Размещено на http://www.allbest.ru/

НАЦІОНАЛЬНА АКАДЕМІЯ НАУК УКРАЇНИ ІНСТИТУТ ФІЗИКИ

АВТОРЕФЕРАТ

дисертації на здобуття наукового ступеня

кандидата фізико-математичних наук

Новий клас аподизуючих діафрагм на основі забарвлених фотополімерів

01.04.05 - оптика. лазерна фізика

Волянюк Світлана Анатоліївна

Київ - 2002

Дисертацією є рукопис.

Робота виконана в Інституті фізики Національної Академії Наук України

Науковий керівник:

Тихонов Євгеній Олександрович доктор фізико-математичних наук, професор, відділ фотоактивності Інституту фізики НАН України,

Офіційні опоненти:

Первак Юрій Олександрович доктор фізико-математичних наук, професор, Інститут фізики напівпровідників НАН України Борщ Анатолій Олександрович доктор фізико-математичних наук, професор, відділ нелінійної оптики Інституту фізики НАН України

Провідна організація: Радіофізичний факультет Київського національного університету імені Тараса Шевченка

Захист відбудеться 26 вересня 2002 о 14 год. 30 хв. на засіданні спеціалізованої вченої ради Д.26.159.01 Інституту фізики НАН України (адреса: 03650, МПС, Київ-39, Проспект Науки, 46)

З дисертацією можна ознайомитись в науковій бібліотеці Інституту фізики НАН України

Автореферат розісланий " 19 " липня 2002р.

Вчений секретар спеціалізованої вченої ради Іщук В.М.

Загальна характеритика роботи

Актуальність теми. Аподизація - дія над оптичною системою, яка приводить до зміни розподілу інтенсивності в дифракційному зображенні світної точки. Вільна від аберацій оптична система дає зображення точки у вигляді ряду концентричних темних і світлих кілець. Створюючи за допомогою фільтру відповідний розподіл амплітуд і фаз на вході оптичної системи, штучно ослаблюють хвилю на периферійних ділянках, усуваючи одне-два світлих дифракційних кільця найближчі до центру. В спектроскопії аподизація полегшує виявлення сателітів спектральних ліній, в астрономії-розділення подвійних зірок з сильно відмінною видимою яскравістю. В лазерній фізиці аподизацію використовують як метод керування профілем лазерного випромінювання в резонаторах та в підсилювальних системах. Отримання лазерного випромінювання з наперед заданими властивостями, зокрема з наперед заданою просторово-кутовою структурою, - важливе завдання з точки зору використання лазерів в фізиці, в військовій техніці, в медицині. Пристрої, які здійснюють аподизацію лазерного випромінювання називають аподизуючими або "м'якими" діафрагмами (АД). Застосування АД дозволяє боротись з самофокусуванням лазерного пучка, яке при значних інтенсивностях лазерного випромінювання спричинює руйнування оптичних елементів. Використання АД дає можливість керувати профілем та коефіцієнтом заповнення нульової поперечної моди, а отже, кутовою розбіжністю випромінювання імпульсних лазерів. Формування просторового профілю інтенсивності за допомогою АД необхідне також для підвищення ефективності перетворення випромінювання в гармоніки, для підвищення однорідності пучка для ефективного проведення лазерного термозміцнення, лазерного зварювання, різання, розмірної обробки матеріалів. Незважаючи на те, що оптичні властивості АД сприяють вдосконаленню лазерних систем, застосування АД далекі від оптимальних, оскільки більшість з них не задовольняють основним вимогам до елементів такого типу. АД високої оптичної якості з практично оправданим робочим ресурсом повинні мати близький до П - подібного просторовий профіль пропускання (одним з таких є супергаусовий профіль), володіти заданим, як правило високим (>10) (для зовнішньо резонаторного застосування), контрастом пропускання, перевищувати променевою міцністю інтенсивність каналізованого лазерного випромінювання. Селекція випромінювання за допомогою АД в резонаторах імпульсних лазерів з плоскими дзеркалами вивчена недостатньо. Зокрема, не аналізувався детально профіль основної поперечної моди, сформований з участю відомих АД. Відповідно в дисертації розробляється новий клас АД на основі забарвленого поліуретанакрилату (ПУА) та аналізуються властивості АД в аспекті їх застосувань в якості ефективних селекторів лазерного випромінювання.

