Резонатор лазера

Изобретение относится к квантовой электронике и может быть использовано в конструкциях лазеров. Резонатор лазера содержит опорную конструкцию и несущую конструкцию с установленными на ней зеркалами и снабженную двумя устройствами для крепления на опорной конструкции. Одним из крепежных устройств является карданный шарнир, обеспечивающий неподвижность одной точки несущей конструкции относительно опорной конструкции и не передающий на несущую конструкцию недопустимых изгибающих моментов. Второе крепежное устройство обеспечивает определенное угловое положение несущей конструкции относительно опорной конструкции, не препятствуя перемещению точек несущей конструкции вдоль оси, проходящей через центр карданного шарнира и не передавая на несущую конструкцию недопустимые изгибающие моменты. Второе крепежное устройство может быть выполнено в виде упругодеформируемой конструкции в направлении вдоль оси, проходящей через центр карданного шарнира, или в виде рычагов, каждый из которых лежит в плоскости, перпендикулярной оси, проходящей через центр карданного шарнира. Технический результат - повышение устойчивости оптического резонатора лазера при вибрационных, ударных и тепловых воздействиях. 5 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Изобретение относится к квантовой электронике и может быть использовано в конструкциях лазеров.

Известен лазер, в котором резонатор выполнен в виде каркаса из планок, установленного на опорах на массивном основании, а внутри каркаса установлены активные элементы и отражающие зеркала (см. патент США №4468777, Н01А 3/08, НКИ 372-107, 1984). Недостатком известного устройства является его недостаточная деформационная устойчивость.

Наиболее близким к заявляемому по своей технической сущности и достигаемому результату является резонатор лазера, содержащий несущую конструкцию, выполненную в виде двух плит с закрепленными на них зеркалами, связанных между собой стержнями, и снабженную опорами, размещенными на торцах плит (см. патент RU №2138108, H01S 3/08, 1998). Недостатком известного устройства является пониженная устойчивость опор к вибрационным и ударным воздействиям.

Заявляемый в качестве изобретения резонатор направлен на повышение устойчивости к вибрационным и ударным воздействиям.

Указанный результат достигается тем, что резонатор лазера содержит опорную конструкцию и несущую конструкцию с установленными на ней зеркалами и снабженную двумя устройствами для крепления на опорной конструкции. Одним из крепежных устройств является карданный шарнир, обеспечивающий неподвижность одной точки несущей конструкции относительно опорной конструкции и не передающий на несущую конструкцию недопустимые изгибающие моменты. Второе крепежное устройство обеспечивает определенное угловое положение несущей конструкции относительно опорной конструкции, не препятствуя перемещению точек несущей конструкции вдоль оси, проходящей через центр карданного шарнира, и не передавая на несущую конструкцию недопустимые изгибающие моменты.

Указанный результат достигается также тем, что вторым крепежным устройством является крепление в виде рычагов, каждый из которых находится в плоскости, перпендикулярной оси, проходящей через центр карданного шарнира.

Указанный результат достигается также тем, что элементарными шарнирами в карданном шарнире являются гибкие элементы.

Указанный результат достигается также тем, что вторым крепежным устройством является крепление в виде одной или нескольких гибких пластин с плоскостями, перпендикулярными оси, проходящей через центр карданного шарнира.

Указанный результат достигается также тем, что вторым крепежным устройством является крепление в виде мембраны с плоскостью, перпендикулярной оси, проходящей через центр карданного шарнира.

Указанный результат достигается также тем, что вторым крепежным устройством является крепление в виде расчалок, каждая из которых расположена в плоскости, перпендикулярной оси, проходящей через центр карданного шарнира.

Отличительными признаками заявляемого резонатора лазера являются:

- крепление одной точки несущей конструкции относительно опорной конструкции с помощью карданного шарнира;

- обеспечение определенного углового положения несущей конструкции относительно опорной конструкции с помощью крепежного устройства, допускающего перемещение точек несущей конструкции вдоль оси, проходящей через центр карданного шарнира.

