Ограничение яркости вследствие самофокусировки при усилении ультракороткого импульса в неодимовом стекле и в иттрий-алюминиевом гранате

Экспериментально исследован процесс усиления ультракоротких импульсов, излучаемых генератором на иттрий-алюминиевом гранате в активных средах из иттрий-алюминиевого граната и неодимового стекла. Показано, что при плотностях мощности, меньших 3–5 ГВт/см², основным механизмом, ограничивающим рост мощности при усилении, является крупномасштабная самофокусировка усиливаемого излучения в активных средах, приводящая к сильному изменению расходимости лазерного пучка. Реализованы условия, при которых удалось полностью избежать крупномасштабной самофокусировки при усилении. Показано, что мелкомасштабная самофокусировка, возникающая при плотностях мощности свыше 3–5 ГВт/см², приводит к появлению вокруг основного пучка ореола рассеянного излучения с расходимостью, намного превышающей расходимость основного пучка. Доля энергии лазерного пучка, уходящей в ореол, растет при усилении так, что, начиная с некоторого момента, дальнейшее усиление приводит лишь к потере яркости излучения. При этом плотность энергии усиливаемого пучка может быть еще недостаточной для возникновения повреждений активной среды.