pimiПриборы и методы измеренийDevices and Methods of Measurements2220-95062414-0473BNTUpimi-216Research ArticleСредства измеренийMeasuring instrumentsПРИБОР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПАРАМЕТРОВ ТЕРМИЧЕСКОЙ ЛИНЗЫ В ЛАЗЕРНЫХ АКТИВНЫХ ЭЛЕМЕНТАХ МЕТОДОМ ПРОБНОГО ПУЧКАDEVICE FOR MEASURING OF THERMAL LENS PARAMETERS IN LASER ACTIVE ELEMENTS WITH A PROBE BEAM METHODЗахароваА. Н.ZakharovaA. N.kyumashev@bntu.byЛойкоП. А.LoikoP. A.kyumashev@bntu.byМаляревичА. М.MalyarevichA. M.kyumashev@bntu.byЮмашевК. В.YumashevK. V.

Адрес для переписки: Юмашев К.В.  Белорусский национальный технический университет, пр. Независимости, 65, 220013, г. Минск, Беларусь e-mail: kyumashev@bntu.by

Address for correspondence: Yumashev K.V. Belarusian National Technical University, Nezavisimosty Ave., 65, 220013, Minsk, Belarus e-mail: kyumashev@bntu.by

kyumashev@bntu.byБелорусский национальный технический университетБеларусьBelarusian National Technical UniversityBelarus20150912201562127138Copyright © Захарова А.Н., Лойко П.А., Маляревич А.М., Юмашев К.В., 20152015Захарова А.Н., Лойко П.А., Маляревич А.М., Юмашев К.В.Zakharova A.N., Loiko P.A., Malyarevich A.M., Yumashev K.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://pimi.bntu.by/jour/article/view/216

Разработан прибор, предназначенный для измерения параметров термической линзы (ТЛ) в лазерных активных элементах при продольной диодной накачке. Измерения основаны на методе пробного пучка. Прибор позволяет определять знак и оптическую силу ТЛ в главных меридиональных плоскостях, коэффициент чувствительности к изменению поглощенной мощности накачки и степень астигматизма, коэффициент тепловыделения в лазерном материале, что дает возможность оценивать интегральный вклад фотоупругого эффекта в ТЛ, наведенную в лазерном элементе. Измерения проводятся в линейно поляризованном свете на длине волны 0,53 мкм. Накачка активного элемента осуществляется на длине волны 0,96 мкм, что позволяет исследовать лазерные среды, активированные ионами Yb3+ и (Er3+, Yb3+). Точность определения коэффициента чувствительности ТЛ к мощности накачки – 0,1 м-1/Вт, степени астигматизма ТЛ – 0,2 м-1/Вт, коэффициента тепловыделения – 5 %, вклада фотоупругого эффекта в ТЛ– 0,5 ∙10-6 K-1. С помощью данного прибора проведены исследования ТЛ в лазерном активном элементе на основе кристалла иттриевого ванадата Er3+,Yb3+:YVO .

We have developed a device for measuring of parameters of thermal lens (TL) in laser active elements under longitudinal diode pumping. The measurements are based on the probe beam method. This device allows one to determine sign and optical power of the lens in the principal meridional planes, its sensitivity factor with respect to the absorbed pump power and astigmatism degree, fractional heat loading which make it possible to estimate integral impact of the photoelastic effect to the formation of TL in the laser element. The measurements are performed in a linearly polarized light at the wavelength of 532 nm. Pumping of the laser element is performed at 960 nm that makes it possible to study laser materials doped with Yb3+ and (Er3+, Yb3+) ions. The precision of measurements: for sensitivity factor of TL – 0,1 m-1/W, for astigmatism degree – 0,2 m-1/W, for fractional heat loading – 5 %, for the impact of the photoelastic effect – 0,5 × 10-6 K-1. This device is used for characterization of thermal lens in the laser active element from an yttrium vanadate crystal, Er3+,Yb3+:YVO .

