Линейный синхронно накачиваемый лазер со сталкивающимися импульсами

 

Изобретение относится к квантовой электронике и предназначено для эффективного формирования сверхкоротких лазерных импульсов. Цель изобретения - уменьшение длительности световых импульсов. Поставленная цель достигается тем, что в синхронно накачиваемом лазере со сталкивающимися импульсами по ходу пучка на оси резонатора последовательно располагают плоское зеркало 1, установленное перпендикулярно оси резонатора, сферическое зеркало 3, струю 4 раствора генерирующего красителя, в которую введен также насыщающийся поглотитель, второе сферическое зеркало 5 и плоское выходное зеркало 6 с пропусканием, установленное перпендикулярно оси резонатора. Комбинированная струя 4 при первом прохождении через нее световых импульсов является усиливающей средой, а второй раз работает как насыщающийся поглотитель. Зеркало накачки 8 располагают так, чтобы обеспечить совпадение направлений распространения излучения накачки в струе 4 раствора генерирующего красителя с направлением светового пучка, отраженного от плоского зеркала 6. Для создания эффективного режима сталкивания импульсов осуществляют синхронное перемещение двух плоских зеркал 1 и 6 резонатора. Плечи резонатора выравнивают. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к квантовой электронике и предназначено для эффективного формирования сверхкоротких лазерных импульсов. Целью изобретения является уменьшение длительности световых импульсов. На чертеже схематически изображен лазер. Лазер имеет первое плоское зеркало 1, установленное перпендикулярно оси резонатора на подвижном элементе 2 системы подстройки длины резонатора, первое сферическое зеркало 3, струю 4 раствора генерирующего красителя с введенным насыщающимся поглотителем, второе сферическое зеркало 5 и второе плоское, частично отражающее зеркало 6, являющееся выходным зеркалом, установленное перпендикулярно оси резонатора на подвижном элементе 7 системы подстройки его положения, обеспечивающем возможность подстраивать расстояние от второго плоского зеркала 6 до струи 4, второе сферическое зеркало 5 является зеркалом ввода излучения накачки. Лазер работает следующим образом. Предположим, что длина резонатора равна C/2ν при n = 1 (С - скорость света, ν - частота следования импульсов накачки, n - целое число). Пришедший импульс накачки, отразившись от зеркала 8, фокусируется на струе 4, где возбуждает молекулы генерирующего красителя. В противоположные стороны от струи разбегаются два генерационных импульса, которые, отразившись от сферических зеркал 3 и 5, попадают на плоские зеркала 1 и 6. Отразившись от плоских зеркал, они возвратятся по тому же пути к струе и встретятся в ней по истечении времени 1/2ν, так как длины плеч резонатора равны. В этот момент импульс накачки не поступает, он придет только через 1/ν секунд, и генерационные импульсы взаимодействуют в среде с насыщающимся поглотителем без усиления. Возможны и повторные встречи в этой же струе без усиления, если длина резонатора выбирается меньшей, а именно C/2νn. Импульс, приходящий в струю со стороны выходного пропускающего зеркала, может оказаться слабее по мощности. Для компенсации этого эффекта зеркало накачки располагают так, чтобы обеспечить совпадение направлений распространения излучения накачки в струе раствора генерирующего красителя с направлением светового пучка, отраженного от выходного плоского зеркала. Тем самым уровень изменений инверсной населенности, а следовательно, и коэффициент усиления будет больше для ослабленного импульса. Для точного выравнивания обоих импульсов по мощности осуществляют синхронное перемещение двух плоских зеркал резонатора, обеспечивая тем самым наиболее эффективный режим сталкивания импульсов. При синхронной накачке аргоновым многолинейным лазером с длительностью импульса ≈300 пс описанный лазер на красителе устойчиво генерировал импульсы короче 0,1 пс. Таким образом, описанная схема резонатора позволяет получить сверхкороткие импульсы в линейном синхронно накачиваемом лазере на красителе, который отличается простотой конструкции по сравнению с кольцевыми лазерами.

Формула изобретения

1. Линейный синхронно накачиваемый лазер со сталкивающимися импульсами, содержащий средство для создания струи раствора генерирующего красителя с введенным в нее насыщающимся поглотителем между двумя сферическими зеркалами, два плоских концевых зеркала резонатора, одно из которых снабжено системой подстойки длины резонатора, и зеркало ввода в резонатор излучения синхронной накачки, отличающийся тем, что, с целью уменьшения длительности световых импульсов, второе плоское концевое зеркало резонатора снабжено системой подстройки длины резонатора, активная среда расположена на равных расстояниях от плоских концевых зеркал резонатора с точностью до ее толщины, а длина резонатора выбрана равной C/2νn, где С - скорость света; ν - частота следования импульсов синхронной накачки; n - целое число. 2. Лазер по п.1, отличающийся тем, что зеркало ввода излучения накачки в резонатор лазера установлено так, что излучение накачки и световой пучок, отраженный от выходного плоского зеркала, поступают в струю раствора генерирующего красителя с одной стороны.

РИСУНКИ

Рисунок 1