Кузьмин Алексей Александрович
младший научный сотрудник отдела 370 (нелинейной и лазерной оптики)
к.ф.-м.н.
Образование:
В 2009 году с отличием окончил Нижегородский государственный университет им Н.И. Лобачевского, специальность физика
В 2012 году окончил очную аспирантуру ФГБУН Института прикладной физики РАН под руководством члена корреспондента РАН Е.А. Хазанова
Защитил диссертацию на соискание ученой степени кандидат физико-математических наук по специальности 01.04.21–лазерная физика в 2013 году. Тема: “Исследование и подавление тепловых эффектов в импульсно-периодических лазерах на неодимовом стекле с энергией излучения сотни джоулей”, руководитель к.ф.-м.н. А.А. Шайкин,
Область научных интересов:
Физика лазеров, нелинейная оптика, мощные лазерные системы
Профессиональная карьера:
2003-2009 г.г. – учеба в ННГУ им. Н.И. Лобачевского, диплом бакалавра (2007 г.) и магистра (2009 г.) физики
2009-2012 г.г. – учеба в очной аспирантуре ИПФ РАН
2007-н.в. – старший лаборант-исследователь, младший научный сотрудник ИПФ РАН
Выезжал за границу с научными визитами и для участия в международных научных конференциях
Награды, премии, гранты:
Во время учебы в университете был лауреатом стипендии правительства Нижегородской области им. академика Ю.Б. Харитона и лауреатом стипендиальной программы фонда “Династия”.
За время учебы в аспирантуре дважды становился лауреатом стипендии правительства Нижегородской области им. академика Г.А. Разуваева (2010 и 2011 г.г.).
Отмечен премией и дипломом за лучший доклад среди молодых ученых на конференции SPIE Photonics Europe (Бельгия, Брюссель, 2010 г.),
дипломом за лучший доклад среди молодых ученых – участников школы ISTC-GSI Young scientists school “Ultra-High Intensity Light: Science and Applications” (Германия, Дармштадт, 2011 г.).
Лауреат стипендии Президента РФ для молодых ученых за 2013-2015 г.г.
Руководитель молодежного гранта РФФИ №12-02-31222.
Количество публикаций:
7 статей в российских и зарубежных рецензируемых журналах,
около 20 научных докладов на российских и международных конференциях,
1 заявка в ФИПС на патент (рег. №2013146420 от 18.10.2013).
Наиболее значительные работы и результаты:
1) Kuzmin A.A., Khazanov E.A., Shaykin A.A. Large-aperture Nd:glass laser amplifiers with high pulse repetition rate // Optics Express, v.19, №15, p.14223-14232, 2011.
Nd:glass amplifiers are used in most of the existed petawatt laser facilities. A typical repetition rate of such lasers is 1 shot per 30 minutes or less. Limitations are thermally induced distortions of radiation and tensile stresses in Nd:glass. An increase of the repetition rate is an urgent problem. We have investigated thermally induced depolarization and thermal lens effects in Nd:glass rods up to 10 cm in diameter at a pump pulse repetition period of 3 minutes. It is shown that the rods have a safety factor of at least 5 before thermal stress induced damage would occur, and despite of their size phase and polarization distortions could be compensated.
2) Кузьмин А.А., Хазанов Е.А., Шайкин А.А. Импульсно-периодический режим работы широкоапертурных лазерных усилителей из неодимового стекла // Квантовая Электроника, т. 42, №4, с.283-291, 2012.
На основе экспериментальных данных проанализирован импульсно-периодический режим работы стержневых лазерных усилителей из неодимового стекла с апертурой 4.5, 6, 8.5 и 10 см. Определены пределы увеличения частоты повторения импульсов. Получены универсальные зависимости, позволяющие в каждом конкретном случае найти компромисс между увеличением частоты повторения и увеличением коэффициента усиления. В частности, продемонстрировано, что усилитель диаметром 4.5 см обладает пятикратным запасом прочности по отношению к термомеханическим разрушениям при частоте повторения 1 импульс в минуту и запасенной энергии более 100 Дж. Сильное термонаведенное двулучепреломление в двух таких усилителях экспериментально уменьшено до уровня «холодного» значения с помощью 90-градусного вращателя поляризации.
3) Kuzmin A.A., Silin D.E., Shaykin A.A., Kozhevatov I.E., Khazanov E.A. Simple method of measurement of phase distortions in laser amplifiers // Journal of the Optical Society of America B, v.29, №6, p.1152-1156, 2012.
Two alternative methods for determining phase distortions of radiation in the heated active element of a high-power Nd:glass laser are compared: direct phase measurement with the Mach-Zehnder interferometer and phase front reconstruction from measured distributions of depolarization factor. It is shown that the latter method can quite quickly and accurately determine the wavefront distortions of laser radiation with minimal interference to the optical scheme of the laser.
4) Кузьмин А.А., Кулагин О.В., Хазанов Е.А., Шайкин А.А. Лазер на неодимовом стекле с энергией импульсов 220 Дж и частотой их следования 0.02 Гц // Квантовая Электроника, т.43, №7, с.597-599, 2013.
Создан компактный лазер на неодимовом стекле с энергией импульсов 220 Дж и рекордной для установок подобного уровня частотой повторения импульсов – 0.02 Гц (длительность импульсов 30нс). Термонаведенные искажения фазы излучения скомпенсированы при помощи обращения волнового фронта. Интегральная деполяризация уменьшена до уровня 0.4% за счет применения линейных схем компенсации. Вторая гармоника излучения лазера может быть использована для накачки мультипетаваттного комплекса на основе Ti:Sa.
5) Кузьмин А.А., Хазанов Е.А., Шайкин А.А. Импульсно-периодический лазер на неодимовом стекле для накачки мощных титан-сапфировых усилителей, работающий с частотой повторения импульсов не менее 0,02 Гц, заявка в ФИПС на патент (рег. №2013146420 от 18.10.2013).
Разработанный импульсно-периодический лазер на неодимовом стекле для накачки мощных титан-сапфировых усилителей включает в себя задающий генератор, предусилитель, после которого установлена система формирования пучка, изолятор Фарадея, кеплеров телескоп с фокальной перетяжкой в воздухе или иной среде, благодаря чему обеспечивается плазменный затвор для обратного усиленного излучения, поляризатор, основной двухпроходный усилитель на стержневых активных элементах из неодимового стекла и удвоитель частоты. При этом основной двухпроходный усилитель включает в себя одну или несколько пар идентичных квантронов со стержневыми активными элементами из неодимового стекла, установленных последовательно по лучу и запасающих каждая не менее 200 Дж энергии за один импульс накачки, а также линзу, вращатель Фарадея и ВРМБ-кювету, излучение в которую фокусируется упомянутой линзой, причем между стержневыми активными элементами квантронов внутри каждой пары установлены вращатели поляризации на 90 градусов.
