Перспективы использования градиентных решеток в лазерах терагерцевого диапазона

Abstract

Предмет и цель работы: Для дальнейшего освоения терагерцевого диапазона частот требуется развитие и совершенствование источников излучения, способных работать в этом диапазоне. Одними из немногочисленных источников терагерцевого излучения являются субмиллиметровые лазеры. В качестве выходных зеркал таких лазеров широко используются металлические периодические структуры. Преимуществом периодической структуры является то, что путем подбора ее параметров можно обеспечить оптимальный коэффициент пропускания выходного зеркала и требуемую поляризацию лазерного излучения. Для снижения дифракционных потерь и уменьшения расходимости выходного лазерного пучка часто требуется применять вогнутые зеркала в лазерном резонаторе. Однако такие зеркала значительно дороже и сложнее в изготовлении, чем плоские. Особенно сложно выполнить периодическую структуру с неплоской подложкой. Целью работы является исследование плоских градиентных металлических решеток, обладающих свойствами сферических зеркал и линз одновременно.

Предмет і мета роботы: Для подальшого освоєння терагерцового діапазону частот потрібен розвиток і вдосконалення джерел випромінювання, здатних працювати в цьому діапазоні. Одними з нечисленних джерел терагерцового випромінювання є субміліметрові лазери. У якості вихідних дзеркал таких лазерів широко використовуються металеві періодичні структури. Перевагою періодичної структури є те, що шляхом підбору її параметрів можна забезпечити оптимальний коефіцієнт пропускання вихідного дзеркала і необхідну поляризацію лазерного випромінювання. Для зниження дифракційних втрат і зменшення розходження вихідного лазерного пучка часто необхідно застосовувати увігнуті дзеркала в лазерному резонаторі. Однак такі дзеркала є значно дорожчими і складнішими у виготовленні, ніж плоскі. Особливо складно виконати періодичну структуру з неплоскою підкладкою. Метою роботи є дослідження плоских градієнтних металевих решіток, що мають властивості сферичних дзеркал і лінз одночасно.

Purpose: The improvement and development of terahertz radiation sources is required for the further development of the terahertz frequency range. Submillimeter lasers are one of the few sources of terahertz radiation. Metal periodic structures are often used as output mirrors of these lasers. The periodic structure advantage is that by selection of its parameters it is possible to provide the optimal transmittance of the output mirror and the required polarization of laser radiation. The use of concave mirrors in a laser cavity is often required to reduce the diffraction loss and to reduce the output laser beam divergence. However, such mirrors are much more expensive and more complicated in manufacture than the flat ones. The periodic structure with a non-flat substrate is particularly difficult to manufacture. The aim of this work is to study the flat gradient metal gratings that possess the properties of spherical mirrors and lenses simultaneously.