Функциональные преобразователи оптических сигналов в видимом и ближнем ИК диапазонах

КАРТОЧКА ПРОЕКТА ФУНДАМЕНТАЛЬНЫХ И ПОИСКОВЫХ НАУЧНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙ,
ПОДДЕРЖАННОГО РОССИЙСКИМ НАУЧНЫМ ФОНДОМ

Информация подготовлена на основании данных из Информационно-аналитической системы РНФ, содержательная часть представлена в авторской редакции. Все права принадлежат авторам, использование или перепечатка материалов допустима только с предварительного согласия авторов.

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ

Номер проекта 19-79-10096

НазваниеФункциональные преобразователи оптических сигналов в видимом и ближнем ИК диапазонах

Руководитель Тригуб Максим Викторович, Доктор технических наук

Организация финансирования, регион Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт оптики атмосферы им. В.Е. Зуева Сибирского отделения Российской академии наук , Томская обл

Конкурс №41 - Конкурс 2019 года «Проведение исследований научными группами под руководством молодых ученых» Президентской программы исследовательских проектов, реализуемых ведущими учеными, в том числе молодыми учеными

Область знания, основной код классификатора 09 - Инженерные науки; 09-608 - Инженерно-технические и информационные автоматизированные системы мониторинга биоресурсов, биосферы и технических систем

Ключевые слова Лазер, высокоскоростная визуализация, активная среда, газовый лазер, оптическая накачка, газоразрядная трубка, усиление, фильтрация, обработка.

Код ГРНТИ29.33.15

ИНФОРМАЦИЯ ИЗ ЗАЯВКИ

Аннотация
Проект направлен на решение фундаментальной проблемы разработки методов и средств для функционального преобразования оптических сигналов с сохранением заданного распределения интенсивности. В рамках проекта предполагается решить указанную проблему для оптических сигналов в видимой и ближней ИК области спектра. Для этого будут разработаны функциональные преобразователи на самоограниченных и резонансных переходах атомов металлов с бесконтактным возбуждением активной среды. Функциональное преобразование сигнала предполагает его усиление с минимальным искажением, изменение его спектрального состава согласно заданным параметрам. Основная область применения разрабатываемых преобразователей (усилителей, активных фильтров) - построение бистатических лазерных активных оптических систем для визуально-оптической диагностики объектов и технологических процессов, микрообработки материалов, связи и задач оптики атмосферы. Следует отметить, что предполагается разработка высокочастотных систем, работающих при высоких частотах повторения импульсов возбуждения (десятки - сотни килогерц). Объектами исследования являются активные среды на самоограниченных переходах атомов меди и марганца и на резонансных переходах натрия и калия. Выбор газовых сред на атомах металлов обусловлен их физическими особенностями, а именно, высоким коэффициентом усиления за один проход, минимальными искажениями входного сигнала, высокой спектральной яркостью, относительно высокими частотно-энергетических характеристики и спектральным диапазоном функционирования. Возбуждение сред будет осуществляться с помощью барьерного емкостного разряда, а также с помощью оптической накачки. Основными параметрами, определяющими эффективность преобразования сигналов (аналогия с электронными операционными усилителями), являются: амплитудно-частотная характеристика, уровень искажения входного сигнала, уровень собственных шумов, коэффициент усиления, насыщенный коэффициент усиления, спектральный (частотный) диапазон усиления, отношение сигнал-шум (контраст). Эти характеристики будут исследованы для разработанных преобразователей (усилителей, активных фильтров). Результаты исследований позволят разработать физическую модель, описывающую механизмы формирования выходного сигнала (изображения) как функцию от параметров возбуждения и функционирования усилителя (емкости электродов, концентрации паров активного вещества, оптическому ходу лучей и т.д.). Комплексное исследование функциональных преобразователей как на самоограниченных, так и на резонансных переходах атомов металлов, позволит получить новые фундаментальные знания о механизмах преобразования сигналов в них и реализовать устройства для задач неразрушающего контроля, диагностики и микрообработки на их основе, что подтверждает практическую значимость данного проекта.

