Субмиллиметровый лазер с оптической накачкой

 

СУВМИгаШМЕТРОВЫЙ ЛАЗЕР С ОП- . ТИЧЕСКОЙ НАКАЧКОЙ, содержащий субмилI лиметровый резонатор с активной средой Н двумя зеркалами, первое из которых - полностью отражающее оптическое излучение, а второе вьтолнено в виде проволочной решетки, и соединенный с субмштлиметровым резонатором через окно связи лазер накачки, включающий разрядную трубку и перестраиваемый по частоте оптический резонатор, образованный дифракционной решеткой и первым зеркалом субмиллиметрового резонатора , отличающийся тем, что, с цепью уменьшения расходимости субмнплиметроного лазерного излучения при одновременном повьппении мощности субмиллиметровой гене-. рации, между вторым зеркалом субмиллиметройого резонатора и окном свя- . зи под углом к оси лазера установлена дополнительная проволочная решетка с нулевым азимутом, при этом первое зеркало субмиллиметрового резонатора выполнено в виде полностью отражающего субмшртимвтровое излуче-ние полуволнового фазового элемента и установлено с азимутом О или 9(f , окно свези расположено под углом g Брюстера к оси лазера и имеет нулевой аэюгут, диффракционная решетка (Л установлена с азимутом О или 90 , а азимут второго зеркала субмшшиметрового резонатора равен 90 ic6, причем ес удовлетворяет соотношению сС - I arcsin 2() где L - расстояние между зеркалами субмиллиметрового резонатора; ко а а - суммарные потери q - коэффициент усиления актив- , &д ной среды.

СОЮЗ СОВЕТСНИ)(WIIN

РЕСПУБЛИК

t1g} (Ю (51)5 Н 01 S. 3/0945

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДМ СтвЕННЦй НОМИтЕт СССГ

ПО ДЕЛАМ HSOEif% .ТВОЙ И OYHPbf7N1

К АВТОБУСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (46) 07,12.91, Бюл, Р 45 (21) 3788920/25 (22) 12,09,84 (71) Ордена Трудового Красного Знамени институт радиофизики и электроники АН УССР (72) F3.Е,Каменев и E.È.Kóëåmîâ (53) 621.375.8(088.8) (56) Фесенко Л.Д. и др. Оптимизация параметров субмиллиметровых лазеров с оптической. накачкой. Квантовая электроника, 1976, 3, В 47, с.1549.

Авторское свидетельство СССР

В 731505, кл. Н 01 S 3/096, 1979 (54)(57) СУБМЮШИИЕТРОВБЙ ЛАЗЕР С ОП ТИЧКСКОй НАКАЧкой, содержащий субмиллиметровый резонатор с активной средой и двумя зеркалами, первое из которых — полностью отражающее оптическое излучение, а второе выполнено в виде проволочной решетки, и соединенный с1 субмиллиметровым резонатором через окно связи лазер накачки, включающий разрядную трубку и перестраиваемый по частоте оптический резонатор, образованный дифракционной решеткой и первым зеркалом субмиллиметрового резонатора, отличающийся тем, что, с целью уменьшения расходимостн субмиллиметрового лазерного излучения при одновременном повышении мощности субмиллиметровой гене-. рации, между вторым зеркалом субмиллиметрового резонатора и окном свя-, зи под углом к оси лазера установлена дополнительная проволочная решетка с нулевым азимутом, при этом первое зеркало субмиллиметрового резонатора выполнено в виде полностью оТражающего субмию1лиметровое излуче-.. ние полуволнового фазового элемента и установлено с азимутом 0 или 9б, окно .связи расположено под углом

Брюстера к оси лазера и имеет нулевой азимут, диффракционная решетка о установлена с азимутом 0 или 90 а азимут второго зеркала субмиллн" о метрового резонатора равен 90 1ф, причем аС удовлетворяет соотношению

1 ., к ц,1а) где Ь - расстояние между зеркалами субмиллиметрового резонатора; а - суммарные потери, .

q — коэффициент усиления активной среды.

Ф 1? 631 . Изобр .TPHHe o HoeH es K KBBHTOBblM устройствам, предназначенным для генерирования субмиллиметрового излучения, а именно к. газовым лазерам с использованием в качестве источника накачки лазера оптического диан зона, и может найти использование в экспериментальной физике, например, в интерферометрах для диагностики плазмы, в радиоспектроскопии, в ис- 10 следованиях субмиллиметровой и квазиоптической техники.

