Оптоэлектронный усилитель

Авторы патента:

H01S3/23 - размещение двух или более лазеров, не отнесенных к группам H01S 3/02-H01S 3/22, например тандемное размещение обособленной активной среды (только полупроводниковых лазеров H01S 5/40)

Владельцы патента RU 2486648:

Часовской Александр Абрамович (RU)

Устройство относится к области оптоэлектроники. В оптоэлектронном усилителе оптический выход второго повернутого отражательного зеркала через первое повернутое отражательное зеркало, через первую корректирующую линзу, через первый оптоэлектронный преобразователь, через вторую корректирующую линзу связан с оптическим входом лазера, имеющим оптический выход, связанный через первое повернутое полупрозрачное зеркало через второй оптоэлектронный преобразователь с оптическим входом третьей корректирующей линзы. При этом оптический выход третьей корректирующей линзы связан с оптическим входом второго лазера, имеющего оптический выход, связанный через второе повернутое полупрозрачное зеркало, через третье повернутое отражательное зеркало, через первое повернутое полупрозрачное зеркало с оптическим входом второго повернутого отражательного зеркала. Технический результат заключается в обеспечении возможности увеличения усиления световой энергии. 1 ил.

Изобретение относится к области оптоэлектроники и может быть использовано в оптических системах.

Известен оптоэлектронный усилитель, представленный как лазерный передатчик, изложенный в патенте автора №22704998. Он состоит из оптоэлектронного преобразователя, излучающего свет с помощью электролюминофора. На вход преобразователя поступает световая энергия от лазера через три повернутых отражательных зеркала и корректирующую линзу. В преобразователе световая энергия усиливается и изменяет спектр путем подбора люминофора. Излучение поступает далее через корректирующую линзу на оптический вход вышеупомянутого лазера для осуществления дополнительной накачки. При этом частота света, поступающего на оптический вход лазера, превышает частоту его излучения, обеспечивая увеличение световой энергии с оптического выхода лазера. Однако величина усиления не всегда достаточна.

Известен оптоэлектронный усилитель, входящий в состав оптоэлектронного осветителя, изложенного в патенте №2420688. В нем в отличие от вышеупомянутого устройства вводится вместо первого повернутого отражательного зеркала, повернутое полупрозрачное зеркало. При этом пучок света от лазера проходит через это полупрозрачное зеркало на оптический вход второго оптоэлектронного преобразователя, который также может формировать тот же спектр, что и первый оптоэлектронный преобразователь, и его оптический выход может быть связан с оптическим входом корректирующей линзы, выполняющей функции объектива. Таким образом обеспечивается увеличение усиления световой энергии. Однако величина усиления также может быть недостаточна. С помощью предлагаемого устройства увеличивается величина усиления световой энергии.

Достигается это введением второго лазера, второго повернутого полупрозрачного зеркала и третьего повернутого отражательного зеркала, при этом оптический выход третьей корректирующей линзы связан с оптическим входом второго лазера, имеющего оптический выход, связанный через второе повернутое полупрозрачное зеркало, через третье повернутое отражательное зеркало, через первое повернутое полупрозрачное зеркало с оптическим входом второго повернутого отражательного зеркала.

На фиг.1 и в тексте приняты следующие обозначения:

1 - лазер,

2 - корректирующая линза,

3 - оптоэлектронный преобразователь,

4 - корректирующая линза,

5, 6 - повернутые отражательные зеркала,

7 - повернутое полупрозрачное зеркало,

8 - повернутое отражательное зеркало,

9 - оптоэлектронный преобразователь,

10 - корректирующая линза,

11 - повернутое полупрозрачное зеркало,

12 - лазер,

при этом оптический выход оптоэлектронного преобразователя 9 через корректирующую линзу 10 связан с оптическим входом лазера 12, имеющим оптический выход, связанный через повернутое полупрозрачное зеркало 11, через повернутое отражательное зеркало 6, через повернутое полупрозрачное зеркало 7, через повернутое отражательное зеркало 8, через повернутое отражательное зеркало 5, через корректирующую линзу 4, через оптоэлектронный преобразователь 3, через корректирующую линзу 2 с оптическим входом лазера 1, оптический выход которого связан через повернутое полупрозрачное зеркало 7 с оптическим входом оптоэлектронного преобразователя 9.