ОТЧЁТНЫЕ МАТЕРИАЛЫ

Публикации

1. Тригуб М.В., Евтушенко Г.С. Active quantum filters for laser monitors Pulsed Lasers and Laser Applications: Abstracts of XIV International Conference, September 15–20, 2019. Tomsk, Russia (год публикации - 2019)

2. Васнев Н.А., Тригуб М.В., Евтушенко Г.С. Imaging by means of the bistatic laser monitor Proceedings of SPIE - The International Society for Optical Engineering, Proc. SPIE 11322, XIV International Conference on Pulsed Lasers and Laser Applications, 1132209 (11 December 2019) (год публикации - 2019)
10.1117/12.2554686

3. Тригуб М.В., Васнев Н.А., Евтушенко Г.С. Bistatic laser monitor for imaging objects and processes Applied Physics B: Lasers and Optics, Volume 126, Issue 3, N 33 (год публикации - 2020)
10.1007/s00340-020-7387-5

4. Кулагин А.Е., Торгаев С.Н., Евтушенко Г.С. Kinetic modeling of amplifying characteristics of copper vapor active media for a wide range of input radiation power Optics Communications, Volume 460, N 125136 (год публикации - 2020)
10.1016/j.optcom.2019.125136

5. Торгаев С.Н., Огородников Д.Н., Мусоров И.С., Кулагин А.Е., Евтушенко Г.С. A High-Frequency Pumping Source for Metal Vapor Active Media Instruments and Experimental Techniques, Volume 63, Issue 1, Pages 62-67 (год публикации - 2020)
10.1134/S002044122001008X

6. Тригуб М.В., Малахов Д.В., Степахин В.Д., Евтушенко Г.С., Балабанов Д.А., Скворцова Н.Н. Высокоскоростная визуализация плазмохимического синтеза в цепных быстропротекающих процессах, инициируемых излучением гиротрона Оптика атмосферы и океана, 2020. Т. 33. № 03. С. 199–204 (год публикации - 2020)
10.15372/AOO20200308

7. Евтушенко Г.С., Петухов Т.Д., Суханов В.Б., Троицкий В.О., Куряк А.Н., Тригуб М.В. Активный элемент на переходах атома натрия с оптической накачкой импульсами наносекундной длительности Оптика атмосферы и океана, 2020. Т. 33. № 03. С. 183–187 (год публикации - 2020)
10.15372/AOO20200305

8. Тригуб М.В., Троицкий В.О. CuBr-лазер большого объема c возможностью непрерывного управления энергией генерации Письма в ЖТФ, 2020, том 46, вып. 8 (год публикации - 2020)
10.21883/PJTF.2020.08.49308.18095

9. Тригуб М.В. Active optical systems for high speed imaging Book of Abstarcts International Conference on Ultrafast Optical Science (UltrafastLigh-2019) (год публикации - 2019)

10. Васнев Н.А., Тригуб М.В., Евтушенко Г.С. Способы реализации ждущего режима для лазеров на самоограниченных переходах в парах металлов Лазерно-информационные технологии в медицине, биологии, геоэкологии и на транспорте: труды XXVII Международной Конференции, Краснодар: ФГБОУ ВО «КубГТУ», 2019. С. 52-53 (год публикации - 2019)

11. Тригуб М.В., Шиянов Д.В., Евтушенко Г.С. Усилитель яркости оптических сигналов с емкостным способом возбуждения Труды XXVII Международной Конференции г. Новороссийск, Краснодарский край 9 – 14 сентября 2019 г. (год публикации - 2019)

12. Шиянов Д.В., Тригуб М.В., Соковиков В.Г., Евтушенко Г.С. MnCl2 laser with pulse repetition frequency up to 125 kHz Optics and Laser Technology (год публикации - 2020)
10.1016/j.optlastec.2020.106302

13. Семенов К.Ю., Федоров В.Ф., Шиянов Д.В,, Тригуб М.В. Metal vapor active element with inductive dispenser 21st International Conference of Young Specialists on Micro/Nanotechnologies and Electron Devices (EDM) (год публикации - 2020)
10.1109/EDM49804.2020.9153513

14. Гембух П.И., Федоров В.Ф., Шиянов Д.В., Тригуб М.В. Laboratory model for low current excitation of metal vapor active media lasers 21st International Conference of Young Specialists on Micro/Nanotechnologies and Electron Devices (EDM), Volume 2020-June, June 2020, Номер статьи 9153344, Pages 272-275 (год публикации - 2020)
10.1109/EDM49804.2020.9153344

15. Евтушенко Г.С., Петухов Т.Д., Суханов В.Б., Троицкий В.О., Куряк А.Н., Тригуб М.В. Sodium Vapor Active Element Excited by Nanosecond Optical Pulses Atmospheric and Oceanic Optics, 33, pages430–434(2020) (год публикации - 2020)
10.1134/S1024856020040053

16. Тригуб М.В., Шиянов Д.В., Храбров П.В., Бурлаков И.Д. Активные оптические системы с усилителями яркости коротковолнового ИК-диапазона Успехи прикладной физики, Т.8, №5, с. 351-357 (год публикации - 2020)

17. Тригуб М.В., Троицкий В.О., Димаки В.А. Continuous control of CuBr laser pulse energy Optics and Laser Technology, Volume 139, July 2021, Номер статьи 106929 (год публикации - 2021)
10.1016/j.optlastec.2021.106929

