Твердотельный лазерный прибор с оптической накачкой с саморегулирующейся оптикой накачки и улучшенным усилением

Изобретение относится к лазерной технике. Твердотельный лазерный прибор с оптической накачкой содержит лазерную среду в лазерном резонаторе. Резонатор образован первым зеркалом резонатора, расположенным с первой стороны лазерной среды, и вторым зеркалом резонатора, расположенным со второй стороны, противоположной первой стороне. Первое зеркало резонатора образовано из распределенного брэгговского отражателя, на котором расположена твердотельная лазерная среда. Первые и вторые зеркала резонатора выполнены и расположены с возможностью направлять лазерное излучение из резонатора по двум различным прямым путям через лазерную среду. Лазерный диод накачки выполнен и расположен с возможностью оптически накачивать упомянутую лазерную среду путем отражения излучения накачки на отражающем излучение накачки зеркале. Отражающее излучение накачки зеркало расположено на второй стороне и выполнено с возможностью отражать излучение накачки к лазерной среде. Отражающее излучение накачки зеркало и второе зеркало резонатора выполнены заодно в едином зеркальном элементе. Технический результат заключается в обеспечении возможности облегчения юстировки, улучшения усиления и реализации прибора в компактной форме. 10 з.п. ф-лы, 7 ил.

 

ОБЛАСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Настоящее изобретение относится к твердотельному лазерному прибору с оптической накачкой, содержащему одну или несколько твердотельных лазерных сред в лазерном резонаторе и один или несколько лазерных диодов накачки для оптической накачки твердотельных лазерных сред, причем упомянутый лазерный резонатор образован из одного или нескольких первых зеркал резонатора, расположенных с первой стороны от упомянутых твердотельных лазерных сред, и одного или нескольких вторых зеркал резонатора, расположенных с противоположной второй стороны от упомянутых твердотельных лазерных сред, причем упомянутые первые и вторые зеркала резонатора расположены так, чтобы направлять лазерное излучение упомянутого лазерного резонатора по по меньшей мере двум различным прямым путям через каждую из упомянутых лазерных сред. Примером твердотельных лазерных приборов с оптической накачкой такого рода являются поверхностно-излучающие лазеры с вертикальным протяженным резонатором с оптической накачкой (VECSEL) или полупроводниковые дисковые лазеры (SDL), которые предлагают компактное и дешевое решение для средних мощностей лазеров с высокой яркостью, узкой шириной полосы и короткими лазерными импульсами. Такие лазерные приборы могут быть использованы для огромного числа применений, требующих более высокой яркости и/или более коротких импульсов, чем те, которые могут быть обеспечены лазерными диодами.

ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ И УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

Стандартные дисковые лазеры нуждаются в точной юстировке лазеров накачки и оптики лазера накачки относительно оптической моды лазерного резонатора. Это юстировка является трудновыполнимой во время изготовления лазерного прибора. Кроме того, такие лазеры часто ограничены по мощности излучения накачки низкой яркости, которое может быть сфокусировано в данной активной области лазерной среды, что приводит к низкому усилению лазерного прибора. Также максимальная рассеиваемая плотность мощности в лазерной среде часто ограничена способом охлаждения, в частности теплопоглощающим устройством, на котором установлена лазерная среда.

US 5553088 A раскрывает твердотельный лазерный прибор, содержащий одну или несколько дискообразных твердотельных лазерных сред в лазерном резонаторе. Лазерный резонатор в по меньшей мере одном из вариантов осуществления сформирован из первого зеркала резонатора, образованного из первой торцевой поверхности упомянутой твердотельной лазерной среды, и нескольких вторых зеркал резонатора, расположенных на противоположной второй стороне упомянутой твердотельной лазерной среды. Зеркала резонатора расположены так, чтобы направлять лазерное излучение лазерного резонатора по двум различным путям через лазерную среду. Лазерная среда накачивается несколькими лазерными диодами со стороны, которая расположена на том же самом элементе-носителе, что и твердотельная лазерная среда. Предложенное устройство обеспечивает улучшенное усиление лазерной среды благодаря распространению лазерного излучения по различным путям через лазерную среду. Это также обеспечивает лучшее распределение вырабатываемого тепла и приводит к улучшенному охлаждению. Этот документ не предлагает какого-либо решения для более легкой юстировки оптики накачки в случае оптической накачки через одну из торцевых поверхностей лазерной среды, через которую проходит лазерное излучение.

СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Задача настоящего изобретения состоит в том, чтобы предложить твердотельный лазерный прибор с торцевой оптической накачкой с одной или несколькими твердотельными лазерными средами, который обеспечивает легкую юстировку оптики накачки и может быть реализован компактным образом.

Эта задача решается с помощью твердотельного лазерного прибора с торцевой оптической накачкой по п. 1 формулы изобретения. Выгодные варианты осуществления этого прибора являются объектом зависимых пунктов формулы изобретения или могут быть выведены из последующих частей описания и предпочтительных вариантов осуществления.

Предложенный твердотельный лазерный прибор с торцевой оптической накачкой содержит одну или несколько предпочтительно дискообразных или пластинообразных твердотельных лазерных сред в лазерном резонаторе. Лазерный резонатор образован из одного или нескольких первых зеркал резонатора, расположенных с первой стороны от твердотельных лазерных сред, и одного или нескольких вторых зеркал резонатора, расположенных со второй стороны от твердотельных лазерных сред, противоположной упомянутой первой стороне. Первые и вторые зеркала резонатора выполнены и расположены с возможностью направлять лазерное излучение лазерного прибора по по меньшей мере двум различным прямым путям через каждую из упомянутых лазерных сред. Лазер может быть выполнен, например, лазером VECSEL, причем каждая лазерная среда образована из структуры с квантовыми ямами на РБО (распределенном брэгговском отражателе), которая образует одно из первых зеркал резонатора. Тем не менее, также могут быть реализованы другие типы лазеров, например твердотельные лазеры, в которых твердотельная лазерная среда является лазерным кристаллом. Один или несколько лазерных диодов накачки лазера и отражающих излучение накачки зеркал выполнены и расположены с возможностью оптически накачивать твердотельные лазерные среды путем отражения излучения накачки лазерных диодов накачки от упомянутых отражающих излучение накачки зеркал. Отражающие излучение накачки зеркала размещены со второй стороны вместе со вторыми зеркалами резонатора, а также расположены и выполнены с возможностью непосредственно отражать излучение накачки к торцевым поверхностям твердотельных лазерных сред на второй стороне. Отражающие накачку зеркала и вторые зеркала резонатора выполнены заодно в едином зеркальном элементе со второй стороны от твердотельных лазерных сред. Первое зеркало резонатора или первые зеркала резонатора могут быть сформированы из торцевых поверхностей лазерных сред на первой стороне. С этой целью торцевые поверхности кристаллических лазерных сред могут быть соответственно покрыты для достижения высокого отражения лазерного излучения на этих торцевых поверхностях. В случае VECSEL или полупроводниковых дисковых лазеров первые зеркала резонатора сформированы из распределенного(ых) брэгговского(их) отражателя(ей) (РБО), на котором(ых) расположена лазерная среда (активная среда). Тем не менее, возможно также обеспечить первое(ые) зеркало(а) резонатора в виде отдельных зеркальных элементов.