Мета і задачі дослідження. Подальший розвиток одного з методів керування профілем лазерного випромінювання - внутрішньо резонаторної аподизації є метою дисертаційної роботи.

Об'єкт дослідження - профіль випромінювання імпульсних лазерів з плоскими дзеркалами, сформований з участю нового класу аподизуючих селекторів - АД на основі полімерних технологій.

Предмет дослідження - новий клас аподизуючих діафрагм на основі забарвлених фотополімерів.

Методи дослідження. Запропоновані АД на основі допованого органічними барвниками поліуретанакрилату були виготовлені шляхом фотодеструкції барвника при опроміненні останнього в більш високі в порівнянні з основним електронні стани за допомогою адаптованого методу напівтіні. Змінні параметри схеми опромінення в адаптованому методі напівтіні: відстань від джерела - ультрафіолетової лампи - до амплітудної маски у вигляді круглої діафрагми, відстань від амплітудної маски до допованої плівки ПУА визначеної товщини, діаметр амплітудної маски, час експозиції. В результаті такого опромінення в початково однорідно допованій плівці ПУА виникає "м'яка" діафрагма з градієнтом концентрації барвника по діаметру від центру до країв. З метою визначення експлуатаційних характеристик запропонованих АД досліджувались дифузійні властивості органічних барвників в матриці ПУА за допомогою запропонованого нового оптичного методу - методу просторово залежної абсорбції.

Профілі лазерного випромінювання, генеровані імпульсними лазерами з участю АД, досліджувались за допомогою комп'ютеризованого аналізатора лазерних пучків LBA.3 від фірми SPIRICON, поєднаного з CCD - камерою.

Наукова новизна роботи полягає в тому, що в ній уперше:

Показано, що виготовлення АД з гіпергаусовим профілем пропускання можна здійснити шляхом фотохімічної деструкції барвників в забарвленому ПУА при опроміненні останнього актинічним світлом з застосуванням адаптованого методу напівтіні.

Експериментально виявлено, що введення АД на основі забарвлених фотополімерів приводить до виділення основної поперечної моди з гаусовим амплітудним розподілом поля в резонаторах імпульсних лазерів з плоскими дзеркалами.

Експериментально одержані значення коефіцієнтів взаємодифузії барвників в ПУА при різних початкових умовах за допомогою нової оптичної методики з просторово залежною абсорбцією.

Експериментально отримано зменшення з часом ефективного коефіцієнта дифузії барвників в ПУА та пояснено наявністю пасток для дифузанта.

Практична цінність роботи:

Створено новий клас градієнтних лазерних елементів - АД на основі ПУА, допованого барвниками.

Створені внутрішньо резонаторні АД на основі фотополімерних технологій, суміщені та не суміщені з пасивними модуляторами добротності.

Розроблена нова оптична методика з просторово залежною абсорбцією для вимірювання коефіцієнтів дифузії барвників в оптичних матеріалах, яка базується на вимірюванні просторового розподілу коефіцієнта пропускання з застосуванням відеокамери та відповідного програмного забезпечення. Її особливості в порівнянні з іншими оптичними методами дослідження дифузійних явищ в полімерних системах - в оригінальності створення початкового концентраційного градієнту та в просвічуванні дифузійної

області зразка розширеним лазерним випромінюванням з довжиною хвилі, що попадає в смугу поглинання дифундуючого барвника.

Внесок автора. Автор самостійно проводив експерименти та отримав основні результати, згадані в дисертаційній роботі та разом із співавторами приймав рівноправну участь в інтерпретації експериментально одержаних результатів та формулюванні фізичних моделей явищ, що вивчалися в дисертації.

