheless, they have always held an essential position in numerous industries, scientific endeavors, and everyday activities. Nowadays, such devices are widely used and developed in location, manufacturing, medicine, and of course in military. Hence, the development and optimization of their structure remain a pertinent and important issue. The research reveals the basic component parameters for a compact Nd:YAG laser with diode pump, which can be implemented in the construction of range-finder. The main results of the work. Nd:YAG laser with overall dimensions of 350 x 25 x 25 mm was developed and modeled; the dimensions of the laser active head are 110 x25 x 25 mm. Diode pumping is a matrix of six diodes with a power of 90 W each, which operate in a pulse mode with a duration of 250 ns. The resonator consists of two mirrors, with an output reflectance from 0.66 to 0.74. The active element is 72 mm long. With these laser parameters, the first giant pulse after the start of pumping was achieved at 59 µs, an output energy of 25 mJ, and a laser system efficiency of 22 %. Additionally, the following radiation pulses were generated with a time interval of 4 µs. The results obtained in this work make it possible to create a diode-pumped solid-state laser with an output radiation energy of up to 25 mJ and have compact cavity dimensions of about 80 x 25 x 25 mm.
  • Зображення мініатюри
    Публікація
    Threshold Conditions for 1-D Model of Laser with Partial Active Region
    (Sumy State University, 2024) Herasymov, S. S.; Hnatenko, O. S.; Dukhopelnykov, S. V.; Herasymova, D. O.
    У роботі розглянуто порогові умови для шаруватої плоскопаралельної моделі лазера, що складається з резонатора, заповненого підсилювальним матеріалом. Моди генерації можна розглядати як природні моди з чисто реальними частотами, іншими словами, як розв’язки рівнянь Максвелла без джерела випромінювання. Щоб дослідити частоти випромінювання, характерні для мод, і значення порогового індексу посилення, ми застосовуємо підхід лазерної задачі на власні значення. Використовуючи цей підхід, ми шукаємо згадані значення як компоненти двокомпонентних власних значень конкретної гармонійної у часі електромагнітної граничної задачі, де активна область представлена та характеризується уявною частиною показника заломлення матеріалу підсилення. Отримані результати пояснюють вплив вибору матеріалу посилення. Крім того, було отримано наближений вираз для підсилення на нормовану довжину хвилі для порогових мод і показано узгодження з траєкторіями мод генерації для відносної товщини активної області, що змінюється. Цей аналіз може бути корисним для оптимізації продуктивності лазера завдяки досягненню нижчого порогу, що веде до більшої вихідної потужності, і що є вирішальним, наприклад, для промислового та військового застосування лазерних пристроїв. The threshold conditions for a layered plane-parallel laser model consisting of a cavity filled with a gain material are considered in this work. The lasing modes can be viewed as natural modes with purely real-valued frequencies, in other words, the solutions of the source-free Maxwell equations. To investigate the mode-specific emission frequencies and the threshold gain index values, we apply the Lasing Eigenvalue Problem approach. By using this approach, we look for the mentioned values as the components of twocomponent eigenvalues of a specific time-harmonic electromagnetic boundary problem where the active region is presented and characterized by an imaginary part of the gain material refractive index. The obtained results clarify the effect of the gain material choice. Besides, the approximate expression for the gain per the normalized wavelength for the on-threshold modes was obtained and showed agreement with lasing mode trajectories for varying relative active region thickness. This analysis can be useful in the optimization of the laser performance due to achieving of lower threshold leading to larger output power which is crucial for e.g. industrial and military laser device applications.