Способ усиления лазерного излучения

 

1 СПОСОБ УСИЛЕНИЯ ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ в спектрально неоднородньос активных средах, включающий формирование мощного импульсного излучения со спектром, полуширина которого не превосходит однородную ширину шТаркрвской компоненты спектра люминесценции активной cpejvj, и пропускание излучения через активную среду, отличающийся тем, что, с целью еличения коэффициента усиления по мощности, фор мируют по крайней мере один дополнительный импульс излучения со спектром в области перекрытия наиболее интенсивных штаркобских компонент спектра люминесценции активной среды. - 2. Способ по П.1, о т л юЩ и и с я тем, что дополнительный импульс формируют в спектрально однородной активной среде.

СОЮЗ COBETCHHX

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИИ

4{51.) Н 01 S 3 00 ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЙ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

° Ф

Ф%

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ ССОР

ГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И МНРЫТИЙ (21) 3455520/) 8-25 (22) 18.06.82 (46) 30.01.85. Бюл.9 4 (72) Б.С.Губа, С.Л.Потапов и S.М.Седов (53) 621.375.8(088,8) (56) Крюков П.Г.,Летохов В.С.

Распространение импульсов света в резонансо усиливающей (поглощающей) среде. УФН, 1969, т.99, с.211.

2.. Мак А,А. è др. Усиление коротких импульсов излучения в неодимовом стекле,ЖЭТФ 1969,т.39,с.1886 (прототип).. (54) (57) 1 ° СПОСОБ УСИЛЕНИЯ ЛАЗЕРНОГО

ИЗЛУЧЕНИЯ в спектрально неоднородных активных средах, включающий

„>,SU„„A формирование мощного-.импульсного излучения со спектром,. полуширина которого не превосходит однородную ширину штарковской компоненты спектра люминесценции активной среды, и пропускание излучения через активную среду, отличающийся тем, что, с целью увеличения коэффициента усиления по мощности, формируют по крайней мере один дополнительный импульс излучения со спектром в области перекрытия наиболее интенсивных штарковских компонент спектра люминесценции активной среды.

2. Способ по п.l, о т л и ч а юшийся тем, что дополнительный импульс формируют в спектрально од- Я нородной активной среде.

1090208

Изобретение относится к области лазерной техники., преимущественно к лазерным системам, излучающим мощные импульсы, основная доля излучения которых приобретается в усилителе на неоднородно-уширенной активной среде, и может быть использовано в импульсных лазерах, в частности, на неодимовом стекле.

Усиление излучения предполагает формирование в задающем генераторе 10 лазерных импульсов с .определенными, временными, пространственными, энергетическими, спектральными и т.д. параметрами (характеристиками) и последующее прохождение сформиро- f5 ванных импульсов в усилительных каскадах лазера с оценкой усиления.

Известны способы усиления лазерного излучения, при котором импульс генератора сравнительно малой энергии и мощности пропускают через уси20 ливающую Среду достаточно больших размеров. В схеме усиления, в отличие от генератора, удается умейьшить влияние суперлюминесценций путем разделения усиливающей среды. на

25 отдельные каскады и уменьшения связи между ними. Выбор длины каскада4 отдельного стержня - обеспечивает еобходимое усиление. Увеличение поперечного сечения стержня усили30 теля позволяет пропускать через него световые потоки большой мощ. ности без существенных повреждений.

Трудности, связанные с накачкой ,стержней большого диаметра, уменьшаются снижением концентрации примесных ионов, а соответствующее уменьшение усиления и запасенной энергии компенсируется дополнитель ным увеличением длины. В результате 40 этим способом усиления лазерного излучения удается получать импульсы с энергией до нескольких сотен джоулей при длительности "10 -10 8с jlj, Недостатком приведенного способа . 45 является малая эффективность усиления в активных средах с неоднородным уширением спектральных линий.

Наиболее близким к изобретению является способ усиления лазерного излучения в спектрально неоднородных активных средах, включающий формирование мощного импульсного излучения со спектром, полуширина которого не превосходит однородную ширину штарковской компоненты спектра 55 люминесценции активной среды, и пропускание излучения через активную среду (2) .

Данный способ не.позволяет полностью извлекать запасенную в спект- 60 . рально неоднородной активной среде усилителя энергию. возбуждения даже при больших мощностях усиливаемого излучения.

Цель изобретения — увеличение коэффициента усиления по мощности.

Цель достигается тем, что в способе усиления ларерного излучения в спектрально неоднородных активных средах, включающем формирование мощного импульсного излучения со спектром, полуширина которого не превосходит однородную ширину штарковской компоненты спектра люминесценции активной среды, и пропускание излучения через активную среду, формируют, по .крайней мере, один дополнительный импульс излучения со спектром в области перекрытия наиболее, интенсивных штарковских компонент спектра люминесценции активной среды, при этом дополнительный импульс формируют в спектрально однородной активной среде.

На чертеже приведена штарковская структура линии люминесценции 1,0бмкм фосфатного неодимового стекла.

Штарковские компоненты,(ШК) обус- ловленные переходами Hs состояния а

F >< в состояние . ? „,пронумерова.4 ны в порядке возрастания длины волны, соответствующей максимуму интенсивности компоненты. Цифры 1-6 относятся к переходам с нижнего подуровня F а цифры 7-12 - к

2 переходам с верхнего подуровня 4F

s(z

На длине волны $ = 10545 нм, соответствующей максимуму люминесценции фосфатного стекла, в усилении эффективно участвуют шесть ШК (1, 2, 7, 8, 9 и 10), а с дополнительной линией излучения h =10580 нм число актуальных компонент возрастает до восьми (добавляются компоненты

3 и .11), поэтому увеличивается и доля запасенной энергии., которая может. быть извлечена мощным излучением из активной среды.

Использование предлагаемого способа лазерного и лучения имеет большую на 20% эффективность усиления по сравнению с прототипом.

Применение способа позволит увеличить выходную энергию импульсных неодимовых лазеров без дополнительных энергетических затрат.

Рассатриваемый способ усиления лазерного излучения позволяет уменьшить примерно на 10Ъ энергоемкость и связанные с ней весогабаритные характеристики накопителей энергии мощно< лазеров, что необходимо, в первую очередь, для мобильных приборов с импульсными лазерами.

1аво оВ

Техред A.Áàáèèåé

Редактор Л.Письман

Корректор Л.Пилипенко

Подписное

Филйал ППП Патент, r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4

Заказ 144/4 Тираж б38

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д.4/5