Работа устройства осуществляется следующим образом. Лазер 1 формирует световой поток, который проходит через повернутое полупрозрачное зеркало 7 в оптоэлектронный преобразователь 9, где осуществляется усиление и изменение спектра света, излучающегося на определенной частоте, превышающей частоту излучения лазера 12. Это происходит путем подбора люминофора в преобразователе с определенным цветом свечения, например, так как показано в книге Верещагин И. К. «Введение в оптоэлектронику», М., Высшая школа, 1991 г., стр.62. Оптический выход оптоэлектронного преобразователя 9 связан через корректирующую линзу 10, с оптическим входом лазера 12, где осуществляется его накачка, при этом линза 10 обеспечивает освещение активного слоя лазера. В результате на оптическом выходе лазера 12 формируется усиленный световой луч с частотой ниже частоты, поступающей на вышеупомянутый вход этого лазера. С оптического выхода лазера 12 свет поступает через повернутое полупрозрачное зеркало 11, через повернутое отражательное зеркало 6, через повернутое полупрозрачное зеркало 7, через повернутое отражательное зеркало 8, через повернутое отражательное зеркало 5, через корректирующую линзу 4, через оптоэлектронный преобразователь 3, через корректирующую линзу 2 на оптический вход лазера 1. Оптоэлектронный преобразователь 3 выполнен аналогично оптоэлектронному преобразователю 9. Однако в отличие от лазера 12 в лазере 1 световой луч, поступающий на оптический вход, осуществляет дополнительную накачку лазера, а первичная накачка происходит от собственной лампы. В связи с этими мощность на выходе лазера 12 превышает мощность на выходе лазера 1. Кроме того, устанавливаются также расстояния лазера и отражательного зеркала от полупрозрачного зеркала, при которых осуществляется резонансный эффект и максимальная генерация света.

Кроме того, усиление может быть еще увеличено благодаря тому, что полупрозрачное зеркало 11 может иметь оптические связи по входу и выходу с определенным количеством следующих друг за другом аналогичных усилительных узлов. Предлагаемое устройство может быть использовано в передающих и приемных оптических системах, а также в системах, осуществляющих освещение больших площадей при использовании в оконечном преобразователе электролюминофора с широким спектром видимых лучей. Возможен вариант исполнения, когда используется замкнутый контур и вместо оконечного повернутого полупрозрачного зеркала используется повернутое отражательное зеркало, при этом в одном или большем числе лазеров для излучения световой энергии могут быть введены электрооптические отключающие устройства. При этом, изменив ориентацию каждого луча лазера, увеличивается и площадь излучения передающей системы, вместе с которой может быть использована и приемная оптическая система с тем же полем зрения и состоящая из предлагаемых усилительных узлов.

Таким образом, использование устройства увеличивает функциональные возможности оптических систем без существенного увеличения энергоресурсов, что увеличивает энергосбережение и обеспечивает экономический эффект.

Оптоэлектронный усилитель, состоящий из лазера, двух оптоэлектронных преобразователей, трех корректирующих линз, повернутого полупрозрачного зеркала и двух повернутых отражательных зеркал, где оптический выход второго повернутого зеркала через первое повернутое отражательное зеркало, через первую корректирующую линзу, через первый оптоэлектронный преобразователь, через вторую корректирующую линзу связан с оптическим входом лазера, имеющим оптический выход, связанный через первое повернутое полупрозрачное зеркало через второй оптоэлектронный преобразователь с оптическим входом третьей корректирующей линзы, отличающийся тем, что вводится второй лазер, второе повернутое полупрозрачное зеркало и третье повернутое отражательное зеркало, при этом оптический выход третьей корректирующей линзы связан с оптическим входом второго лазера, имеющего оптический выход, связанный через второе повернутое полупрозрачное зеркало, через третье повернутое отражательное зеркало, через первое повернутое полупрозрачное зеркало с оптическим входом второго повернутого отражательного зеркала.

Лазерное устройство с высокой пиковой мощностью для генерирования света в вакуумной ультрафиолетовой области спектра // 2301485

Усилитель // 2176121

Способ формирования когерентного оптического сигнала суммированием пучков излучения n лазеров в вершине конической поверхности и передатчик когерентного оптического излучения, реализующий этот способ // 2109384

Изобретение относится к области радиотехники и может быть использовано для создания пучков когерентного излучения с высокой плотностью мощности. .