Апробація роботи. Матеріали дисертаційної роботи доповідались на Міжнародній конференції "Релаксаційно-, нелінійно - та акустично-оптичні процеси; матеріали: вирощування і оптичні властивості" (Луцьк, Україна, 1999), Науково-практичній конференції з міжнародною участю, присвяченій 165-річчю Київського університету ім. Тараса Шевченка та 60-річчю кафедри оптики "Проблеми оптики та її освітнього аспекту на порозі 3-го тисячоліття" (Київ, 1999р), на 1-ій Міжнародній конференції по лазерній оптиці для молодих вчених в рамках 10-ї Міжнародній конференції по лазерній оптиці (Санкт-Петербург, Росія, 2000) (conferred the Best Paper Award), на Міжнародній науковій конференції для молодих вчених (Київ, 2000), на 15-ому Міжнародному семінарі "Спектроскопія молекул і кристалів" (Чернігів, 2001) та на семінарах відділу фотоактивності Інституту фізики НАН України.

Зв'язок роботи з науковими програмами, планами, темами. Дисертаційна робота виконувалась в рамках наукової теми "Оптика голографічних та градієнтних структур в фотополімерах та їх використання в лазерах та системах голографічного розпізнання образів" (№ Держреєстрації 0100V000283), що виконується в Інституту фізики НАНУ та затверджена Президією НАН України.

Публікації. По темі дисертаційної роботи опубліковано 4 роботи в тематичних журналах та 5 в тезах конференцій.

Об'єм роботи. Дисертація викладена на 189 сторінках, має вступ, чотири розділи, висновки, містить 59 малюнків та 3 таблиці, бібліографія містить 275 найменувань.

аподизуючий лазерне випромінювання фотополімер

Основний зміст роботи

У вступі обґрунтована актуальність роботи, її мета та новизна. Проведено перелік опублікованих робіт.

У першому розділі розглянута аподизація лазерного випромінювання як один з методів керування його просторовою структурою, зроблено стислий огляд відомих реалізацій АД та результатів їх застосувань в лазерних установках, зокрема всередині резонаторів, в порівнянні з "жорсткими" селекторами.

Аподизація - слово утворення з грецьких коренів, яке означає "усунення основи". В класичній оптиці це поняття застосовується в задачах дифракції Фраунгофера в якості спеціального вибору функції пропускання або форми зрачка, що приводить до усунення вторинних дифракційних максимумів. Аподизація як один з методів керування просторовою структурою поля лазерних пучків була вперше реалізована в 1974 році В.Р. Костіком та В.С. Джонсоном за допомогою АД на основі фотографічних плівок із змінною ступінню почорніння. В подальшому були розроблені та апробовані в лазерних системах АД на основі діелектричних покрить, скляних оптичних фільтрів, напилених металічних покрить змінної товщини, на основі розчинів барвників, поміщених в кювету з порожниною змінної товщини, комірок Поккельса та Фарадея з неоднорідними електричними та магнітними полями, на основі наведеного поглинання при дії на прозорі матеріали іонізуючої радіації; на основі порушеного повного внутрішнього відбивання, оптичної активності кристалу кварцу, профілювання інверсної населеності по перерізу активних елементів підсилювача.

При використанні лазерів в наукових дослідженнях завжди бажано мати одномодовий режим при високому ККД одночасно з низькою кутовою розбіжністю. Одним з методів ефективного керування профілем лазерного випромінювання для отримання обмежених дифракцією одномодових пучків є внутрішньо резонаторна аподизація, яку можна здійснювати, застосовуючи резонатори з дзеркалами з плавно змінним коефіцієнтом відбивання, з плавно змінною фазою та шляхом введення в резонатори різних типів (в основному використовувались напівконфокальні резонатори) окремих елементів у вигляді оптичних затворів з градієнтом по пропусканню, внутрішньо-

резонаторних голографічних фазових пластинок, елементів на основі фотоокислення рідкоземельної домішки у флюориті, на основі фототермохімічних реакцій в адитивно забарвленому флюориті, на основі фотоперетворень центрів забарвлення безпосередньо в резонаторі під дією власного випромінювання лазера в кристалі LiF₂^-, на основі дифузії металічних іонів в стекла, на основі напилення металічних покрить, аподизаторів на основі використання рідких кристалів. Формування розподілу поля в резонаторах різних типів з застосуванням АД вимагає подальшого ретельного дослідження.