Твердотельный лазерный прибор по настоящему изобретению использует подходящим образом выполненный зеркальный элемент, который направляет свет накачки в твердотельные лазерные среды и в то же самое время образует вторые зеркала лазерного резонатора. Зеркала излучения накачки, образованные в этом зеркальном элементе, предназначены для накачки тех областей лазерных сред, которые охватывают моды лазерного излучения на различных путях через эти лазерные среды. Следовательно, лучи накачки и лазерная мода всегда перекрываются без сложной юстировки, так как части зеркального элемента, образующие оптику накачки, всегда находятся в фиксированном пространственном расположении по отношению к частям зеркального элемента, образующим вторые зеркала резонатора. При таком самоцентрирующемся зеркальном элементе юстировка оптики накачки значительно упрощается. Предложенная конструкция обеспечивает расположение лазерных диодов накачки близко к лазерным средам, что приводит к очень компактной конструкции твердотельного лазерного прибора. Благодаря различным путям лазерного излучения через твердотельные лазерные среды может быть накоплено большее количество энергии накачки, что приводит к улучшенному усилению лазерного прибора по сравнению с аналогичным лазером, в котором лазерное излучение всегда распространяется по одному и тому же пути через лазерную среду. Различные пути также обеспечивают лучшее распределение тепла и, таким образом, лучшее охлаждение твердотельного лазерного прибора. Охлаждение предпочтительно достигается посредством радиатора охлаждения с плоской поверхностью, на которой лазерные среды установлены рядом друг с другом. Лазерные диоды накачки также могут быть установлены на этом радиаторе охлаждения рядом с и/или между твердотельными лазерными средами. Лазерные диоды накачки затем испускают излучение накачки практически перпендикулярно торцевым поверхностям твердотельных лазерных сред в направлении зеркального элемента. Радиатор охлаждения может быть теплопоглощающим устройством из сплошного материала, в частности из металла, и может также иметь охлаждающие ребра для воздушного охлаждения. Также возможно реализовать этот радиатор охлаждения как камеру для охлаждающей жидкости, например воды, которая прокачивается через радиатор охлаждения во время работы лазерного прибора.

Лазерные диоды накачки могут быть одиночными диодами или массивами лазерных диодов, например, массивами поверхностно-излучающих лазеров с вертикальным резонатором (VCSEL) или массивами микрочип-VECSEL лазеров. Тело зеркального элемента предпочтительно образовано из оптически прозрачного материала, например из стекла с покрытием или из пластмассы с покрытием. Покрытие для зеркал может быть образовано из металлического покрытия или из диэлектрического покрытия, как это известно в данной области техники.

Предложенный лазерный прибор может содержать по меньшей мере две твердотельные лазерные среды, установленные рядом друг с другом на подходящем элементе-носителе, в частности, на радиаторе охлаждения. Каждая из этих лазерных сред предпочтительно окружена несколькими лазерными диодами накачки на элементе-носителе. Тогда зеркальный элемент может содержать одно отражающее излучение накачки зеркало для каждой из упомянутых лазерных сред, причем упомянутое отражающее излучение накачки зеркало предпочтительно центрировано относительно соответствующих лазерных сред. На зеркальном элементе эти отражающие излучение накачки зеркала расположены между вторыми зеркалами резонатора, которые отражают лазерное излучение, приходящее из одной из лазерных сред, к смежной лазерной среде. Это приводит к зигзагообразному пути лазерного излучения между первыми и вторыми зеркалами резонатора через лазерный прибор и к различным прямым путям через лазерные среды. Лазерные диоды накачки и отражающие излучение накачки зеркала расположены и выполнены таким образом, чтобы каждый из этих путей в достаточной степени накачивался оптически для достижения требуемого усиления. Одно из двух внешних зеркал резонатора зеркального элемента выполнено с возможностью образовывать выходное зеркало лазерного резонатора. Это означает, что это зеркало позволяет небольшой части лазерного излучения проходить через зеркало наружу из лазерного резонатора.

В дополнительном варианте осуществления предложенный твердотельный лазерный прибор содержит одну единственную твердотельную лазерную среду, расположенную на подходящем элементе-носителе. Также в этом варианте осуществления твердотельная лазерная среда предпочтительно окружена несколькими лазерными диодами накачки на упомянутом элементе-носителе. В этом варианте осуществления зеркальный элемент может содержать центральную область, которая образует вторые зеркала резонатора, и внешнюю область, которая предназначена для отражения излучения накачки к твердотельной лазерной среде и образует отражающее(ие) излучение накачки зеркало(а). В зависимости от числа вторых зеркал резонатора лазерное излучение может быть направлено по значительно более чем двум различным путям через лазерную среду, что приводит к зигзагообразному пути лазерного излучения между первыми и вторыми зеркалами резонатора через лазерный прибор, как в предыдущем варианте осуществления. В таком случае внешняя область зеркального элемента выполнена с возможностью создавать распределение интенсивности излучения накачки на противостоящей торцевой поверхности твердотельной лазерной среды, которое охватывает моды всех различных путей лазерного излучения через эту лазерную среду. Также в этом варианте осуществления одно из вторых зеркал резонатора выполнено с возможностью образовывать выходное зеркало лазерного резонатора.