Способ сложения мощности в лазерах при когерентной работе каждого из них // 172357

Лазерная система поражения цели // 2497064

Изобретение относится к космической и военной технике, а именно к лазерному вооружению. Лазерная система поражения цели включает рабочий лазер-усилитель и лазер наведения. Лазер наведения оснащен рассеивающей оптической системой. Резонатор рабочего лазера выполнен в виде двух сферических зеркал, одно из которых является полупрозрачным, с одинаковым радиусом кривизны R, расположенных на одной оси симметрии на расстоянии 2R друг от друга. Рабочий лазер работает в режиме усиления. Отраженные от цели лучи, проходящие через центр сферы, будут усиливаться, таким образом, рабочий лазер генерирует поток излучения, который движется в направлении цели по отраженному от цели лучу лазера наведения. Технический результат заключается в обеспечении возможности снижения времени прицеливания, в повышении точности поражения, а также в обеспечении возможности поражения групповой цели. 1 ил.

Панкратическая фокусирующая система // 2532649

Изобретение может быть использовано при создании мощных лазерных систем для фокусировки излучения на удаленные мишени. Система включает первый объектив, первый и второй линзовые компоненты которого установлены с возможностью перемещения вдоль оптической оси объектива. Третий линзовый компонент установлен неподвижно. Система включает дополнительный лазер и, по меньшей мере, один дополнительный, идентичный первому, объектив, расположенные таким образом, что оптические оси лазера и всех объективов пересекаются в одной точке. Расстояния от оптической оси лазера до оптических осей объективов одинаковы. Каждый объектив дополнительно включает плоскопараллельную пластину, установленную перед первым компонентом с возможностью поворота вокруг оси, перпендикулярной меридиональной плоскости системы. Все оптические компоненты объективов выполнены из кварцевого стекла. Плоскопараллельные пластины, первые и вторые компоненты объективов кинематически синхронизированы друг с другом. Технический результат - повышение точности настройки параметров лазерного излучения на мишени при одновременном увеличении передаваемой мощности излучения, повышение надежности и расширение его технологических возможностей. 3 ил.

Импульсно-периодический лазер на неодимовом стекле для накачки мощных титан-сапфировых усилителей, работающий с частотой повторения импульсов не менее 0,02 гц // 2548688

Импульсно-периодический лазер на неодимовом стекле для накачки мощных титан-сапфировых усилителей включает в себя задающий генератор, предусилитель, систему формирования пучка, изолятор Фарадея, кеплеров телескоп, поляризатор, основной двухпроходный усилитель на стержневых активных элементах из неодимового стекла и удвоитель частоты. Основной двухпроходный усилитель включает в себя одну или несколько пар идентичных квантронов со стержневыми активными элементами из неодимового стекла, установленных последовательно по лучу и запасающих каждая не менее 200 Дж энергии за один импульс накачки, а также линзу, вращатель Фарадея и ВРМБ-кювету, излучение в которую фокусируется упомянутой линзой. Причем между стержневыми активными элементами квантронов внутри каждой пары установлены вращатели поляризации на 90 градусов. Технический результат - разработка импульсно-периодического лазера с энергией импульсов несколько сотен джоулей и частотой их повторения не менее 0,02 Гц для накачки титан-сапфирового мультипетаваттного комплекса. 4 з.п. ф-лы, 5 ил.

Архитектура многопроходного усилителя для лазерных систем большой мощности // 2589274

Система для усиления светового потока включает в себя первый отражатель, первую апертуру, первый поляризатор, выполненный с возможностью отражать световое излучение, характеризующееся первым состоянием поляризации, набор зеркал и второй поляризатор. Также система включает в себя первый и второй наборы модулей-усилителей. Каждый модуль-усилитель из первого и второго наборов модулей-усилителей включает в себя входное окно, четвертьволновую пластину, пластинки-усилители и выходное окно. Технический результат состоит в повышении эффективности подавления паразитных мод посредством использования многопроходной конфигурации усиления. 8 з.п. ф-лы, 12 ил.

