Šioje disertacijoje tiriami nuolatinai kaupinami regeneraciniai stiprintuvai su ilgos relaksacijos trukmės lazerine terpe. Tikslas buvo išanalizuoti bendrus tokių sistemų sudėtingos dinamikos dėsningumus pasireiškiančios aukštų dažnių diapazone ir surasti būdą pasiekti maksimalias išėjimo impulsų energijas išlaikant jų stabilumą. Analitiškai aprašomos pagrindinės optimizuotų ir stabiliame režime veikiančių stiprintuvų charakteristikos, tokios kaip optimalūs pradinis ir galutinis stiprinimo koeficientai, maksimali išėjimo impulso energija, rezonatoriuje išsklaidytoji galia, daugelio praėjimų B-integralas ir rezonatoriaus apėjimų skaičius, su kuriuo gaunama maksimali išėjimo impulso energija. Nustatytos egzistuojančių dinaminių režimų (stabilaus, kvaziperiodinio ir chaotinio) sritys valdančiųjų parametrų erdvėje. Išsiaiškinta, kad nestabilaus veikimo sritis mažėja, kai užkrato impulso energija didėja. Sukurtas ir išplėtotas stabilumo diagramų metodas, kuris ne tik suformuoja sisteminį požiūrį į regeneracinio stiprinimo dinamikos optimizavimą, bet ir leidžia nustatyti užkrato energijos dydį, pakankamą stabiliam veikimui palaikyti. Nustatytos darbinės charakteristikos kritiniame impulsų pasikartojimo dažnių diapazone, kur neegzistuoja analitiniai sprendiniai ir nestabilumai yra labiausiai tikėtini. Teoriniai rezultatai patvirtinti eksperimentiškai diodais kaupinamoje pikosekundinėje Nd:YVO4 lazerinėje sistemoje. Pademonstruota, kad užkrato impulso energijos padidinimas susiaurina... [toliau žr. visą tekstą] / This thesis presents a detailed study of continuously pumped regenerative amplifiers based on long-relaxation-time laser media. The goal of the research was to develop a general pattern of complex dynamics peculiar to such systems at high repetition rates and to find a way to improve performance characteristics affected by instabilities. Basic parameters of the optimally coupled regenerative amplifier operating in stable regime were derived in analytical form. They include optimum initial and final gains, the maximum output pulse energy, the power dissipation, the multi-pass B-integral and the roundtrip number providing the maximum output energy. A comprehensive pattern of existing dynamic regimes (stable, quasi-periodic and chaotic) was represented in space of controlling parameters. It has been found that the space of unstable operation decreases as the seed pulse energy increases. A method of stability diagrams, which forms a systematic approach to the optimization of regenerative amplification dynamics and in particular allows one to determine the seed pulse level sufficient to maintain the operation stable, has been developed. Performance characteristics were determined in the critical range of repetition rates, where instabilities are pronounced at the most and analytical solutions are unavailable. The experiments, carried out using the diode pumped picosecond Nd:YVO4 laser system, exhibited a good agreement with theoretical inferences. It has been demonstrated that... [to full text]

This thesis presents a detailed study of continuously pumped regenerative amplifiers based on long-relaxation-time laser media. The goal of the research was to develop a general pattern of complex dynamics peculiar to such systems at high repetition rates and to find a way to improve performance characteristics affected by instabilities. Basic parameters of the optimally coupled regenerative amplifier operating in stable regime were derived in analytical form. They include optimum initial and final gains, the maximum output pulse energy, the power dissipation, the multi-pass B-integral and the roundtrip number providing the maximum output energy. A comprehensive pattern of existing dynamic regimes (stable, quasi-periodic and chaotic) was represented in space of controlling parameters. It has been found that the space of unstable operation decreases as the seed pulse energy increases. A method of stability diagrams, which forms a systematic approach to the optimization of regenerative amplification dynamics and in particular allows one to determine the seed pulse level sufficient to maintain the operation stable, has been developed. Performance characteristics were determined in the critical range of repetition rates, where instabilities are pronounced at the most and analytical solutions are unavailable. The experiments, carried out using the diode pumped picosecond Nd:YVO4 laser system, exhibited a good agreement with theoretical inferences. It has been demonstrated that... [to full text] / Šioje disertacijoje tiriami nuolatinai kaupinami regeneraciniai stiprintuvai su ilgos relaksacijos trukmės lazerine terpe. Tikslas buvo išanalizuoti bendrus tokių sistemų sudėtingos dinamikos dėsningumus pasireiškiančios aukštų dažnių diapazone ir surasti būdą pasiekti maksimalias išėjimo impulsų energijas išlaikant jų stabilumą. Analitiškai aprašomos pagrindinės optimizuotų ir stabiliame režime veikiančių stiprintuvų charakteristikos, tokios kaip optimalūs pradinis ir galutinis stiprinimo koeficientai, maksimali išėjimo impulso energija, rezonatoriuje išsklaidytoji galia, daugelio praėjimų B-integralas ir rezonatoriaus apėjimų skaičius, su kuriuo gaunama maksimali išėjimo impulso energija. Nustatytos egzistuojančių dinaminių režimų (stabilaus, kvaziperiodinio ir chaotinio) sritys valdančiųjų parametrų erdvėje. Išsiaiškinta, kad nestabilaus veikimo sritis mažėja, kai užkrato impulso energija didėja. Sukurtas ir išplėtotas stabilumo diagramų metodas, kuris ne tik suformuoja sisteminį požiūrį į regeneracinio stiprinimo dinamikos optimizavimą, bet ir leidžia nustatyti užkrato energijos dydį, pakankamą stabiliam veikimui palaikyti. Nustatytos darbinės charakteristikos kritiniame impulsų pasikartojimo dažnių diapazone, kur neegzistuoja analitiniai sprendiniai ir nestabilumai yra labiausiai tikėtini. Teoriniai rezultatai patvirtinti eksperimentiškai diodais kaupinamoje pikosekundinėje Nd:YVO4 lazerinėje sistemoje. Pademonstruota, kad užkrato impulso energijos padidinimas susiaurina... [toliau žr. visą tekstą]