Двулучепреломляющий селектор линии генерации широкополосных перестраиваемых лазеров

 

Изобретение относится к области квантовой электроники и может быть использовано для управления спектром излучения широкополосных перестраиваемых лазеров. Целью изобретения является обеспечение стабильности режима синхронизации мод лазера при максимальной ширине линии генерации и упрощение процесса изготовления селектора. Селектор представляет собой плоскопараллельную пластинку из кристаллического кварца, установленную на оси резонатора лазера под углом Брюстера и имеющую возможность поворота относительно нормали к поверхности. Выбор значения угла β между направлением оптической оси пластины и ее поверхностью в пределах 43 - 50дает возможность увеличить необходимую толщину пластины h:r=λ{[n²-sin²(arctg n₀)]^1/2- [n²-sin²(arctg n₀)]^1/2}^-1 , где λ - длина волны излучения в центре диапазона перестройки; n и n₀ - показатели преломления для необыкновенной и обыкновенной волн до величины около 1 мм. Это упрощает процесс его изготовления, позволяет улучшить оптическое качество. 3 ил.

Изобретение относится к области квантовой электроники и предназначено для управления спектром излучения широкополосных перестраиваемых лазеров с однородно уширенной линией усиления, таких как синхронно накачиваемые лазеры на красителях и центрах окраски или лазеры этих типов с пассивной или гибридной синхронизацией мод, солитонные лазеры. Целью изобретения является обеспечение стабильности режима синхронизации мод лазера при максимальной ширине линии генерации, упрощение процесса изготовления селектора. Сущность изобретения заключается в таком выборе ориентации оптической оси селектора и его толщины, который бы обеспечил выделение линии генерации с помощью максимума пропускания первого порядка при относительно большой толщине пластины. На фиг. 1 изображена геометрия двулучепреломляющей пластины; на фиг. 2 - зависимости толщины одноволновой фазовой пластины от углаβ для излучения с длиной волны 800 нм (кривая 1) и 600 нм (кривая 2); на фиг. 3 - спектральные функции пропускания предложенного селектора в центре рабочего диапазона перестройки (кривая 3) и на его границе (кривая 4). ОА - оптическая ось кристалла, ОС - преломленный луч, ϕ- угол между плоскостью падения света ОВС и проекцией оптической оси на поверхность пластины, i - угол падения света. Меняя уголβ можно управлять разницей показателей преломления обыкновенной и необыкновенной волн. При толщине пластины h, равной h= λ{ [n²- sin²(arctg n_o)] ^1/2-[n_o²-sin²(arctg n_o)] ^1/2} ^-1, где λ- длина волны излучения в центре рабочего диапазона перестройки; n, n_o- главные значения показателей преломления необыкновенной и обыкновенной волн в кристаллическом кварце для излучения с длиной волны λ, обеспечивается возможность работы селектора на первом максимуме пропускания. При этом на рабочей длине волныλ_o разность фаз обыкновенной и необыкновенной волн на выходе селектора равна 2π и прошедшая волна имеет ту же поляризацию, что и падающая. Перестройка селектора (изменениеλ_o ) производится поворотом пластинки относительно нормали к поверхности. При углах β= 43-50^о толщина одноволновой пластины составляет 0,6-2,1 мм для света с длиной волны 600 нм и 0,8-2,6 мм для света с длиной волны 800 нм. Пластины с ориентацией оптической оси под угломβ из диапазона 50^о< β< 63^о теряют свою работоспособность из-за влияния естественной оптической активности на поворот плоскости поляризации падающего света. При β>63^о толщины однодволновых пластин составляют менее 0,45 нм для света с длиной волны 600 нм. Сравнительно большая толщина пластины существенно упрощает процесс изготовления предложенного селектора. Из-за относительно большой угловой дисперсии ≈20 нм/град контраст функции пропускания предложенного селектора изменяется незначительно при широкодиапазонной перестройке спектрального положения максимума пропускания, что также явлется преимуществом устройства (фиг. 3). Большая толщина пластины позволяет улучшить также оптическое качество селектора. (56) Техническое описание группы лазерных приборов фирмы "Coherent Radiation" ВЦП. М. Перевод N Б-30302, 1979. Mitschke E. , Mollenauer L. Stabilizing the soliton laser. IEEE, J. of Quant Electr. , 1986, v. QE-22, N 12, р. 2242-2250.

Формула изобретения

ДВУЛУЧЕПРЕЛОМЛЯЮЩИЙ СЕЛЕКТОР ЛИНИИ ГЕНЕРАЦИИ ШИРОКОПОЛОСНЫХ ПЕРЕСТРАИВАЕМЫХ ЛАЗЕРОВ, представляющий собой плоскопараллельную пластинку из кристаллического кварца, отличающийся тем, что, с целью обеспечения стабильности режима синхронизации мод лазера при максимальной ширине линии генерации и с целью упрощения процесса изготовления селектора, угол β между направлением оптической оси пластины и ее поверхностью имеет значение в пределах 43 - 50^o, а толщина пластины h имеет значение h= λ{ [n²-sin²(arctgn₀)] ^1/2-[n²₀-sin²(arctgn₀)] ^1/2} ^-1 где λ - длина волны излучения в центре рабочего диапазона перестройки; n, n₀ - показатели преломления необыкновенной и обыкновенной волн кристаллического кварца для излучения с длиной волны λ.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3