Многопроходный лазерный усилитель на дисковом активном элементе // 2607839

Многопроходный лазерный усилитель на дисковом активном элементе содержит активный элемент и две оптические системы для переноса изображения с лазерного активного элемента обратно на лазерный активный элемент. В усилителе угол отклонения нормали активного элемента от оптической оси первой оптической системы, а также угол между нормалью к лазерному активному элементу и осью второй оптической системы и угол падения входного лазерного излучения на лазерный активный элемент выбраны таким образом, что количество проходов лазерного излучения через активный элемент, полученное при помощи первой оптической системы, уменьшается по сравнению с максимально возможным Nmax. Технический результат заключается в обеспечении устойчивости к вибрациям, повышении порога самовозбуждения, увеличении эффективности извлечения запасённой энергии. 2 ил.

Лазер // 2623810

Изобретение относится к лазерной технике. Лазер содержит активный элемент, выполненный в виде стержня, по крайней мере один из торцов которого скошен относительно его продольной оси так, что угол между нормалью к торцу и продольной осью активного элемента превышает предельный угол полного внутреннего отражения. Боковая поверхность активного элемента, противоположная скошенному торцу, выполнена в виде окна, прозрачного для лазерного излучения. У скошенного торца активного элемента установлен источник накачки таким образом, чтобы излучение накачки проникало через торец в активный элемент. Одно из зеркал резонатора установлено напротив окна в активном элементе так, чтобы угол между осью зеркала и поверхностью скошенного торца был равен углу между этой поверхностью и осью активного элемента. Кроме того, введен лазерный усилитель, состоящий из второго источника накачки и второго активного элемента, по крайней мере один из торцов которого скошен относительно его продольной оси так, что угол между нормалью к торцу и продольной осью второго активного элемента превышает предельный угол полного внутреннего отражения. Боковая поверхность второго активного элемента, противоположная скошенному торцу, выполнена в виде окна, прозрачного для лазерного излучения. Второй источник накачки установлен у скошенного торца второго активного элемента таким образом, чтобы излучение накачки проникало через торец в активный элемент, причем второй активный элемент установлен своим окном напротив полупрозрачного зеркала. Технический результат заключается в обеспечении возможности повышения энергии выходного излучения лазера при минимальных габаритах устройства. 4 з.п. ф-лы, 2 ил.

Способ формирования синхронных последовательностей ультракоротких лазерных импульсов и фемтосекундный лазерный комплекс // 2639552

Изобретение относится к способу формирования синхронных последовательностей ультракоротких лазерных импульсов и к фемтосекундному лазерному комплексу. Способ формирования синхронных последовательностей ультракоротких лазерных импульсов, имеющих разные длины волн, заключается в том, что: генерируют первую последовательность ультракоротких лазерных импульсов; используют первую последовательность в качестве источника накачки для генерирования второй последовательности ультракоротких лазерных импульсов; отслеживают смещение спектра генерации второй последовательности ультракоротких лазерных импульсов и (или) определяют величину фазового рассогласования первой и второй последовательностей ультракоротких импульсов и выдают корректирующий сигнал для устранения смещения спектра и (или) для минимизации величины фазового рассогласования с целью подстройки частоты следования импульсов второй последовательности ультракоротких лазерных импульсов. Технический результат заключается в обеспечении возможности повышения мощности синхронных последовательностей ультракоротких импульсов без применения опасных в использовании веществ. 2 н. и 6 з.п. ф-лы, 5 ил.

Способ возбуждения импульсов лазерной системы генератор-усилитель на самоограниченных переходах // 2645780

Изобретение относится к лазерной технике. Способ возбуждения импульсов лазерных систем генератор-усилитель на самоограниченных переходах включает в себя подачу периодической последовательности пакетов импульсов возбуждения на генератор и усилитель с возможностью временного сдвига между ними, при которых импульс излучения либо гасится, либо усиливается. В качестве критерия выбора оптимальной величины сдвига предложено использовать уровень сверхизлучения усилителя, а именно, при максимальном уровне сверхизлучения усилителя, фиксируют величину сдвига между импульсами возбуждения, соответствующую гашению импульса излучения, а при минимальном - максимальному усилению импульса. Для контроля уровня сверхизлучения усилителя в режимах гашения и усиления импульса излучения измеряют разницу между выходной мощностью излучения усилителя и мощностью излучения, сформированного в генераторе, при этом в качестве усилителя можно использовать каскад усилителей. Технический результат заключается в обеспечении возможности объективной установки оптимальных режимов излучения лазерной системы. 2 з.п. ф-лы, 5 ил.

Способ возбуждения импульсов лазерной системы генератор-усилитель на самоограниченных переходах // 2645780