pimiПриборы и методы измеренийDevices and Methods of Measurements2220-95062414-0473BNTU10.21122/2220-9506-2016-7-1-24-31pimi-237Research ArticleСредства измеренийMeasuring instrumentsПРИБОР ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ВРЕМЕНИ РЕЛАКСАЦИИ ПРОСВЕТЛЕННОГО СОСТОЯНИЯ ОПТИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ МЕТОДОМ «ВОЗБУЖДЕНИЕ-ЗОНДИРОВАНИЕ» В СУБМИКРОСЕКУНДНОМ ДИАПАЗОНЕDEVICE FOR MEASURMENT OF RELAXATION TIME OF THE BLEACHED STATE OF OPTICAL MATERIALS BY THE «PUMP-PROBE» METHOD IN SUB-ΜS TIME DOMAINГлазуновИ. В.GlazunovI. V.malyar@bntu.byСкопцовН. А.SkoptsovN. A.malyar@bntu.byМаляревичА. М.MalyarevichA. M.

Адрес для переписки: Маляревич А.М. Белорусский национальный технический университет, пр. Независимости, 65, 220013, г. Минск, Беларусь e-mail: malyar@bntu.by

Address for correspondence: Malyarevich A.M. Belarusian National Technical University, Nezavisimosty Ave., 65, 220013, Minsk, Belarus e-mail: malyar@bntu.by

malyar@bntu.byЮмашевК. В.YumashevK. V.malyar@bntu.byЛойкоП. А.LoikoP. A.malyar@bntu.byBelarusian National Technical UniversityBelarusБелорусский национальный технический университетБеларусьBelarusian National Technical UniversityBelarusКоролевский технологический институт, ШистаШвецияKTH – Royal Institute of Technology, SE-16440 KistaSweden201606062016712431Copyright © Глазунов И.В., Скопцов Н.А., Маляревич А.М., Юмашев К.В., Лойко П.А., 20162016Глазунов И.В., Скопцов Н.А., Маляревич А.М., Юмашев К.В., Лойко П.А.Glazunov I.V., Skoptsov N.A., Malyarevich A.M., Yumashev K.V., Loiko P.A.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/237

Применение пассивных затворов для управления длительностью импульсов оптического излучения является актуальной задачей в миниатюрных и микрочип лазерах. Одной из ключевых спектроскопических характеристик, определяющих свойства материала, который может быть использован в качестве пассивного затвора, является время релаксации его просветленного состояния. В статье описан прибор для измерения времени релаксации просветленного состояния оптических материалов методом «возбуждение-зондирование» в субмикросекундном временном диапазоне. Представлены его структура и характеристики. Прибор позволяет измерять времена релаксации просветления у материалов, поглощающих на длине волны 1,5 мкм, т.е., в частности, у сред, легированных ионами кобальта Co2+. Приведены результаты тестовых испытаний прибора, а также измерено время релаксации просветленного состояния нового материала – ситалла с кристаллической фазой Co2+:Ga2 O3 – оно составило 190 ± 6 нс. 

The use of passive shutters to control the duration of the light pulses is an important aspect in the miniature and microchip lasers. One of the key spectroscopic characteristics which determine the properties of the material, which can be used as a passive shutter is relaxation time of its bleached state.We describe a device for determination of relaxation time of the bleached state in optical materials by the «pump-probe» method in the sub-μs time domain. This device allows one to determine relaxation times for materials which absorb at the light wavelength of 1.5 μm, e.g., materials doped with cobalt ions Co2+. The results of test examinations of the device are described, and the relaxation time of the bleached state of Co2+ ions is measured for a novel material – transparent glass-ceramics with Co2+:Ga2 O3 nanophase – amounting to 190 ± 6 ns. 

