Алексей Васильевич Добиков — Институт лазерно-физических исследований; начальник научно-исследовательской группы
Саров
Alexey V. Dobikov — Institute of Laser Physical Studies; Head of Researh Group
Sarov
Григорий Петрович Санников — Российский федеральный ядерный центр — ВНИИ экспериментальной физики, Институт лазерно-физических исследований; инженер-исследователь
Саров
Grigory P. Sannikov — Institute of Laser Physical Studies; EngineerResearcher
Sarov
Мария Владиславна Скоблова — Российский федеральный ядерный центр — ВНИИ экспериментальной физики, Институт лазерно-физических исследований; инженер-исследователь; Филиал в г. Саров МГУ им. М. В. Ломоносова, физический факультет; аспирант
Саров
Maria V. Skoblova — Russian Federal Nuclear Center — All-Russian Research Institute of Experimental Physics, Institute of Laser Physical Studies; EngineerResearcher; M. V. Lomonosov Moscow State University, Sarov banch, Physical Faculty; Post-Graduate Student
Sarov
Исследуется тепловая линза в оптической системе, формирующей мощное непрерывное излучение ближнего ИК-диапазона (λ = 1,07 мкм). Цель работы — выбор материала для изготовления элементов оптической системы стенда, разрабатываемого для исследований порогов разрушения оптических материалов непрерывным лазерным излучением, на основе результатов численного моделирования эффекта тепловой линзы. В качестве материала оптических элементов рассмотрены оптическое бесцветное стекло марки N-BK7, синтетический плавленый кварц Suprasil, фторид кальция (CaF2). Моделирование процессов нагрева и деформаций оптических элементов проведено методом конечных элементов. С использованием метода трассировки лучей проведен анализ искажений волнового фронта пучка и рассчитана дефокусировка. Проанализирован вклад термодеформаций рабочих поверхностей элементов и температурного изменения показателя преломления материала в искажение волнового фронта проходящего излучения. Проведен анализ влияния термоаберраций на размер рабочего пучка. Полученные результаты могут быть полезны при подборе оптических материалов для элементов оптических систем мощных лазеров.
A thermal lens in an optical system generating powerful continuous radiation in the near-IR range (λ = 1.07 μm) is investigated. The objective of the work is to select a material for manufacturing elements of a bench optical system being developed for investigations of the destruction threshold of optical materials by continuous laser radiation, based on results of numerical modeling of the thermal lens effect. N-BK7 optical colorless glass, Suprasil synthetic fused quartz, and calcium fluoride (CaF2) are considered as the material of the optical elements. The processes of heating and deformation of the optical elements are modeled using the finite element method. Using the ray tracing method, the analysis of beam wavefront distortions is performed and defocusing is calculated. The contribution of thermal deformations of the working surfaces of the elements and the temperature change in the refractive index of the material to the distortion of the wave front of transmitted radiation is analyzed. The effect of thermal aberrations on the size of the working beam is analyzed. The obtained results can be useful in selecting optical materials for elements of optical systems of high-power lasers.
The authors declare that there are no conflicts of interest present.