Эти и другие аспекты изобретения станут очевидными и будут объяснены со ссылками на описанные далее варианты осуществления.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

Предложенный твердотельный лазерный прибор подробно описывается далее посредством примеров со ссылками на сопроводительные чертежи. На чертежах:

Фиг. 1 показывает вид сбоку в поперечном разрезе первого примера предложенного лазерного прибора;

Фиг. 2 показывает вид сверху твердотельных лазерных сред лазерного прибора по Фиг. 1;

Фиг. 3 показывает вид сверху зеркального элемента лазерного прибора по Фиг. 1;

Фиг. 4 показывает вид сбоку в поперечном разрезе второго примера предложенного твердотельного лазерного прибора;

Фиг. 5 показывает вид сверху твердотельной лазерной среды лазерного прибора по Фиг. 4;

Фиг. 6 показывает вид сверху зеркального элемента лазерного прибора по Фиг. 4;

Фиг. 7 показывает вид в поперечном разрезе вдоль кольцевого пути А, указанного на Фиг. 6.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ

Фиг. 1 показывает вид сбоку в поперечном разрезе первого примера предложенного твердотельного лазерного прибора. Лазерный прибор содержит три выполненные в форме пластин твердотельные лазерные среды 100, установленные бок о бок на плоской поверхности теплопоглощающего устройства 400. Каждая из этих лазерных сред 100 может быть сформирована из активной области VCSEL и окружена несколькими лазерными диодами 200 накачки, как можно увидеть на виде сверху лазерных сред и теплопоглощающего устройства, показанном на Фиг. 2. Лазерный резонатор в этом примере образован из семи зеркал резонатора, расположенных с обеих сторон от лазерных сред. Первые зеркала резонатора образованы из распределенных брэгговских отражателей (РБО) VCSEL, которые обеспечивают лазерные среды 100. Торцевое зеркало 320, выходное зеркало 330 и два зеркала 310, направляющих пучки по ломаной траектории, расположены на противоположной второй стороне от лазерных сред 100. При показанном расположении зеркал резонатора лазерное излучение 500 распространяется по зигзагообразному пути через лазерный прибор. Каждая из лазерных сред 100 проходится по двум различным путям. Это выполнение также содержит три отражающих излучение накачки зеркала 300, которые расположены и выполнены с возможностью направлять излучение 510 накачки к торцевым поверхностям лазерных сред 100. Вторые зеркала 310, 320, 330 резонатора выполнены заодно вместе с отражающими излучение накачки зеркалами 300 в одном единственном оптическом элементе 600. Так как этот оптический элемент может быть изготовлен с высокой точностью, взаимная ориентация и расположение отражающих излучение накачки зеркал 300, то есть оптики накачки, и вторых зеркал 310, 320, 330 резонатора могут быть точно гарантированы без какой-либо дополнительной юстировки. Таким образом, юстировка оптики накачки относительно лазерного резонатора очень легко достигается при монтаже предложенного лазерного прибора. Отражающие излучение накачки зеркала образованы из трех параболических поверхностей, как указано на Фиг. 1. Таким образом, излучение лазерных диодов 200 накачки отражается и фокусируется на активных средах (лазерных средах 100) и перекрывается с оптической модой резонатора в этих средах.

Фиг. 3 показывает вид сверху оптического элемента 600, на котором можно рассмотреть смежное расположение отражающих излучение накачки зеркал 300 и вторых лазерных зеркал, торцевое зеркало 320, направляющие пучки по ломаной траектории зеркала 310 и выходное зеркало 330.

Конечно, эти три лазерных среды 100 также могли бы быть заменены на единственную активную среду прямоугольной формы, простирающуюся между двумя внешними лазерными средами 100 по Фиг. 1. Лазерные диоды 200 накачки в этом случае располагались бы вдоль длинных краев прямоугольной лазерной среды. Зеркальный элемент 600 обеспечивал бы направляющие пучки по ломаной траектории зеркала 310, непосредственно смежные друг с другом, с зеркалами 300 накачки с обеих сторон. Конечно же, это только одна из нескольких дополнительных возможностей компоновки в соответствии с настоящим изобретением.