время релаксации просветленного состоянияметод «возбуждение-зондирование»ионы кобальтаситаллоксид галлияrelaxation time of the bleached state«pump-probe» methodcobalt ionsglass-ceramicsgallium oxideReferencesПилипович, В.А. Оптические квантовые генераторы с просветляющимися фильтрами / В.А. Пилипович, А.А. Ковалев. – Минск : Наука и техника, 1975.Pilipovich V.А., Kovalev А.А. Optycheskhiye kvantovye generatory s prosvetlyayuschimisya fil’trami [Optical quantum generators with bleached filters], Minsk, Nauka i Tekhnika Publ., 1975 (in Russian).Маляревич, А.М. Твердотельные просветляющиеся среды / А.М. Маляревич, К.В. Юмашев. – Минск : Изд. БНТУ, 2008. – 204 с.Malyarevich А.М., Yumashev К.V. Tverdotel’nye prosvetlyayuschiyesya sredy [Solid-state bleachable media]. Minsk, BNTU Publ., 2008, 204 p. (in Russian).Сверхкороткие световые импульсы / под ред. С. Шапиро, пер. с англ. – М. : Мир, 1981. – 456 с.Sverkhkorotkie svetovye impulsy [Ultrashort Light Pulses. Picosecond Techniques and Applications]. Edited by S.L. Shapiro. Springer-Verlag Berlin Heidelberg GmbH 1977, 386 p.Denker, B. The efficient saturable absorber for 1.54 μm Er:glass lasers / B. Denker [et al.] // Advanced Solid State Lasers, Seattle, USA, January 1999. M.M. Fejer [et al.], Eds. – OSA TOPS Proceedings. – 1999. – Vol. 26. – P. 618–620.Denker B., Galagan B., Godovikova E., Meilman M., Osiko V., Sverchkov S., Kertesz I. The efficient saturable absorber for 1.54 μm Er:glass lasers. Advanced Solid State Lasers, Seattle, USA, January 1999. M.M. Fejer, Ed. OSA TOPS Proceedings, 1999, vol. 26, pp. 618–620.Yumashev, K.V. Nonlinear absorption properties of Co2+:MgAl2 O4 crystal / K.V. Yumashev [et al.] // Applied Physics B. – 2000. – Vol. 70, no. 2. – P. 179–184.Yumashev K.V., Denisov I.A., Posnov N.N., Prokoshin P.V., Mikhailov V.P. Nonlinear absorption properties of Co2+:MgAl2 O4 crystal. Applied Physics B., 2000, vol. 70, no. 2, pp. 179–184.Loiko, P.A. Glass-ceramics with γ-Ga2 O3 :Co2+ nanocrystals: Saturable absorber for 1.5–1.7 μm Er lasers / P.A. Loiko [et al.] // Laser Physics Letters. – 2015. – Vol. 12. – P. 035803-1–5.Loiko P.A., Skoptsov N.A., Yumashev K.V., Glazunov I.V., Malyarevich A.M., Dymshits O.S., Zhilin A.A., Alekseeva I.P., Zapalova S.S., Vitkin V.V., Kharitonov A.A. Glass-ceramics with γ-Ga2 O3 :Co2+ nanocrystals: Saturable absorber for 1.5–1.7 μm Er lasers. Laser Physics Letters, 2015, vol. 12, pp. 035803-1–5.Yumashev, K.V. Excited state absorption and passive Q-switch performance of Co2+ doped oxide crystals / K.V. Yumashev [et al.] // Journal of Alloys and Compounds. – 2002. – Vol. 341, no. 1. – P. 366–70.Yumashev K.V., Denisov I.A, Posnov N.N, Kuleshov N.V., Moncorge R. Excited state absorption and passive Q-switch performance of Co2+ doped oxide crystals. Journal of Alloys and Compounds, 2002, vol. 341, no.  1, pp. 366–70.Duan, X.L. Synthesis and optical properties of transparent ZnO–Ga2 O3 –SiO2 glass-ceramics embedded with cobalt-doped nanocrystals / X.L. Duan [et al.] // Nanotechnology. – 2007. – Vol. 18, no. 17. – P. 175609.Duan X.L., Yuan D.R., Cheng X.F., Yu F.P., Liu Z.Q., Zhang X.Q. Synthesis and optical properties of transparent ZnO– Ga2 O3 –SiO2 glass-ceramics embedded with cobalt-doped nanocrystals. Nanotechnology, 2007, vol. 18, no. 17, pp. 175609.Malyarevich, A.M. Optical absorption and luminescence study of cobalt-doped magnesium aluminosilicate glass-ceramics / A.M. Malyarevich, I.A. Denisov, K.V. Yumashev, O.S. Dymshits, A.A. Zhilin // Journal of the Optical Society of America B. – 2002. – Vol. 19, no. 8. – P. 1815–1821.Malyarevich A.M., Denisov I.A., Yumashev  K.V., Dymshits O.S., Zhilin A.A. Optical absorption and luminescence study of cobalt-doped magnesium aluminosilicate glass-ceramics. Journal of the Optical Society of America B., 2002, vol. 19, no. 8, pp. 1815–1821.Denisov, I.A. Linear and nonlinear optical properties of cobalt-doped zinc aluminum glass ceramics / I.A. Denisov [et al.] // Journal of Applied Physics. – 2003. – Vol. 93. – P. 3827–3831.Denisov I.A., Volk Yu.V., Malyarevich A.M., Yumashev K.V., Dymshits O.S., Zhilin A.A., Kung Uk, Lee Kyeong-Hee. Linear and nonlinear optical properties of cobalt-doped zinc aluminum glass ceramics. Journal of Applied Physics, 2003, vol. 93, pp. 3827–3831.Скопцов, Н.А. Новая просветляющаяся среда на основе стеклокерамики с нанокристаллами Co2+:ZnO для инфракрасных лазеров / Н.А. Скопцов [и др.] // Матер. 7-й межд. научно-техн. конф. «Приборостроение–2014» (19–21 ноября 2014 г.). – Минск : Изд. БНТУ, 2014. – С. 381–382.Skoptsov N.А., Glazunov I.V., Мalyarevich  А.М., Yumashev К.V., Dymshits О.S., Zhilin А.А., Аlekseeva I.P., Shemchyk D.V. [Novel bleachable medium based on glass-ceramics with Co2+:ZnO nanocrystals for near-IR lasers]. Proceedings of 7th Intl. Scientific and Technical Conf. «Instrumentation Engineering–2014» (19–21 November 2014). Minsk, BNTU Publ., 2014, pp.  381–382 [in Russian].Глазунов, И.В. Cпектроскопические свойства ситаллов, содержащих нанокристаллы Сo2+:Zn2 SiO4 / И.В. Глазунов [и др.] // Матер. 8-й Межд. научнотехн. конф. «Приборостроение–2015» (25–27 ноября 2015 г.). – Минск : Изд. БНТУ, 2015. – Т. 2. – С. 43–45.Glazunov I.V., Skoptsov N.А., Мalyarevich А.М., Yumashev К.V., Dymshits О.S., Zhilin  А.А., Аlekseeva I.P., Shemchyk D.V. [Spectroscopic properties of glass-ceramics containing Сo2+:Zn2 SiO4 nanocrystals] Proceedings of 8th Intl. Scientific and Technical Conf. «Instrumentation Engineering–2015» (25–27 November 2015). Minsk, BNTU Publ., 2015, vol. 2, pp. 43–45 (in Russian)

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