(47-3) 06 * << * >> * Русский * English * Содержание * Все выпуски

Формирование пучков в аподизаторе с квадратной зубчатой диафрагмой
И.М. Сизова 1

1 Физический институт им. П.Н. Лебедева РАН, 119991, Россия, г. Москва, Ленинский пр., д. 53

 PDF, 1159 kB

DOI: 10.18287/2412-6179-CO-1219

Страницы: 381-391.

Аннотация:
Теоретически исследована трансформация профиля однородного монохроматического пучка с плоским фазовым фронтом после прохождения квадратного аподизатора, состоящего из зубчатой диафрагмы и пространственного фильтра, и при распространении за ним. Показаны основные отличия от случая круглой геометрии аподизатора. Рассмотрены роли формы углов квадратной зубчатой диафрагмы, фазы при дифракции Френеля, формы зубцов диафрагмы и отношения ширины зубцов к их высоте.

Ключевые слова:
дифракция, дифракционная оптика, компьютерная оптика, апертуры, аподизация.

Цитирование:
Сизова, И.М. Формирование пучков в аподизаторе с квадратной зубчатой диафрагмой / И.М. Сизова // Компьютерная оптика. – 2023. – Т. 47, № 3. – С. 381-391. – DOI: 10.18287/2412-6179-CO-1219.

Citation:
Sizova IM. Laser beam shaping in an apodizer with a rectangular serrated aperture. Computer Optics 2023; 47(3): 381-391. DOI: 10.18287/2412-6179-CO-1219.