Фиг. 4 показывает вид сбоку второго примера предложенного твердотельного лазерного прибора. В этом примере только одна твердотельная лазерная среда 100 расположена на плоской поверхности теплопоглощающего устройства 400. Эта твердотельная лазерная среда окружена несколькими лазерными диодами накачки на той же самой поверхности теплопоглощающего устройства 400. Пример такого расположения лазерных диодов 200 накачки показан на виде сверху твердотельной лазерной среды 100 по Фиг. 5.

Зеркальный элемент 600 в этом варианте осуществления содержит внешнюю секцию 301, отражающую излучение накачки на торцевую поверхность твердотельной лазерной среды 100. Центральная часть 311 зеркального элемента 600 образует вторые зеркала резонатора. В этом случае излучение всех лазерных диодов 200 накачки фокусируется отражающим(и) излучение накачки зеркалом(ами) во внешней части 301 зеркального элемента 600 на одном пятне 110, которое больше, чем размер типичной моды резонатора (см. Фиг. 5). Для дисковых лазеров существующего уровня техники величина накачиваемой области намного большая, чем размер моды, привела бы к многомодовому режиму работы с уменьшенной яркостью. Однако в этом варианте осуществления круговое расположение нескольких направляющих пучки по ломаной траектории зеркал 310 отражает лазерную моду в нескольких различных положениях через накачиваемую область 110. Это расположение направляющих пучки по ломаной траектории зеркал 310 показано на виде сверху с отражающей стороны зеркального элемента 600, изображенном на Фиг. 6.

Фиг. 7 показывает оптические пути лазерного излучения в поперечном разрезе вдоль круговой линии А, показанной на Фиг. 6. На этом виде в поперечном разрезе также указаны торцевое зеркало 320 и выходное зеркало 330 лазерного резонатора. Поскольку Фиг. 7 показывает поперечный разрез вдоль круговой линии, торцевое зеркало 320 резонатора и выходное зеркало 330 располагаются рядом друг с другом на зеркальном элементе 600. Для специалиста в данной области техники очевидно, что центральная часть накачиваемой области также может быть заполнена оптической модой с помощью подходящего расположения направляющих пучки по ломаной траектории зеркал 310.

Хотя изобретение было подробно проиллюстрировано и описано на чертежах и предшествующем описании, такую иллюстрацию и описание следует считать иллюстративными или примерными, а не ограничивающими; изобретение не ограничено раскрытыми вариантами осуществления. Например, хотя чертежи показывают только три различные лазерные среды, может быть предусмотрено другое число таких сред, например две или больше, чем три. Число различных путей через лазерные среды или через весь прибор, в частности, образующих зигзагообразный путь, и соответствующих направляющих пучки по ломаной траектории зеркал 310 не ограничивается раскрытым числом. Кроме того, в этот лазерный прибор могут быть интегрированы функциональные лазерные элементы для твердотельного лазера, такие как эталоны, нелинейные кристаллы, зеркала из полупроводникового насыщаемого поглотителя (SESAM), насыщаемые поглотители, поляризаторы, ячейки Поккельса, акусто-оптические модуляторы (AOM) и т.д. Другие вариации раскрытых вариантов осуществления могут быть поняты и реализованы специалистами в данной области техники при практическом осуществлении заявленного изобретения на основе изучения чертежей, раскрытия и приложенной формулы изобретения. В формуле изобретения слово «содержащий» не исключает других элементов или этапов, а единственное число не исключает множественного числа. Тот факт, что некоторые меры приведены во взаимно различных зависимых пунктах формулы изобретения, не означает, что комбинация этих мер не может быть использована для получения выгоды. В частности, все пункты формулы изобретения, относящиеся к прибору, могут быть свободно скомбинированы, если это имеет смысл. Ссылочные обозначения в формуле изобретения не должны рассматриваться как ограничивающие объем изобретения.

