Патенты автора Кузнецов Иван Игоревич (RU)
Использование: для усиления непрерывного или импульсно-периодического лазерного излучения до большой (десятки ватт) средней мощности. Сущность изобретения заключается в том, что твердотельный усилитель лазерного излучения включает твердотельный активный элемент, выполненный в виде прямоугольного параллелепипеда с двумя торцевыми гранями, служащими для ввода излучения в твердотельный активный элемент и вывода излучения из твердотельного активного элемента, и с четырьмя боковыми гранями, систему охлаждения твердотельного активного элемента, по крайней мере, один источник излучения накачки, оптическую систему для заведения излучения накачки в твердотельный активный элемент, расположенную таким образом, что излучение накачки проводится сквозь твердотельный активный элемент параллельно его боковым граням, причем диаметр пучка излучения накачки, по крайней мере, в три раза меньше, чем наименьший размер торцевой грани, оптическую систему для заведения усиливаемого лазерного излучения в твердотельный активный элемент, расположенную таким образом, что усиливаемое лазерное излучение проводится сквозь твердотельный активный элемент параллельно его боковым граням, причем размеры и положение пучка усиливаемого излучения совпадает с размерами и положением пучка накачки, а также, по крайней мере, одно дихроичное зеркало для пространственного разделения и заведения в твердотельный активный элемент излучения накачки и усиливаемого лазерного излучения, при этом пучок накачки и пучок лазерного излучения расположены максимально близко, по крайней мере, к одной из боковых граней твердотельного активного элемента. Технический результат: обеспечение возможности разработки усилителя лазерного излучения, способного работать при высокой средней мощности в десятки ватт, имеющего высокое качество выходного пучка и большой коэффициент усиления за проход, не использующего при этом тонкие активные элементы (<1 мм), изготовление и применение которых вызывает технологические трудности. 2 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к лазерной технике. Усилитель лазерного излучения на основе твердотельного активного элемента включает основанный на лазерных диодах источник излучения накачки и твердотельный активный элемент, выступающий в роли волновода для излучения накачки. Твердотельный активный элемент выполнен в виде усеченного прямого кругового конуса с двумя круговыми торцевыми гранями, служащими для ввода излучения в твердотельный активный элемент и вывода излучения из твердотельного активного элемента, а боковая поверхность твердотельного активного элемента контактирует со слоем материала, обеспечивающим волноводное распространение излучения накачки. Также усилитель содержит систему охлаждения боковой поверхности твердотельного активного элемента, оптическую систему для заведения излучения накачки в твердотельный активный элемент, оптическую систему для заведения усиливаемого лазерного излучения в твердотельный активный элемент, расположенную таким образом, что усиливаемое лазерное излучение заводится в твердотельный активный элемент со стороны его круговой торцевой грани, которая является меньшим основанием усеченного прямого кругового конуса, и дихроичное зеркало для пространственного разделения и заведения в твердотельный активный элемент излучения накачки и усиливаемого лазерного излучения. При этом оптическая система для заведения излучения накачки в твердотельный активный элемент расположена таким образом, что излучение накачки заводится в твердотельный активный элемент со стороны его круговой торцевой грани, которая является меньшим основанием усеченного прямого кругового конуса. Технический результат заключается в обеспечении возможности снижения воздействия тепловых эффектов, благодаря чему обеспечивается возможность работы усилителя при высокой средней мощности (более 20 Вт) и большой энергии импульсов (более 10 мДж). 1 ил.
Изобретение относится к лазерной технике. Кольцевой дисковый лазерный неустойчивый резонатор состоит из системы формирования изображения, образованной усилительным узлом и телескопом для увеличения диаметра пучка лазерного излучения, расположенного между усилительным узлом и телескопом зеркала обратной связи, а также невзаимного оптического элемента и поворотных зеркал. При этом усилительный узел, в свою очередь, состоит из дополнительного телескопа для переноса изображения, двух отражающих зеркал с вогнутой сферической зеркальной поверхностью и либо двух дополнительных поворотных зеркал в сочетании с одним дисковым активным элементом, либо одного дополнительного поворотного зеркала в сочетании с двумя дисковыми активными элементами. Технический результат заключается в обеспечении выходного лазерного сигнала с близким к дифракционному качеством пучка и средней мощностью в несколько киловатт и более. 1 з.п. ф-лы, 6 ил.