18. Тригуб М.В., Шиянов Д.В., Васнев Н.А., Гембух П.И. Brightness amplifier excited by longitudinal capacitive discharge for laser monitors Optics Communications, Volume 480, 1 February 2021, Номер статьи 126475 (год публикации - 2021)
10.1016/j.optcom.2020.126475

19. Тригуб М. В., Васнев Н. А., Китлер В. Д., Евтушенко Г. С. Применение бистатического лазерного монитора для высокоскоростной визуализации процессов горения Оптика атмосферы и океана (год публикации - 2020)
10.15372/AOO20201210

20. Тригуб М. В., Димаки В. А., Троицкий В. О., Карасев Н. В. Увеличение длительности импульса генерации CuBr-лазера при работе в цуговом режиме Оптика атмосферы и океана, 2021. Т. 34. № 03. С. 218–222. (год публикации - 2021)
10.15372/AOO20210308

21. Тригуб М.В., Димаки В.А., Троицкий В.О., Карасев Н.В. Increase in the CuBr Laser Pulse Duration in the Pulse Train Mode Atmospheric and Oceanic Optics, Том 34. Выпуск 4. Страницы 357 - 361 (год публикации - 2021)
10.1134/S102485602104014X

22. Карасев Н.В., Димаки В.А., Троицкий В.О., Тригуб М.В. Increase of Radiation Pulse Duration of CuBr-Laser in the Train Mode International Conference of Young Specialists on Micro/Nanotechnologies and Electron Devices, EDM, Том 2021-June, Страницы 279 - 282 (год публикации - 2021)
10.1109/EDM52169.2021.9507719

23. Шиянов Д. В., Димаки В. А., Тригуб М. В., Троицкий В. О., Гембух П. И. CuBr-лазер с накачкой трехкаскадным источником питания Оптика атмосферы и океана, Том. 35. Номер 4. 2022г. 266-269 (год публикации - 2022)

24. Семенов К.Ю., Тригуб М.В., Гембух П.И. PUMPING SOURCE FOR CuBr LASER BASED ON A HIGH FREQUENCY CHARGE OF A STORAGE CAPACITOR The 15th International Conference AMPL-2021 PULSED LASERS AND LASER APPLICATIONS, Y-44, p.34 (год публикации - 2021)

25. Семенов К.Ю., Гембух П.И., Тригуб М.В. Metal Vapor Laser Pumping Source with a Multistage Charge of Storage Capacitor International Conference of Young Specialists on Micro/Nanotechnologies and Electron Devices, EDM, 2021-June, Страницы 269 - 27230 June 2021 Номер статьи 9507719 (год публикации - 2021)
10.1109/EDM52169.2021.9507719

26. Шиянов Д.В., Димаки В.А., Тригуб М.В., Гембух П.И., Троицкий В.О. Three-stage power supply with a pulsed charge of the storage capacitance for metal vapor lasers PROCEEDINGS OF SPIE, Proc. of SPIE Vol. 12086, 1208605 (год публикации - 2021)
10.1117/12.2616665

27. Мусоров И.С., Торгаев С.Н., Евтушенко Г.С. A CuBr-Based Brightness Amplifier with a Repetition Frequency of Superradiance/Amplification Pulses up to 200 kHz Technical Physics Letters, Том 47, Выпуск 12, Страницы 869 - 872 (год публикации - 2021)

28. Васнев Н.А., Тригуб М.В., Евтушенко Г.С. TECHNICAL NOISES IN LASER MONITOR SCHEMES The 15th International Conference AMPL-2021 PULSED LASERS AND LASER APPLICATIONS, Y-41, P.32-33 (год публикации - 2021)

29. Гембух П.И., Тригуб М.В. HIGH FREQUENCY SEMICONDUCTOR PUMP SOURCE FOR METAL HALIDE ACTIVE MEDIA The 15th International Conference AMPL-2021 PULSED LASERS AND LASER APPLICATIONS, Y-42, P.33 (год публикации - 2021)

30. Тригуб М.В. LASER MONITORS FOR HIGH SPEED IMAGING IN VIS-NIR SPECTRAL RANGE The 15th International Conference AMPL-2021 PULSED LASERS AND LASER APPLICATIONS, D-6, P. 80-81. (год публикации - 2021)

31. М.В. Тригуб, Н.А. Васнев, П.И. Гембух Amplifying features of the CuBr active element excited by longitudinal capacitive discharge Optical Engineering, 086104-1, August 2021, Vol. 60(8) (год публикации - 2021)
10.1117/1.OE.60.8.086104

Публикации