Цель изобретения — уменьшение расходы ости субмиллиметрового излучения лазера при одновременном повыше- 1 нии мощности субмиллиметровой генерации.

Ма фиг.I изображен предлагаемый лазер; на фиг.2 — относительное азимутальное расположение элементов.

Субмиллиметровьп". лазер с оптической накачкой содержит субмиллиметровый резонатор, образованный отражающим полуволновым фаэовым элементом

1, выполненным, например, в виде дву- 25 о гранногр зеркала с углом 90 между гранями, и прозрачной для оптическо" го излучения решетчатой структурой 2, выполненной в виде одномерной проволочной решетки. Для получения поляри- 3О зованного оптического излучения и уменьшения потерь этого излучения окно 3 связи установлено под углом Брюстера к оси лазера. Лазер накачки включает диффракционную решетку 4 и разрядную трубку 5. Между решетчатой структурой 2 н окном 3 связи под углом к оси лазера установлена решетчатая структура 6, прозрачная для оптического излучения и отражающая субмиллиметровое излучение, выполненная, например, в виде одномерной проволочной решетки. Угол установки решетчатой структуры 6, с одной стороны, выбирается таким, чтобы решетчатая структура 6 полностью перекрывала падающий на нее пучок, а с другой стороны, отраженный от решетчатой структуры 6 пучок не попадал на решетчатую структуру.2.

Аэимутальное расположение этих элементов выбирают из следующих соображений. Поляризация оптического излучения задается окном 3 связи, установленным под углом Брюстера к оси лазера. Для этой поляризации введенная решетчатая структура 6 должна быть прозрачной. Далее дифракционная ре- . шетка 4 и отражаюший полуволновой 4a-, 6l 3 эовый элемент 1 не должны искажать поляризацию, которая задается окном 3 связи. Фазовый элемент 1 и дифракционная решетка 4 работают как при нуо левом, так и при 90 азимутах относительно азимута окна 3 связи. Решетчатая структура 2 выполнена отражающей для субмиллиметрового, излучения, поэтому направление проволок этой структуры должно совпадать с направлением поляризации субмиллиметрового излучения.

Незначительное отклонение на угол о, соответствующий максимальному yposню мощности субмиллиметрового излучения

aL = — arcsin

2 т где L — - расстояние между зеркалами субмиллиметрового резонатора; суммарные потери; — коэффициент усиления активной среды азимутов фазового

Ф элемента 1 и решетчатой структуры 2, приводит к излучению иэ резонатора через- решетчатую структуру 2 части запасенной в субмиллиметровом резонаторе мощности, равной sin 2ì, причем направление поляризации этого вышедшего субмнллиметрового излучения перпендикулярно к направлению проволок решетчатой структуры 2.

Устройство работает следующим образом. Поляризованное оптическое излучение, генерируемое в разрядной трубке 5, проходит беэ потерь через окно 3 связи, решетчатую структуру ,6 и решетчатую структуру 2, заполняет оптический резонатор образованньм отражающим полуволйовым фазовым элементом 1 и днфракционной решеткой 4. Оптический резонатор с помощью дифракционной решетки 4 настраивается так, чтобы оптическое излучение возбуждало молекулу рабочего га-. за, заполняющего субмнллнметровый резонатор. Возбуждение этих молекул преобразуется в поляризованное субмиллиметровое излучение субмиллиметровым резонатором, образованным отражающим полуволновым фаэовым элементом 1 и решетчатой структурой 2. При этом субмиллиметровое излучение, запасенное в субмиллиметровом резонаторе, имеет ту же поляризацию, что и оптическое излучение. Поскольку имеется угол ® между азимутом отражающего полуволнового фазового элемента 1 и азиСоставитель G. Исаева

Техред 0.Гортвай Корректор C. Шекиар

Редактор Т. Зубкова

Тираж Подписное

ВНИКПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113О35, Иосква, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 4о62

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 з 126 иутом решетчатой структуры 2, то иэ субииллииетрового резонатора будет выходить часть запасенной в неи иоцности субииллииетрового излучения, равная яха 2а4 с поляризацией, орто- гональной проволокаи решетчатой структуры 2. вышедшее субииллииетровое излучение падает на решетчатую структуру 6, отражается от нее и через

З1Г.1 специальное окно, проэра ное для губииллии; трового излучения, выходит нлПредлагаеиый лазер обладает малой расходииостью излучения и повышенной иошностью субииллииетровой генерации при определенном иодовои распределе нии в выходном пучке.