термическая линзалазерные активные элементыпродольная диодная накачкакристалл иттриевого ванадатаthermal lensinglaser active materialslongitudinal diode-pumpingyttrium vanadate crystalГосударственные научно-технические программы, Президент Республики БеларусьBelarusian State Scientific and Technical Program, President of Republic of BelarusReferencesChenais, S. On thermal effects in solid-state lasers: The case of ytterbium-doped materials / S. Chenais [et al.] // Progress in Quant. Electr. – 2006. – Vol. 30. – P. 89–153.Chenais, S. On thermal effects in solid-state lasers: The case of ytterbium-doped materials / S. Chenais [et al.]  // Progress in Quant. Electr. – 2006. – Vol. 30. – P.  89–153.Loiko, P.A. Thermo-optic characterization of Yb:CaGdAlO laser crystal / P. Loiko [et al.] // Opt. Mater. Express. – 2014. – Vol. 4, No. 11. – P. 2241–2249. 4Loiko, P.A. Thermo-optic characterization of Yb:CaGdAlO laser crystal / P. Loiko [et al.] // Opt. Mater. Express. – 2014. – Vol. 4, No. 11. – P. 2241–2249.Willamowski, U. Measuring the absolute absorptance of optical laser components / U. Willamowski, D. Ristau, E. Welsh // Appl. Opt. – 1998. – Vol. 37. – P. 8362–8370.Willamowski, U., Measuring the absolute absorptance of optical laser components / U. Willamowski, D. Ristau, E. Welsh // Appl. Opt. – 1998. – Vol. 37. – P. 8362–8370.Loiko. P.A. Anisotropy of the photo-elastic effect in Nd:KGd(WO 4 ) laser crystals / P.A. Loiko [et al.] // Laser Phys. Lett. – 2014. – Vol. 11. – P. 055002-1–7. 2Loiko. P.A. Anisotropy of the photo-elastic effect in Nd:KGd(WO 4 ) laser crystals / P.A. Loiko [et al.] // Laser Phys. Lett. – 2014. – Vol. 11. – P. 055002-1–7. 2Hodgson, N. Optical resonators: fundamentals, advanced concepts and applications / N. Hodgson, H. Weber // Springer. – 1997.Hodgson, N. Optical resonators: fundamentals, advanced concepts and applications / N. Hodgson, H. Weber  // Springer. – 1997Tolstik, N.A. Spectroscopy, continuous-wave and Q-switched diode-pumped laser operation of Er 3+ ,Yb 3+ :YVO crystal / N.A. Tolstik [et al.] // Appl. Phys. B. – 2006. – Vol. 86, No. 2. – P. 275–278.Tolstik, N.A. Spectroscopy, continuous-wave and Q-switched diode-pumped laser operation of Er 3+ ,Yb 3+ :YVO crystal / N.A. Tolstik [et al.] // Appl. Phys. B. – 2006. – Vol. 86, No. 2. – P. 275–278. 4Loiko, P.A. Dispersion and anisotropy of thermooptic coefficients in tetragonal GdVO 4 and YVO laser host crystals: Errata / P.A. Loiko [et al.] // Appl. Opt. – 2015. – Vol. 54, No. 15. – P. 4820–4822.Loiko, P.A. Dispersion and anisotropy of thermooptic coefficients in tetragonal GdVO 4 and YVO laser host crystals: Errata / P.A. Loiko [et al.] // Appl. Opt. – 2015. – Vol. 54, No. 15. – P. 4820–4822.Yumashev, K.V. Thermal stresses and end-bulging in the laser disc from a tetragonal [100]-cut crystal / K.V. Yumashev, P.A. Loiko // Laser Physics. – 2015. – Vol. 25, No. 1. – P. 015003-1–9.Yumashev, K.V. Thermal stresses and end-bulging in the laser disc from a tetragonal [100]-cut crystal / K.V. Yumashev, P.A. Loiko // Laser Physics. – 2015. – Vol. 25, No. 1. – P. 015003-1–9.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.