Изобретение относится к лазерной технике. Твердотельный лазерный усилитель включает основанный на лазерных диодах источник излучения накачки, выступающий в роли волновода для излучения накачки твердотельный активный элемент продолговатой аксиально-симметричной формы с переменным по площади поперечным сечением с двумя круговыми торцевыми гранями, служащими для ввода излучения в твердотельный активный элемент и вывода излучения из твердотельного активного элемента, который контактирует боковой поверхностью со слоем материала, обеспечивающим волноводное распространение излучения накачки. Также устройство содержит систему охлаждения боковой поверхности твердотельного активного элемента, оптическую систему для заведения излучения накачки в твердотельный активный элемент, расположенную со стороны большей по площади круговой торцевой грани твердотельного активного элемента, оптическую систему для заведения усиливаемого лазерного излучения в твердотельный активный элемент, обеспечивающую его свободное распространение в твердотельном активном элементе и расположенную со стороны меньшей по площади круговой торцевой грани твердотельного активного элемента, а также по крайней мере одно дихроичное зеркало для пространственного разделения излучения накачки и усиливаемого лазерного излучения. Твердотельный активный элемент имеет экспоненциальную форму образующей боковой поверхности, изменяющуюся в соответствии с формулой Ssmall = Sbigexp(-αpumpL), где L - длина усеченного прямого аксиально-симметричного активного элемента, Ssmall - площадь по площади круговой торцевой грани твердотельного активного элемента, Sbig - площадь по площади круговой торцевой грани твердотельного активного элемента, αpump - коэффициент поглощения материала твердотельного активного элемента. Технический результат заключается в увеличении коэффициента усиления и повышении эффективности извлечение запасенной мощности вдоль всей длины активного элемента усилителя для одного прохода усиливаемого лазерного излучения и излучения накачки через активный элемент. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к лазерной технике. Способ увеличения частоты следования ультракоротких высокомощных лазерных импульсов в ограниченной последовательности включает введение ограниченной первоначальной последовательности импульсов в оптический резонатор, время полного обхода которого отличается от временного интервала между импульсами первоначальной последовательности, одновременное накопление импульсов с большей частотой следования за счет изменения одного и того же параметра каждого входящего импульса первоначальной последовательности, формирование из них новой последовательности, и дальнейшее выведение из оптического резонатора полученной новой последовательности импульсов через оптический затвор. При этом в оптическом резонаторе размещают нелинейный оптический элемент, с помощью которого преобразуют длину волны лазерного излучения, используемую в качестве изменяемого параметра каждого входящего импульса первоначальной последовательности, а лазерное излучение с длиной волны первоначальной последовательности вводят в оптический резонатор и выводят из него, используя дихроичные зеркала. Технический результат заключается в обеспечении возможности формирования последовательностей коротких лазерных импульсов с высокой частотой следования и высокой мощностью, не зависящей от порога пробоя оптического элемента. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к лазерной технике и может быть использовано для изготовления дисковых активных элементов мощных лазеров, обеспечивающих эффективное охлаждение активной среды. В способе согласно изобретению на активный элемент наносят с торцов диэлектрические отражающие и просветляющие покрытия, на один из торцов наносят металлизирующее покрытие и монтируют активный элемент на радиатор, выполненный из высокотеплопроводного диэлектрического материала. Диэлектрические покрытия наносят с использованием ионного сопровождения, монтаж активного элемента на радиатор выполняют путем пайки без использования вакуумной камеры или замкнутой камеры с восстанавливающей атмосферой. Изобретение обеспечивает минимальные потери лазерного излучения в активном элементе с сохранением высокой величины лазерного пробоя при работе с импульсным излучением и минимальной величины фазовых искажений излучения, а также позволяет снизить тепловое сопротивление между активной средой и радиатором и получить максимальную однородность теплового контакта. 4 з.п. ф-лы, 3 ил.