У другому розділі обґрунтований вибір напрямку досліджень, запропонована методика виготовлення нового класу АД на основі фотополімерних технологій з використанням адаптованого методу напівтіні (вперше застосованого для виготовлення АД із змінною ступінню почорніння на основі фотоплівок). Джерелом світла у методі напівтіні служила лампа накалювання з круглою діафрагмою та непрозорим екраном у формі диску. Змінні параметри схеми опромінення - відстань між джерелом і диском, диском та фотографічною плівкою, діаметр джерела та диску, час експозиції фотоплівки. В модифікованому методі напівтіні для допованих барвниками полімерних плівок джерелом світла виступає ультрафіолетова лампа з круглою діафрагмою, які встановлюються на визначеній відстані від поверхні допованої барвником полімерної плівки. Змінними параметрами схеми опромінення в цьому випадку є відстань між лампою і круглою діафрагмою, між діафрагмою і поверхнею полімерної плівки, час експозиції. Зразки являли собою триплекси - полімерні плівки між двома оптичними скляними підкладками. Така конструкція захищає доповану барвником полімерну плівку від атмосферного кисню та механічних пошкоджень. Для формування АД застосовувався набір круглих діафрагм - амплітудних масок діаметром від 1 до 2.2 мм. Доза опромінення допованих різними барвниками зразків змінювалась, оскільки різні барвники мають різну хімічну та фотохімічну стійкість. При формуванні АД важливо підбирати барвник, який характеризується високою темновою стійкістю та стійкістю при опроміненні в основну смугу поглинання одночасно з швидкою фотодеструкцією при опроміненні в ближній УФ області спектру, де розміщені переходи в більш високі електронні стани. Розглядаються оптичні характеристики використовуваних полімерних матриць та барвників-наповнювачів. Переривчаста радикальна полімеризація застосовується як засіб зменшення фотодеструкції барвників в вихідному триплексі.

Описується методика вимірювання профілів пропускання виготовлених АД з використанням аналізатора лазерних пучків з програмним забезпеченням від фірми SPIRICON. Методика дозволяє отримувати АД з супергаусовими профілями пропускання (1) з різними параметрами експоненти.

Методика формування АД дозволяє створювати аподизатори, суміщені та не суміщені з пасивними модуляторами добротності (ПМД). В АД, суміщених з ПМД, поєднані функції двох нелінійних елементів - ПМД та "м'якого" селектора мод. Раніше подібні елементи були запропоновані на основі кристалів LiF з F₂ - центрами забарвлення. Однак реалізація АД на основі допованих барвником плівок ПУА більш проста технологічно при високій променевій міцності та оптичній якості.

Розглянуто новий оптичний метод - просторово залежної абсорбції (ПЗА) - визначення коефіцієнтів дифузії барвників в полімерних плівках та його особливості в порівнянні з іншими оптичними методами дослідження дифузійних явищ в полімерних системах. Коефіцієнти дифузії барвників в ПУА визначались з

метою оцінки дифузійного запливання АД. В методі аналізується розподіл інтенсивності світлового поля, обумовлений пропусканням барвника-дифузанта в ПУА, розглядається декілька перерізів оцифрованого зображення дифузійної границі. В горизонтальному напрямку курсором відмічається перпендикулярний площині Матано переріз. Оцифровані точки зображення в цьому напрямку являють собою пропущену дифузійною областю інтенсивність світлової хвилі . Вертикальним курсором вибирається інтенсивність, пропущена полімером без барвника та знаходиться її середнє значення, де n-кількість оцифрованих пікселів по вертикалі.