СПИСОК ССЫЛОЧНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ

100 - лазерная среда

110 - накачиваемая область

200 - лазерный диод накачки

300 - отражающее излучение накачки зеркало

301 - внешняя часть зеркального элемента

310 - направляющее пучок по ломаной траектории зеркало резонатора

311 - центральная часть зеркального элемента

320 - торцевое зеркало резонатора

330 - выходное зеркало резонатора

400 - теплопоглощающее устройство

500 - лазерное излучение

510 - излучение накачки

600 - зеркальный элемент

1. Твердотельный лазерный прибор с оптической накачкой, содержащий:

по меньшей мере одну твердотельную лазерную среду (100) в лазерном резонаторе, причем лазерный резонатор составлен VCSEL или полупроводниковым дисковым лазером,

упомянутый лазерный резонатор образован по меньшей мере одним первым зеркалом резонатора, расположенным с первой стороны упомянутой по меньшей мере одной твердотельной лазерной среды (100), и по меньшей мере одним вторым зеркалом (310, 320, 330) резонатора, расположенным со второй стороны от упомянутой по меньшей мере одной твердотельной лазерной среды (100), противоположной упомянутой первой стороне, причем упомянутое по меньшей мере одно первое зеркало резонатора образовано из по меньшей мере одного распределенного брэгговского отражателя, на котором расположена упомянутая по меньшей мере одна твердотельная лазерная среда (100),

упомянутые первые и вторые зеркала (310, 320, 330) резонатора выполнены и расположены с возможностью направлять лазерное излучение (500) из упомянутого лазерного резонатора по меньшей мере двум различным прямым путям через упомянутую по меньшей мере одну твердотельную лазерную среду (100),

по меньшей мере один лазерный диод (200) накачки и отражающее излучение накачки зеркало (300),

упомянутый по меньшей мере один лазерный диод (200) накачки выполнен и расположен с возможностью оптически накачивать упомянутую по меньшей мере одну твердотельную лазерную среду (100) путем отражения излучения (510) накачки на упомянутом по меньшей мере одном отражающем излучение накачки зеркале (300),

упомянутое по меньшей мере одно отражающее излучение накачки зеркало (300) расположено на упомянутой второй стороне и выполнено с возможностью непосредственно отражать упомянутое излучение (510) накачки к упомянутой по меньшей мере одной твердотельной лазерной среде (100),

причем упомянутое по меньшей мере одно отражающее излучение накачки зеркало (300) и упомянутое по меньшей мере одно второе зеркало (310, 320, 330) резонатора выполнены заодно в едином зеркальном элементе (600).

2. Прибор по п. 1,

причем упомянутое по меньшей мере одно второе зеркало резонатора (310, 320, 330) содержит выходное зеркало (330), позволяющее небольшой части лазерного излучения (500) проходить через выходное зеркало (330) наружу из упомянутого лазерного резонатора.

3. Прибор по п. 1,

причем упомянутая по меньшей мере одна твердотельная лазерная среда (100) установлена на радиаторе (400) охлаждения.

4. Прибор по п. 1,

причем упомянутая по меньшей мере одна твердотельная лазерная среда (100) образована из структур с квантовыми ямами на распределенных брэгговских отражателях.

5. Прибор по п. 3,

причем прибор содержит по меньшей мере две твердотельные лазерные среды (100), каждая из которых окружена несколькими из упомянутых лазерных диодов (200) накачки и установлена бок о бок на упомянутом радиаторе (400) охлаждения.

6. Прибор по п. 5,

причем зеркальный элемент (600) содержит одно отражающее излучение накачки зеркало (300) для каждой из упомянутых лазерных сред (100), расположенное между несколькими вторыми зеркалами (310, 320, 330) резонатора, а внешнее из упомянутых вторых зеркал (310, 320, 330) резонатора выполнено с возможностью образовывать выходное зеркало.

7. Прибор по п. 3,

причем прибор содержит одну твердотельную лазерную среду (100), окруженную несколькими из упомянутых лазерных диодов (200) накачки на упомянутом радиаторе (400) охлаждения.

8. Прибор по п. 7,

причем зеркальный элемент (600) содержит центральную область (311), которая образует упомянутое по меньшей мере одно второе зеркало (310, 320, 330) резонатора, и внешнюю область (301), которая выполнена с возможностью отражать упомянутое излучение (510) накачки к твердотельной лазерной среде (100) и образует упомянутое отражающее излучение накачки зеркало (300), причем одно из упомянутых вторых зеркал (310, 320, 330) резонатора выполнено с возможностью образовывать выходное зеркало.

