Лазер с накачкой излучением солнца

 

СОЮЗ СОВЕтСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

„,SU, 1208591 (5g 4 Н 01 S 3/093

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР пО делАм изОБРетений и ОтнРытий (21) 3753820/24-25 (22) 15.06.84 (46) 30.01.86. Бюл. Ф 4 (71) Институт высоких температур

АН УССР (72) Л.И. Авакянц, И.M. Бужинский, А.Л. Голгер, В.А. Гуренко и И.И. Климовский (53) 621.378.8(088.8) (56) Голгер А.Л., Климовский И.И.

Лазеры с накачкой солнечным излучением. — Квантовая электроника, т. 11, 1984, 11 2,233-256.

Патент США Р 3946333, кл. 333-94>5, 1976. (54)(57) ЛАЗЕР С НАКАЧКОЙ ИЗЛУЧЕНИЕМ

СОЛНЦА, содержащий гелиоконцентратор, активный элемент, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью увеличения выходной мощности и КПД и упрощения конструкции, гелиоконцентратор выполнен из двух протяженных оптически сопряженных элементов: параболоцилиндрического зеркала и обрашенного к нему входным окном и заполненного прозрачной.преломляющей средой параболоцилиндрического фоклина с отражающими стенками, расположенных так, что их продольные плоскости симметрии совпадают, и отражающей цилиндрической оболочки, при этом плоскость входного окна фоклина расположена в фокальной плоскости параболоцилиндрического зеркала, отношение поперечного размера входного окна фоклина к фокусному расстоянию параболоцилиндрического зеркала равно угловому размеру Солнца, параметрический угол фоклина с(, коэффициент преломления и заполняющей его среды и отношение 6, поперечного размера апертурной диафрагмы параболоцилиндрического зеркала к поперечному размеру. входного окна фоклина связаны соотношением (g+ 1) 2,29 10 i

° n ° sin о, а в фокусе фоклина, в плоскости его выходного окна распо) ложена совпадающая, с ним по размеру входная щель цилиндрической оболочки, внутри котрой размещен активный элемент лазера.

1208591

Составитель Н. Кравцов

Техред С.Мигунова

Корректор С. Шекмар

Редактор А. Ревин

Заказ 297/60 Тираж 598

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Филиал ППП "Патент", r Ужгород, ул. Проектная, 4

Изобретение огносится к лазерной технике, а конкретнее — к твердотельным лазерам с оптической накачкой солнечным излучением, и может быть использовано в энергетических лазерных установках, в лазерной химии, металлургии и т.д.

Цель изобретения — увеличение выходной мощности, КПД и упрощение конструкции лазера, На чертеже. изображен предлагаемй лазер.

Лазер содержит гелиоконцентратор, состоящий из двух протяженных совпадающих по длине оптически сопряженных элементов: параболоцилиндрического зеркала 1 и параболоцилинд,рического фоклина 2 с зеркальными стенками 3, заполненного прозрачной средой 4. Фоклин имеет входное окно

5 и выходное окно 6, которое совпадает с входной щельй отражающей цилиндрической оболочки 7, внутри которой расположен активный элемент 8.

Зеркало 1 и фоклин 2 расположены так, что для фокусировки падающего на параболоцилиндрическое зеркало 1 солнечного излучения 9 они являются сопряженными оптическими системами, т.е. фокальная плоскость параболоци 0 линдрического зеркала 1, и входное окно 5 фоклина 2 совпадают, а параметрический угол о(фоклина 2, коэффициент п преломления заполняющей его среды 4 и отношение $ попереч- д ного размера апертурной диафрагмы зеркала 1 к поперечному размеру входного окна 5 фоклина 2 связаны соотно шением (ф + I) = 2,29 10 n ° sin д . !

Отношение й, поперечного размера апертурной диафрагмы зеркала 1 к поперечному размеру выходного окна 6 фоклина

2 составляет величину ; 2,29 ° 10 и, так что при п 1 — 2, 3 „230 — 250, что достаточно для получения лазерной генерации в неодимовых световодах.

Лазер работает следукщим образом.

Параболоцилиндрическое зеркало 1 фокусирует падающее на него солнечное излучение 9 на входное окно 5 параболоцилиндрического фоклина 2.

Благодаря сопряженности зеркала 1 и фоклина 2 все солнечное излучение

9„ сфокусированное зеркалом 1, прохоцит фоклин 2 и, преломляясь в заполняющей его среде 4 и отражась от

его зеркальных стенок 3, фокусируется в плоскости его выходного окна 6 на боковую поверхность расположенного здесь активного элемента 8 лазера.

Поглощаясь в активном элементе 8, солнечное излучение создает инверсную населенность, необходимую для стимулированного излучения.

Важной особенностью предлагаемого лазера с солнечной накачкой является его способность генерировать лазерное излучение с высоким КПД в течение 5-6 ч непрерывной работы беэ слежения гелиоконцентратора за солнцем, в то время как в известных лазерах с солнечной накачкой непрерывная в течение дня работа невозможна без использования устройства слежения г за солнцем.