Новизна методу ПЗА визначається оригінальністю створення початкової дифузійної границі між забарвленим та незабарвленим ПУА та застосуванням для просвічування дифузійної області розширеного лазерного випромінювання з довжиною хвилі, що попадає в смугу поглинання дифундуючого барвника, причому пропущене зразком світло реєструється CCD - камерою та аналізується за допомогою спеціального програмного забезпечення. Роздільна здатність в ПЗА складає 12 мкм. З метою усунення спеклової структури поля та збільшення точності визначення оптичної густини барвника в зразку використаний метод подвійного розсіювача. Досліджувані зразки представляють собою плівки ПУА (між оптичними підкладками) із сформованим початково різким градієнтом концентрації барвника. Зразки виготовлялись таким чином, щоб можна було промоделювати випадок дифузії барвників в ПУА через лінійну межу в напівнескіченний об'єм. Для чого запропоновано використовувати технологію зведення крапель забарвленого і незабарвленого олігомеру з їх подальшою полімеризацією по радикальному механізму з застосуванням перервної полімеризації для зменшення фотодеструкції барвника усередненою дозою опромінення. Приклад зображення дифузійної границі, що являє собою розподіл інтенсивності світла, пропущеного продифундувавшими в область прозорого ПУА молекулами барвників. Оцифрована інформація про перерізи такого зображення і є основною у визначенні коефіцієнтів дифузії в методі ПЗА.

Третій розділ присвячений розгляду особливостей взаємодифузії лазерних барвників в плівках ПУА як одного з факторів, які визначають експлуатаційні характеристики АД. Значення коефіцієнтів взаємодифузії ряду органічних барвників в ПУА, обчислені за допомогою методу Больцмана-Матано на основі експериментальних даних, отриманих за допомогою методу ПЗА, мають порядок 10^-10 ~ 10^-13 см²/с в залежності від барвника та інших умов (температури, концентрації, товщини плівок). Знайдена інтерпретація залежностей коефіцієнтів дифузії барвників від координати в напрямку, перпендикулярному площині Матано. Експериментально показано, що коефіцієнт дифузії органічних барвників зменшується із зростанням їх концентрації в матриці ПУА та пояснено впливом парних взаємодій між молекулами барвника, що підтверджується падінням квантового виходу флуоресценції із зростанням їх концентрації.

Вперше експериментально виявлено, що ефективний коефіцієнт взаємодифузії органічних барвників в ПУА зменшується з часом за степеневим законом, що пояснено наявністю пасток для дифузанта.

Виміряні температурні залежності коефіцієнтів взаємодифузії органічних барвників в ПУА виявились з достатньою точністю Ареніусовими та дозволили зробити вибір між альтернативними механізмами дифузії в рамках молекулярно-кінетичних уявлень, - активаційним стрибковим та внаслідок зміни вільного об'єму, - на користь першого.

Експериментально виявлені залежності ефективного коефіцієнту взаємодифузії органічних барвників в плівках ПУА від їх товщини пояснені впливом пасток для дифузанта, присутніх в при поверхневому шарі полімеру біля поверхонь підкладок.

Порівняльна характеристика коефіцієнтів дифузії різних органічних барвників в ПУА при кімнатній температурі показує, що іонні барвники дифундують повільніше, ніж нейтральні, що можна пояснити суттєвою відмінністю сольватних оболонок барвників такого типу в матриці ПУА.

Проведені дослідження впливу на взаємодифузію барвників в ПУА їх початкової концентрації, зарядового стану, молекулярної ваги, товщини плівок ПУА, температури, багаторівневих енергетичних пасток для дифузанта показують, що з врахуванням взаємодифузії барвників створені градієнтні дифракційні структури на основі допованих плівок ПУА - аподизуючі діафрагми - будуть характеризуватись часом життя () біля року та більше. Наприклад, в сформованій АД на основі допованої BDN плівки ПУА (товщиною 520мкм з початковою концентрацією барвника С₀=5·10^-4 моль/л при температурі Т=291К) 20% від 0.1см - (0.02см) запливе за 2.5 роки, 10% від 0.1см - (0.01см) - за 1.25 року, 20% від 0.2см - (0.04см) - за 10, 10% від 0.2см- (0.02см) - за 5 років.