9. Прибор по п. 8,

причем упомянутая внешняя область (301) упомянутого зеркального элемента (600) выполнена с возможностью создавать распределение интенсивности излучения (510) накачки в упомянутой твердотельной лазерной среде (100), которое охватывает все из упомянутых различных путей лазерного излучения (500) через твердотельную лазерную среду (100).

10. Прибор по п. 3,

причем упомянутые лазерные диоды накачки расположены на упомянутом охлаждающем теле окружающими каждую из упомянутых твердотельных лазерных сред.

11. Прибор по п. 3,

причем упомянутые лазерные диоды накачки являются поверхностно-излучающими лазерами с вертикальным резонатором или поверхностно-излучающими лазерами с протяженным вертикальным резонатором с электрической накачкой.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к квантовой электронной технике, а точнее к мощным полупроводниковым лазерам. Гетероструктура полупроводникового лазера спектрального диапазона 1400-1600 нм содержит подложку (1) из InP, на которой последовательно сформированы слой эмиттера (2) из InP n-типа проводимости, слой волновода (3) из AlGaInAs n-типа проводимости, активная область (4) на основе по меньшей мере двух слоев квантовых ям (5) из AlGaInAs, отделенных друг от друга разделительными слоями (6) из AlGaInAs, слой нелегированного волновода (7) из AlGaInAs, барьерный слой (8), содержащий по меньшей мере субслой (9) из AlInAs p-типа проводимости, слой волновода (11) из AlGaInAs p-типа проводимости, слой эмиттера (12) из InP p-типа проводимости и контактный слой (13) из GaInAsP p-типа проводимости.

Изобретение относится к области оптических измерительных приборов и может быть использовано в оптических интерферометрических датчиках с полупроводниковыми источниками оптического излучения для формирования оптических импульсов и частотной модуляции оптической несущей без использования дополнительных амплитудных, частотных и фазовых модуляторов.

Изобретение относится к лазерной технике. Лазер с вертикальным резонатором и поверхностным излучением (VCSEL) содержит первый электрический контакт, подложку, первый распределенный брэгговский отражатель, активный слой, распределенный биполярный фототранзистор на гетеропереходах, второй распределенный брэгговский отражатель и второй электрический контакт.

Изобретение относится к осветительному устройству, включающему источник света для генерирования излучения источника света и конвертер света. Конвертер включает матрицу из первого полимера.

Атомный осциллятор включает в себя ячейку со щелочным металлом, в которую заключены атомы щелочного металла, источник света, который облучает атомы в ячейке со щелочным металлом лазерными лучами, фотодетектор, который обнаруживает количество света лазерных лучей, проходящих через ячейку со щелочным металлом и попадающих на фотодетектор, а также контроллер, который генерирует боковые полосы, включая пару лазерных лучей с различными длинами волн, путем выполнения частотной модуляции несущей на источнике света, заставляет пару лазерных лучей с различными длинами волн входить в ячейку со щелочным металлом, и управляет частотой модуляции в соответствии с характеристиками оптического поглощения атомов посредством эффектов квантового взаимодействия пары резонансных лазерных лучей, причем боковые полосы частот включают в себя боковые полосы второго порядка или более высокого порядка.

Использование: для получения управляемой последовательности мощных лазерных импульсов. Сущность изобретения заключается в том, что лазер-тиристор содержит катодную область (1), включающую подложку n-типа проводимости (2), широкозонный слой n-типа проводимости (3), анодную область (4), включающую контактный слой p-типа проводимости (5), широкозонный слой p-типа проводимости (6), одновременно являющийся слоем оптического ограничения лазерной гетероструктуры и эмиттером, инжектирующим дырки в активную область (13), первую базовую область (7), слой p-типа проводимости (8), вторую базовую область (9), слой n-типа проводимости (10), волноводную область (12), оптический Фабри-Перо резонатор, образованный естественно сколотой гранью (14) с нанесенным просветляющим покрытием и естественно сколотой гранью (15), первый омический контакт (16), второй омический контакт (18), мезаканавку (19), третий омический контакт (20), при этом параметры материалов слоев первой и второй базовых областей удовлетворяют определенным выражениям.

