Оптический квантовый генератор

 

1

1 с

25848I

ОЛИСАН И Е

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советсних

Социалистичесних

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Зависимое от авт. свидетельства Np

Заявлено 20.Х.1967 (№ 1191492/26-25) Кл. 21g, 53/00 с присоединением заявки М

Приоритет

МПК Н Ols

УДК 621.375.8(088.8) Комитет ла делам

Изобретений и атнрытий лри Совете Мииистрав

СССР

Опубликовано ОЗ.XI I.1969. Бюллетень М 1 за 1970 г.

Дата опубликования описания 17. IV.1970

Автор изобретения

А. П. Войтович

Институт физики АН белорусской ССР

Заявитель

ОПТИЧЕСКИЙ КВАНТОВЫЙ ГЕНЕРАТОР

Изобретение относится к области квантовой электроники и может быть использовано при конструировании газовых оптических квантовых генераторов.

B настоящее время в науке и технике широко применяются одночастотные газовые оптические .квантовые генераторы, состоящие из резонатора, образованного двумя зеркалами, и газор азрядной трубки с активной усиливающей однокомпонентной или многокомпонентной газовой средой.

Из вестные газовые кварцитовые генераторы имеют потери, одинаковые в пределах контура усиления активного вещества, что затрудняет получение одночастотного,режима генерации и уменьшает .мощность генерации в одночастотном режиме,при больших длинах активного вещества и резонатора.

Целью описываемого изобретения является повышение мощности одночастотных газовых квантовых генераторов при больших длинах активной среды и резонатора.

Эта цель достигается созданием ОКГ с селективными потерями. Селективные потери получают при внесении в резонатор находящегося в продольном магнитном поле поглощающего вещества, контур линии поглощения которого в значительной степени совпадает с контуром линии усиления активной среды генератора а.

На фиг. 1 изображен резонатор газового

ОКГ с селективными потерями; на фиг. 2— частотные характеристики усиления и потерь в ОКГ.

Для .получения селективных потерь в резонатор (образованный зеркалами 1 и 2) газового оптического квантового генератора, имеющего разрядную трубку 8 с активным усилнвающпм веществом, помещают трубку

10 4 с поглощающим веществом (резонансную поглощающую ячейку), контур линии поглощения .которого совпадает или в значительной степени перекрывается контуром линии усиления активного вещества. Резонансную по15 глощающую ячейку помещают в однородное продольное магнитное поле напряженностью K

Зависимость суммарных потерь b (кривая

20 5), которые состоят из селективных К, 1 и неселективных bp потерь (кривая б), к усиления к,, 1 (кривая 7) от частоты v в ОКГ с резонансной поглощающей ячейкой в продольном магнитном поле показана на фиг. 2(цент25 ральные частоты vp контуров усиления и поглощения при Π— 0 совпадают). Суммарные потери минимальны для v = vp. Таким образом, создаются предпочтительные условия для генерации на центральной частоте. Это

ЗО обстоятельство может быть использовано для

258481 йолучения одночастотного режима генерации на vz = vp.

Одночастотный режим генерации осуществляется, если для соседней (ino отношению к

vp) собственной частоты v резонатора вы полняется у словие К, l(b(v ). В ОКГ с селективными,потерями d(vp) значительно меньше

b (v>), но в этом генераторе при,получении одночастотной генерации без селективных потерь

b (vp — — b (v>) . Ïîñê0ëâêó мощность генерации пропорциональна разности усиления и потерь, то очевидно преимущество генератора с селективными потерями.

Изобретение было использовано в ОКГ с

;селективными потерями на длину волны

Х = 0,15 мк, резонатор которого выполнен из плоского и сферического зеркал,;причем радиус |кривизны последнего составляет R = 1,5 м.

В резонатор помещена трубка, заполненная смесью Не — Ne, длина разряда:в которой равнялась 50 см, и резонансная поглощающая ячейка, заполненная чистым неоном при давлении несколько мм рт. ст. Центральные частоты контуров усиления и поглощения примерно равны. Разряд в обеих трубках ic окнами под углом Брюстера возбуждают постоянным током. Магнитное:поле в ячейке создают соленоидом. Неоднородность магнитного поля в пределах длины поглощающего слоя

1 = 12 см не превышала 1,5%.

В результате был осуществлен одночастотный режим генерации в ОКГ с селективными потерями. Число генерируемых продольных мод (для,подавления поперечных мод использовалась диафрагма перед сферическим зеркалом) контролировалось при помощи гетеродинного способа исследования генерируемого излученяи. При длинах резонатора 119, 130, 143 си, давлении неона в ячейке 2 — 5 мм рт.

10 ст., широком диапазоне токов разряда мощность одночастотной генерации примерно в три раза выше, чем мощность в одночастотном,режиме при тех же длинах резонатора, но при отсутствии селективных потерь iH разря1s да в резонансной ячейке. Оценки показали, что, например, в одночастотном ОКГ с длиной резонатора 130 см при давлении неона в ячейке 2 мм рт. ст. и токе разряда 40 ма

Ло„= 725 Мгц, разность усиления и потерь

20 к,,1 — b (ъо) = 1,5. 10, а при отсутствии селекти вных потерь и разряда в ячейке к,„l—

b(vp) = 0,4.10 . ,П:р е д м е т и з о о р е т е н и я

25 Оптический квантовый генерагор, содержащий газоразрядную трубку с усиливающей средой и резонансную поглощающую ячейку, отличающийся тем, что, с целью получения од ночастотного режима генерации, резоЗО нансная поглощающая ячейка:помещена в продольное магнитное поле.

258481

/ 1/

Составитель И. Б. Старосельская

Редактор Т. Орловская Техред Т. П. Курилко Корректор Г. С. Мухина

Заказ 78979 Тираж 499 Подписное

ЦНИИПИ Комитста по делам изобретений п открытий при Совете Министров СССР

Москва М(-35, Раушская наб., д. 475

Типография, пр. Сапунова, 2