Лазер

 

Изобретение относится к квантовой электронике и может быть использовано в инфракрасных твердотельных лазерах. Цель изобретения - повышение мощности излучения на длине волны около 2,7 мкм посредством формирования гигантского импульса. Лазер содержит резонатор, образованный глухим 1 и выходным 2 зеркалами. Внутри резонатора на оптической оси расположены активный элемент 3 и электрооптический модулятор 4. Активный элемент 3 выполнен из кальций-ниобий-галлиевого граната, активированного ионами эрбия и сенсибилизированными ионами хрома. Модулятор 4 содержит элемент из ниобата лития, причем торцы элемента срезаны под углом Брюстера к оптической оси для длины волны излучения лазера. 3 ил.

Изобретение относится к квантовой электронике и используется в инфракрасных твердотельных лазерах.

Известен лазер, содержащий резонатор, образованный глухим и выходным зеркалами, внутри которого на оптической оси расположены активный элемент со структурой граната и модулятор. Недостатком этого лазера является невозможность получения излучения на длине волны около 2,7 мкм.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является лазер, содержащий резонатор, образованный глухим и выходным зеркалами, внутри которого на оптической оси расположены активный элемент и электрооптический модулятор, содержащий элемент из ниобата лития.

Недостатком этого лазера является недостаточно высокая мощность излучения на длине волны около 2,7 мкм при формировании гигантского импульса.

Целью изобретения является повышение мощности излучения на длине волны около 2,7 мкм при формировании гигантского импульса.

Цель достигается тем, что в лазере, содержащем резонатор, образованный глухим и выходным зеркалами, внутри которого на оптической оси расположены активный элемент и электрооптический модулятор, содержащий элемент из ниобата лития, активный элемент выполнен из кальций-ниобий-галлиевого граната, активированного ионами эрбия и сенсибилизированного ионами хрома, элемент модулятора выполнен с торцами, срезанными под углом Брюстера к оптической оси, а выходное зеркало выполнено с коэффициентом отражения от 80 до 95% На фиг. 1 показана блок-схема лазера; на фиг. 2 электрооптический модулятор; на фиг. 3 элемент модулятора, выполненный с торцами, которые срезаны под углом Брюстера.

Лазер содержит резонатор, образованный глухим 1 и выходным 2 зеркалами. Внутри резонатора на оптической оси расположены активный элемент 3 и электрооптический модулятор 4. Активный элемент 3 выполнен из кальций-ниобий-галлиевого граната, активированного ионами эрбия и сенсибилизированного ионами хрома. Модулятор 4 содержит элемент 5 из ниобата лития. В известном модуляторе (фиг. 2) торцы элемента 5 перпендикулярны оптической оси, поэтому модулятор с необходимостью содержит поляризатор 6, который вносит дополнительные потери, повышает порог генерации и снижает мощность излучения при формировании гигантского импульса. В новом модуляторе (фиг. 3) торцы элемента 5 срезаны под углом Брюстера на длине волны излучения лазера (фиг. 1), при этом отпадает необходимость использования дополнительного поляризатора.

Лазер работает следующим образом.

В исходном состоянии после подачи накачки, запирающего напряжения на модулятор 4 и отсутствии модулирующего напряжения на нем ионы эрбия в активном элементе 3 переходят в возбужденное состояние, однако генерация лазера отсутствует, так как излучение не проходит через модулятор 4. При подаче модулирующего напряжения на модулятор 4 создаются условия для прохождения излучения через него, формируется гигантский импульс и повышается мощность излучения лазера, причем излучение лазера является одномодовым. Выполнение активного элемента 3 из кальций-ниобий-галлиевого граната, активированного ионами эрбия и сенсибилизированного ионами хрома, а элемента 5 электрооптического модулятора 4 из ниобата лития с торцами, срезанными под углом Брюстера к оптической оси для длины волны излучения лазера обеспечивают мощную генерацию излучения на длине волны около 2,7 мкм за счет формирования гигантского импульса, если выходное зеркало выполнено с коэффициентом отражения от 80 до 95% Из кристаллов кальций-ниобий-галлиевого граната, выращенных по методу Чохральского, вырезали элементы 5х35 мм. Торцы элемента из ниобата лития срезали под углом Брюстера для длины волны 2,7 мкм, равным приблизительно 65^о. Глухое зеркало 1, выполненное из золота, имело радиус кривизны 2 м. Выходное зеркало 2 было плоским, а его коэффициент отражения варьировали от 80 до 95% При указанных размерах активного элемента 3 максимальная мощность излучения получена при коэффициенте отpажения 85-90% Длина резонатора составляла 33 см. Для накачки использовали лампу ИНП 5/60. При энергии накачки 220 Дж получено одномодовое излучение на длине волны 2,700 ± 0,005 мкм с энергией в импульсе 4 мДж и длительностью 200 нс.

Формула изобретения

ЛАЗЕР, содержащий резонатор, образованный глухим и выходным зеркалами, внутри которого на оптической оси расположены активный элемент и электрооптический модулятор, содержащий элемент из ниобата лития, отличающийся тем, что, с целью повышения мощности излучения на длине волны около 2,7 мкм при формировании гигантского импульса, активный элемент выполнен из кальций-ниобий-галлиевого граната, активированного ионами эрбия и сенсибилизированного ионами хрома, элемент модулятора выполнен с торцами, срезанными под углом Брюстера к оптической оси, а выходное зеркало выполнено с коэффициентом отражения 80 95%

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3