Изобретение относится к лазерной технике. Твердотельный усилитель лазерного излучения с диодной накачкой содержит активный элемент в форме шестигранника с двумя параллельными торцевыми гранями, служащими для ввода и вывода излучения накачки и сигнала, изготовленными в форме тонких прямоугольников, расположенных так, что оптическая ось усилителя проходит через центры торцевых граней и перпендикулярна им, с двумя другими противоположными друг другу большими боковыми гранями в форме равных прямоугольников, служащими для отвода тепла от активного элемента, и соответствующую систему охлаждения. Также содержит оптическую систему для формирования пучка излучения накачки и заведения его в активный элемент, оптическую систему для формирования усиливаемого лазерного излучения и заведения его в активный элемент, а также оптическую систему для вывода усиливаемого лазерного излучения из усилителя. Ширина торцевых граней твердотельного активного элемента разная, при этом оптическая система для заведения излучения накачки расположена со стороны более широкой торцевой грани таким образом, что созданы условия для волноводного распространения излучения накачки, а оптическая система для заведения усиливаемого излучения расположена со стороны менее широкой торцевой грани таким образом, что созданы условия для свободного распространения усиливаемого лазерного излучения, при этом большие боковые грани активного элемента покрыты материалом, отражающим излучение накачки и обеспечивающим его волноводное распространение. Технический результат заключается в обеспечении возможности работы устройства при высокой средней и пиковой мощности; обеспечении большого коэффициента усиления, при снижении вероятности оптического пробоя в толще активного элемента и на его торцах. 3 з.п. ф-лы, 2 ил.
Изобретение относится к лазерной технике. Усилитель лазерного излучения на основе твердотельного активного элемента включает основанный на лазерных диодах источник излучения накачки, выступающий в роли волновода для излучения накачки твердотельный активный элемент с двумя круговыми торцевыми гранями, служащими для ввода и вывода излучения, систему охлаждения боковой поверхности активного элемента и дихроичное зеркало для пространственного разделения излучения накачки и усиливаемого лазерного излучения. Активный элемент контактирует боковой поверхностью со слоем материала, обеспечивающим волноводное распространение излучения накачки. Активный элемент выполнен в форме усеченного прямого кругового конуса, при этом оптическая система для заведения излучения накачки в активный элемент расположена со стороны его круговой торцевой грани, которая является большим основанием усеченного прямого кругового конуса. Оптическая система для заведения усиливаемого излучения в активный элемент, обеспечивающая его свободное распространение в нем, расположена со стороны его круговой торцевой грани, которая является меньшим основанием усеченного прямого кругового конуса. Технический результат заключается в обеспечении возможности работы усилителя при высокой средней и пиковой мощности с высоким качеством выходного пучка; обеспечении большого коэффициента усиления и эффективного извлечения запасенной мощности вдоль всей длины активного элемента усилителя при одном проходе усиливаемого лазерного излучения и излучения накачки через активный элемент. 3 з.п. ф-лы, 1 ил.
Изобретение относится к области теплофизики и может быть использовано для определения тепловой проводимости контактов между прозрачными образцами или между прозрачным и высокотеплопроводным образцами. Систему, состоящую из двух прозрачных образцов либо двух прозрачных и закрепленного между ними высокотеплопроводного образца, где все образцы выполнены в форме прямоугольных параллелепипедов с одинаковыми основаниями, которыми образцы приведены в контакт, помещают в интерферометр. Световой пучок интерферометра направляют перпендикулярно одной из боковых граней каждого прозрачного образца. При создании в системе стационарного одномерного теплового потока, направленного перпендикулярно плоскости контакта, интерференционным методом измеряют изменение профиля фазы светового пучка интерферометра, проходящего через прозрачные образцы. Тепловую проводимость любого из контактов вычисляют из измеренного изменения профиля фазы светового пучка интерферометра, известной теплопроводности и геометрических размеров образцов. Технический результат - повышение достоверности получаемых результатов. 1 ил.
Изобретение относится к способам определения теплофизических характеристик твердых тел и позволяет измерять теплопроводность образцов твердых тел, являющихся малыми во всех трех измерениях. Систему, состоящую из исследуемого образца, закрепленного между двумя одинаковыми эталонными образцами, изготовленными из одного прозрачного материала известной теплопроводности, где все образцы выполнены в форме прямых цилиндров с одинаковыми основаниями и приведены в контакт торцевыми сторонами, помещают в интерферометр. При создании в системе стационарного одномерного теплового потока, направленного перпендикулярно плоскости контактов, интерференционным методом измеряют изменение профиля фазы светового пучка интерферометра, проходящего через эталонные образцы, а теплопроводность вычисляют из измеренного изменения профиля фазы светового пучка интерферометра, теплопроводности эталонных образцов и высоты исследуемого образца. Технический результат - повышение точности определения теплопроводности образцов малого размера. 1 ил.