References:
  1. Auerbach JM, Karpenko VP. Serrated-apertures apodizers for high-energy laser systems. Appl Opt 1994; 33(15): 3179-3183. DOI: 10.1364/AO.33.003179.
  2. Vinokurov GN, Gorbunov VA, Pavlov AV, Yashin VE, Serebryakov VA. Investigation of apodized apertures for elimination of self-focusing of smal scale perturbations in nonlinear media. In Book: Proc VIII USSR Conf on Coherence and Nonlinear Optics. Vol 2. Tbilisi: "Metsniereva" Publisher; 1976: 239.
  3. Alekseev VN, Jilin AN, Starikov AD, Chernov VN. Formation of a spatial profile of a beam in a laser amplifier by a system comprising a hard aperture and a spatial filter. Quantum Electron 1980; 10(9): 1186-1188. DOI: 10.1070/QE1980v010n09ABEH010738.
  4. Bel'kov SA, Voronich IN, Garanin SG, Zimalin BG, Rukavishnikov NN, Savkin AV, Sharov OA. Study of the apodization of a laser beam by serrated aperture stops for high-power installations of laser thermonuclear synthesis. J Opt Technol 2015; 82(6): 330-338. DOI: 10.1364/JOT.82.000330.
  5. Bel'kov SA, Voronich IN, Garanin SG, Zimalin BG. Toothed apodizing stops with high radiation strength. J Opt Technol 2016; 83(2): 113-118. DOI: 10.1364/JOT.83.000113.
  6. Epatko IV, Malutin AA, Serov RV, Solovyev DA, Chulkin AD. New algorithm for numerical simulation of the propagation of laser radiation. Quantum Electron 1998; 28(8): 697-702. DOI: 10.1070/QE1998v028n08ABEH001307.
  7. Sizova IM, Moskalev TYu, Mikheev LD. Laser beam shaping with circular serrated apertures. I. Spatial filtering. Appl Opt 2019; 58(18): 4905-4909. DOI: 10.1364/AO.58.004905.
  8. Sizova IM, Moskalev TYu, Mikheev LD. Laser beam shaping with circular serrated apertures. II. Theory of the beam profile formation. Appl Opt 2019; 58(18): 4910-4917. DOI: 10.1364/AO.58.004910.
  9. Aristov AI, Grudtsyn YaV, Zubarev IG, Ivanov NG, Konyashchenko AV, Krokhin ON, Losev VF, Mavritskiy AO, Mamaev SB, Mesyats GA, Mikheev LD, Panchenko YuN, Rastvortseva AA, Ratakhin NA, Sentis ML, Starodub AN, Tenyakov SYu, Utéza OP, Tcheremiskine VI, Yalovoi VI. Hybrid femtosecond laser system based on a photochemical XeF(C-A) amplifier with an aperture of 12 sm [In Russian]. Atmospheric and Oceanic Optics 2009; 22(11): 1029-1034.
  10. Mikheev LD, Tcheremiskine VI, Uteza OP, Sentis ML. Photochemical gas lasers and hybrid (solid/gas) blue-green femtosecond systems. Prog Quantum Electron 2012; 36: 98-142. DOI: 10.1016/j.pquantelec.2012.03.004
  11. Alekseev SB, Aristov AI, Grudtsyn YaV, Ivanov NG, Kovalchuk BM, Losev VF, Mamaev SB, Mesyats GA, Mikheev LD, Panchenko YuN, Polivin AV, Stepanov SG, Ratakhin NA, Yalovoi VI, Yastremskii AG. Visible-range hybrid femtosecond systems based on a XeF(C–A) amplifier: state of the art and prospects. Quantum Electron 2013; 43(3): 190-200. DOI: 10.1070/QE2013v043n03ABEH015096.
  12. Mikheev LD, Losev VF. Multiterawatt hybrid (solid/gas) femtosecond systems in the visible. In Book: Viskup R, ed. High energy and short pulse lasers. IntechOpen; 2016: 131-161. DOI: 10.5772/63972.
  13. Alekseev SB, Ivanov NG, Losev VF Mesyats GA, Mikheev LD, Ratakhin NA, Panchenko YuN. Attainment of a 40 TW peak output power with a visible-range hybrid femtosecond laser system. Quantum Electron 2019; 49(10): 901-904. DOI: 10.1070/QEL17050.
  14. Sizova IM, Moskalev TYu, Stavrovskii DB. Correction of shape distortions in laser beams apodized with circular serrated apertures. Appl Opt 2021; 60(16): 4861-4870. DOI: 10.1364/AO.423334.
  15. Sizova IM, Stavrovskii DB. Limits of the correction ring applicability in an apodizer with a circular serrated aperture. Computer Optics 2022; 46(3): 395-405. DOI: 10.18287/2412-6179-CO-1079.
  16. Vinogradova MB, Rudenko OV, Sukhorukov AP. Wave theory [In Russian]. Moscow: "Nauka" Publisher; 1979. ISBN: 978-5-9710-1558-1.
  17. Van Wonterghem BM, Speck DR, Norman MJ, Wilcox RB, Karpenko VP, Richards JB. Compact and versatile pulse generation and shaping subsystem for high-energy laser systems. Proc SPIE 1993; 1870: 64. DOI: 10.1117/12.154490.
  18. Prudnikov AP, Brychkov YA, Marichev OI. Integrals and series. Volume 1: Elementary Functions. New York: Gordon and Breach; 1998. ISBN: 978-2-88124-089-2.
  19. Korn M, Korn GA. Mathematical handbook: For scientists and engineers. New York: McGraw-Hill Book Company; 1968. ISBN: 978-5-458-25439-7.
  20. Willis HF. LV. A formula for expanding an integral as a series. Philosophical Magazine 1946; 39: 455-459. DOI: 10.1080/14786444808521694.
  21. Gori F. Flattened Gaussian beams. Opt Comm 1994; 107: 335-341. DOI: 10.1016/0003-4018(94)90342-5.
  22. Abramowitz M, Stegun IA, eds. Handbook of mathematical functions: with formulas, graphs, and mathematical tables. New York: Dover Publications; 1965. ISBN: 978-0-486-61272-0.

© 2009, IPSI RAS
Россия, 443001, Самара, ул. Молодогвардейская, 151; электронная почта: journal@computeroptics.ru; тел: +7 (846) 242-41-24 (ответственный секретарь), +7 (846) 332-56-22 (технический редактор), факс: +7 (846) 332-56-20