Крепление несущей конструкции на опорной конструкции с помощью двух устройств, одним из которых является карданный шарнир, а вторым - крепежное устройство, обеспечивающее конструктивно определенное угловое положение несущей конструкции относительно опорной конструкции и не препятствующее передвижению точек несущей конструкции вдоль оси, проходящей через центр карданного шарнира, что не изменяет угловое положение, но позволяет исключить передачу между несущей и опорной конструкциями недопустимых изгибающих моментов при тепловых и механических воздействиях, а достаточно жесткие связи обеспечат повышенную ударо- и виброустойчивость крепления.

Использование в опорных конструкциях гибких элементов (пластин, мембран, растяжек) позволяет исключить возможность образования зазоров и тем самым повысить надежность подвески при ударных и вибрационных нагрузках.

На фиг.1 схематично представлено крепление несущей конструкции к опорной конструкции при помощи карданного шарнира и рычагов.

На фиг.2 схематично представлено крепление несущей конструкции при помощи карданного шарнира, в котором роль элементарных шарниров выполняют гибкие элементы.

На фиг.3 и 4 схематично показано использование в качестве крепежного устройства мембраны и расчалок соответственно.

Резонатор лазера имеет несущую конструкцию 1, на которой установлены зеркала (не показаны). Несущая конструкция крепится на опорной конструкции 2 с помощью двух устройств. Первым крепежным устройством является карданный шарнир 3, а вторым - крепежное устройство в виде рычагов 4, расположенных в плоскости, перпендикулярной оси, проходящей через центр карданного шарнира (см. фиг.1). Карданный шарнир может быть выполнен с элементарными шарнирами в виде гибких элементов 5 (см. фиг.2), а второе крепежное устройство может быть выполнено в виде гибких пластин 6 или мембраны 7, плоскости которых перпендикулярны оси, проходящей через центр карданного шарнира, или в виде расчалок 8, лежащих в плоскости, перпендикулярной оси, проходящей через центр карданного шарнира (см. фиг.2-4).

Работа резонатора лазера осуществляется следующим образом. Активная среда, находящаяся в резонаторе, возбуждается известным способом и возникает излучение 9 (на фиг.1-4 показано стрелкой), формирующееся зеркалами резонатора лазера, установленными на несущей конструкции 1 в строго определенном положении друг относительно друга. В процессе работы несущая конструкция 1 нагревается, а опорная конструкция 2 может как нагреваться, так и охлаждаться, в зависимости от внешних температурных воздействий. Кроме того, конструкция может подвергаться ударным и вибрационным воздействиям. Все это приводит к изменению линейных размеров несущей конструкции 1 относительно опорной конструкции 2. Поскольку карданный шарнир 3 закрепляет неподвижно только одну точку несущей конструкции 1 относительно опорной конструкции 2, а второе крепежное устройство позволяет перемещаться точкам несущей конструкции относительно опорной конструкции в направлении оси, проходящей через неподвижно закрепленную точку (центр карданного шарнира), то при любых относительных деформациях несущей и опорной конструкций между ними не передаются недопустимые изгибающие моменты, способные привести к разъюстировке резонатора лазера.

1. Резонатор лазера, содержащий опорную конструкцию и несущую конструкцию с установленными на ней зеркалами и снабженную элементами крепления, отличающийся тем, что несущая конструкция крепится на опорной конструкции с помощью двух устройств: одним крепежным устройством является карданный шарнир, а вторым - устройство, обеспечивающее определенное угловое положение несущей конструкции относительно опорной конструкции и не препятствующее передвижению точек несущей конструкции вдоль оси, проходящей через центр карданного шарнира.

2. Резонатор по п.1, отличающийся тем, что вторым крепежным устройством является крепление в виде двух рычагов, каждый из которых лежит в плоскости, перпендикулярной оси, проходящей через центр карданного шарнира.

3. Резонатор по п.1, отличающийся тем, что элементарными шарнирами в карданном шарнире являются гибкие элементы.

4. Резонатор по п.1, отличающийся тем, что вторым крепежным устройством является крепление в виде одной или нескольких гибких пластин с плоскостями, перпендикулярными оси, проходящей через центр карданного шарнира.

5. Резонатор по п.1, отличающийся тем, что вторым крепежным устройством является крепление в виде мембраны с плоскостью, перпендикулярной оси, проходящей через центр карданного шарнира.

6. Резонатор по п.1, отличающийся тем, что вторым крепежным устройством является крепление в виде расчалок, каждая из которых лежит в плоскости, перпендикулярной оси, проходящей через центр карданного шарнира.