Четвертий розділ присвячений особливостям формування профілю генерованого випромінювання в резонаторах імпульсних лазерів з плоскими дзеркалами з участю АД на основі забарвлених фотополімерів. Проведено порівняльну характеристику методів селекції мод в резонаторах імпульсних лазерів з плоскими дзеркалами та просторових профілів розподілу поля в основній поперечній моді для різних типів ідеальних резонаторів. Здійснене експериментальне дослідження впливу "жорстких" та "м'яких" діафрагм на профіль генерованого випромінювання при використанні їх в якості селекторів мод в лазерах ІАГ: Nd³⁺ (рис.3) та на рубіні (рис.4.) з плоскими дзеркалами. На рис.4 представлений профіль одномодового лазерного випромінювання, отриманий при використанні АД в плоскому резонаторі рубінового лазера. При використанні "жорстких" діафрагм профіль нульової поперечної моди відрізняється від гаусового та із зростанням числа Френеля таке відхилення збільшується. Застосування АД в плоских резонаторах лазерів ІАГ: Nd³⁺ та на рубіні приводить до селекції основної поперечної моди з гаусовим профілем інтенсивності. АД, розроблені на основі допованого барвником ПУА, з числами Френеля більшими за одиницю, селектують нульову поперечну моду з більшою енергетикою, ніж "жорсткі" селектори з числами Френеля?1.

Основними перевагами розроблених АД є різноманітні профілі та розміри поперечного перерізу, висока (до 1ГВт/см^2, 10Дж/cм² при _имп=10 нс) променева міцність, застосовність в широкому спектральному діапазоні 0.4-1.5мкм, можливість створення профілю АД некогерентним світлом, що більш просто з технологічної точки зору, ніж використання голографічних, радіаційно-стимульованих, електро-оптичних методик, стабільність в нормальних умовах, простота виготовлення та експлуатації, можливість виготовлення АД з різними профілями та контрастом.

Висновки

Показано, що виготовлення АД з гіпергаусовим профілем пропускання можна здійснити шляхом фотохімічної деструкції барвників в забарвленому ПУА при опроміненні останнього актинічним світлом з застосуванням адаптованого методу напівтіні. Створено новий клас АД - градієнтні лазерні елементи на основі допованого органічними барвниками ПУА (внутрішньо резонаторні АД суміщені та не суміщені з ПМД)

Експериментально виявлено, що введення АД на основі допованого ПУА приводить до виділення основної поперечної моди з гаусовим амплітудним розподілом поля в резонаторах імпульсних лазерів з плоскими дзеркалами.

Визначені коефіцієнти взаємодифузії барвників в ПУА за допомогою нової оптичної методики ПЗА. Особливості методики з просторово залежною абсорбцією - в оригінальності створення початкової дифузійної границі між забарвленим і не забарвленим полімером та в застосуванні для просвічування зразків розширеного лазерного випромінюванням з довжиною хвилі, що попадає в смугу поглинання дифундуючого барвника, та в застосуванні CCD - камери та комп'ютеризованого аналізатора лазерних пучків.

Експериментально отримано зменшення з часом ефективного коефіцієнта взаємодифузії органічних барвників в ПУА та пояснено наявністю пасток для дифузанта.

Результати дисертації опубліковані в роботах

1. Волянюк С.А., Безродный В.И., Тихонов Е.А. Определение коэффициентов диффузии красителей в полимерных средах абсорбционным методом с высоким пространственным разрешением // ЖПС. - 2000. - т.67, №4. - С.: 457-460.

