Выходное окно газоразрядной трубки газового лазера

 

Сущность изобретения: в газоразрядной трубке лазера выходное окно выполнено в виде двух пластин, причем зависимость показателя преломления от температуры материала одной пластины противоположна аналогичной зависимости материала другой пластины. 3 з.п. ф-лы, 3 ил., 1 табл.

Изобретение относится к квантовой электронике, в частности к лазерной технике. Цель изобретения - повышение стабильности параметров лазера, путем минимизации тепловых эффектов в окнах Брюстера. На фиг. 1-3 дано выходное окно. Толщина пластины зависит от расположения последней по отношению к основному окну и световому пучку. Зависимость n(T) для большинства оптических материалов можно представить в виде n(T) = n(T_o) + n 'Δ T, Δ T = T-T_o. Если окна сделаны из материала, у которого n (T) > 0, то для компенсатора (дополнительной пластины) подбирается материал m(T) = m(T_o) + m 'Δ T и m '< 0. Если, к тому же, m' и n' слабо зависят от Т (в идеале соnst), то возможны следующие варианты расчета толщины дополнительной пластины в зависимости от расположения окон и компенсатор относительно оси трубки: 1. Окна и компенсатор перпендикулярны оси трубки (фиг. 1). Оптическая длина в окнах будет α = na + +mb. При условии, что α не зависит от температуры, получаем n' a + m' b = 0; b/a = -n' /m' . Если n' = const, m' = const и, если распределение температуры в окне и компенсаторе одинаково, то компенсатор толщиной b = =-(n' /m')xa полностью скомпенсирует "тепловую линзу" окна. 2. Выходное окно расположено под углом Брюстера, а компенсатор перпендикулярен оси пучка, фиг. 2. Для этой системы: α = + mb₃ Согласно закону Снелла: sin β = nsin γ , где β = соnst, α/a = + m · Считая α не зависящим от Т, получим - = · · 3. Выходное окно под углом Брюстера, а компенсатор параллелен ему фиг. 3. Для этой системы α = + Используя закон Снелла sin β = nsin γ = msinα , получим = + · - = × × × ^.
Пример конкретного применения способа: Аргоновый лазер с окнами из плавленого кварца. Для линии 0,48 μ n' = 0,9676 x 10^-5oС^-1. В качестве компенсатора может быть использована пластина из кристаллического кварца, у которого для обыкновенной волны: m' = -0,502 ˙ 10^{-5 o}C^-1. В таблице приведены величины = для вариантов с компенсацией и для окна без компенсации для которого = . Интервал температур 20 ≅ Т ≅ 200^оС. Из приведенных данных видно, что применение компенсатора даже в режиме приближенном к оптимальному дает заметный эффект уменьшается на 2-4 порядка. Картина поперечных мод становится стабильной. Если же известна температура окна и компенсатор изготовлен для данной температуры компенсация будет оптимальной.

Формула изобретения

1. ВЫХОДНОЕ ОКНО ГАЗОРАЗРЯДНОЙ ТРУБКИ ГАЗОВОГО ЛАЗЕРА, содержащее плоскопараллельную оптически прозрачную пластину, отличающееся тем, что, с целью повышения стабильности выходных параметров лазера, окно снабжено дополнительной плоскопараллельной оптически прозрачной пластиной, выполненной из материала, имеющего противоположную зависимость показателя преломления от температуры, относительно материала основной пластины. 2. Окно по п.1, отличающееся тем, что пластины установлены параллельно друг другу и перпендикулярно направлению излучения лазера, при этом толщина дополнительной пластины b удовлетворяет следующему соотношению:
,
где a - толщина основной пластины;
n' и m' - производные по температуре показателей преломления материалов основной и дополнительной пластин соответственно. 3. Окно по п.1, отличающееся тем, что основная пластина установлена под углом Брюстера β к направлению излучения лазера, а дополнительная - перпендикулярно, при этом толщина дополнительной пластины удовлетворяет соотношению
,
где ,
n и m - показатели преломления материалов основной и дополнительной пластин соответственно. 4. Окно по п.1, отличающееся тем, что пластины расположены взаимно параллельно и под углом Брюстера к направлению излучения лазера, при этом толщина дополнительной пластины удовлетворяет соотношению

где

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5

MM4A Досрочное прекращение действия патента Российской Федерации на изобретение из-за неуплаты в установленный срок пошлины за поддержание патента в силе

Номер и год публикации бюллетеня: 2-2002

Извещение опубликовано: 20.01.2002        

---