2. Волянюк С.А., Тихонов Є.О. Визначення коефіцієнта дифузії феноленона-160 в поліуретанакрилаті абсорбційним методом. // Журнал Волинського державного університету ім. Лесі Українки. Фізичні науки. - 1999. - 14. - С.: 39-44

3. Волянюк С.А., Безродный В.И., Тихонов Е.А. Новый класс оптических аподизирующих диафрагм на основе окрашенных полимеров. // КЭ. (М) - 2001. - т.31, №5. - С.: 456-460.

4. Волянюк С.А., Безродний В.І., Тихонов Є.О. Особливості дифузії барвників в плівках еластомеру. // УФЖ. - 2001. - т.46, №8. - С.: 899-906.

та тезах конференцій

^{1. *}Волянюк С.А., Безродний В.І., Тихонов Є.О. Дослідження дифузії барвників в еластичних полімерах. // Міжнародна конференція "Релаксаційно-, нелінійно - та акустичнооптичні процеси; матеріали: вирощування і оптичні властивості" - Луцьк (Україна). - 1999р

2. *Волянюк С.А., Безродный В.І., Тихонов Є.О. Оптичний метод визначення коефіцієнтів дифузії барвників в полімерних матрицях // Науково-практична конференція з міжнародною участю, присвячена 165-річчю київського університету та 60-річчю кафедри оптики "Проблеми оптики та її освітнього аспекту на порозі 3-го тисячоліття" - Київ (Україна). - 1999.

3. *Volyanyuk S.А. Apodizing diaphragms based on dyed polymer for solid state lasers // The First International Conference on Laser Optics for Young Scientists (LO-YS'2000), X Conference on Laser Optics (LO'2000) - Saint-Petersburg (Russia). - 2000

4. *Волянюк С. A., Безродний В.И., Тихонов Е.А. Аподизирующие селекторы одномодового излучения для импульсных лазеров YAG: Nd³⁺. "The International Young Scientist Conference (SPO2000) " - Kyiv (Ukraine). - 2000.

5. *Volyanyuk S. A., Tikhonov E. A. The dyes diffusion investigation in the elastic polymer films. "XV international School-Seminar Spectroscopy of molecules and crystals" - Chernigov (Ukraine). - 2001.

Анотація

Волянюк С.А. Новий клас аподизуючих діафрагм на основі забарвлених фотополімерів. - Рукопис.

Дисертація на здобуття наукового ступеня кандидата фізико-математичних наук за спеціальністю 01.04.05 - оптика, лазерна фізика. - Інститут фізики НАН України, Київ 2002.

Аподизація лазерного випромінювання - один з ефективних методів керування просторовою структурою лазерних пучків. В межах дисертаційної роботи з метою підвищення якості профілю випромінювання імпульсних лазерів створено новий клас аподизуючих діафрагм на основі забарвленого органічними барвниками ПУА (внутрішньо резонаторні АД, суміщені і не суміщені з ПМД) з гіпергаусовим профілем пропускання шляхом фотохімічної деструкції барвників в допованому ПУА при опроміненні останнього актинічним світлом з застосуванням адаптованого методу напівтіні. Досліджені за допомогою нової оптичної методики з просторово залежною абсорбцією дифузійні властивості барвників в ПУА, пов'язані з часом ефективної експлуатації запропонованих АД (час життя АД з врахуванням дифузійних параметрів складає більше року). Виявляється, що введення створених АД приводить до виділення основної поперечної моди з гаусовим амплітудним розподілом поля в резонаторах імпульсних лазерів з плоскими дзеркалами, що було недостатньо вивчено раніше. АД в резонаторах імпульсних лазерів з плоскими дзеркалами, в порівнянні з "жорсткими" селекторами, виділяють основну поперечну моду більшого об'єму. Властивості АД на основі допованих органічними барвниками фотополімерів дають можливість передбачити їх застосування не тільки всередині резонаторів імпульсних лазерів, але і в підсилювачах.

Ключові слова: аподизуючі діафрагми, забарвлений поліуретанакрилат, імпульсні лазери, профіль нульової поперечної моди, дифузія барвників, коефіцієнт дифузії барвників.

Annotation