Использование: источник излучения. Сущность изобретения заключается в том, что источник излучения включает активный слой из полупроводникового материала, многослойную структуру с периодически чередующимися слоями с отличающимися показателями преломления, электрические контакты - верхний и нижний, верхний представляет собой тонкую металлическую пленку толщиной от 3 нм до 30 нм, расположенную над данным активным слоем на расстоянии не более 70 нм, толщины слоев в данной многослойной структуре и толщина данной тонкой металлической пленки выбраны таким образом, чтобы данная структура поддерживала длиннопробежное распространение поверхностных плазмонов вдоль ее поверхности, причем эффективный показатель преломления такого распространения был близок к показателю преломления внешней среды.

Использование: для генерации лазерного излучения. Сущность изобретения заключается в том, что инжекционный лазер включает полупроводниковую гетероструктуру, содержащую волноводный слой, заключенный между верхним и нижним широкозонными эмиттерами соответственно p- и n-типа проводимости, являющимися одновременно ограничительными слоями, с активной областью, состоящей по меньшей мере из одного квантово-размерного активного слоя, оптического резонатора Фабри-Перо и полоскового омического контакта, под которым расположена область инжекции, причем в верхнем эмиттере p-типа проводимости в области омического контакта выполнены мезаканавки длиной, равной или меньшей ширины омического контакта, и эквидистантно расположенные с периодом, определяемым согласно заданному соотношению.

Использование: для управления лазерным излучением. Сущность изобретения заключается в том, что инжекционный лазер с многоволновым модулированным излучением на основе гетероструктуры содержит первый оптический Фабри-Перо резонатор, ограниченный с одной стороны первым отражателем, с другой стороны первым распределенным Брэгговским зеркалом, формирующим второй отражатель, второй оптический Фабри-Перо резонатор, ограниченный с одной стороны первым отражателем, с другой стороны третьим отражателем, секцию усиления, общую область усиления, секцию управления, область поглощения, первый омический контакт, второй омический контакт, третий омический контакт, элемент, обеспечивающий электрическую изоляцию, первый оптический Фабри-Перо резонатор оптически связан со вторым оптическим Фабри-Перо резонатором через часть волноводного слоя, при этом отражатели формируют такие спектры оптических потерь на выход, при которых выполняется заданное условие.

Использование: усиление оптического излучения. Сущность изобретения заключается в том, что полупроводниковый усилитель оптического излучения включает гетероструктуру, выраженную на подложке n-типа проводимости, состоящую из широкозонных эмиттеров n-типа проводимости и p-типа проводимости, волноводный слой, активную область, включающую по меньшей мере один квантово-размерный активный слой, грани, ограничивающие кристалл в направлении поперек слоям гетероструктуры, первый омический контакт на внешней стороне подложки и по меньшей мере один второй омический контакт, расположенный со стороны эмиттера p-типа проводимости и формирующий область усиления и область инжекции, область поглощения, расположенную вне области усиления, при этом области усиления и области поглощения оптически связаны по меньшей мере через часть волноводного слоя, общего для областей усиления и поглощения, к области поглощения сформирован по меньшей мере один третий омический контакт, расположенный со стороны эмиттера р-типа проводимости и геометрические размеры которого определяют согласно заданному соотношению.

Изобретение относится к области оптических измерительных приборов и может быть использовано в оптических интерферометрических датчиках с полупроводниковыми источниками оптического излучения для формирования оптических импульсов и частотной модуляции оптической несущей без использования дополнительных амплитудных, частотных и фазовых модуляторов.

Поверхностно-излучающий лазерный прибор с вертикальным внешним резонатором с оптической накачкой содержит по меньшей мере один VECSEL и несколько лазерных диодов накачки.

Способ и устройства, его реализующие, основаны на особенности излучателей полупроводниковых лазеров, заключающейся в том, что с увеличением температуры излучателя для сохранения выходных параметров (мощности, силы излучения) на требуемом для работы уровне необходимо увеличивать ток накачки излучателя, при снижении температуры излучателя необходимо уменьшать ток накачки излучателя.

Изобретение относится к лазерной технике. Дисковый лазер состоит из оптического резонатора с первой оптической осью, активной пластины, имеющей первую поверхность и вторую поверхность, размещенной внутри оптического резонатора и закрепленной на хладопроводящей подложке своей первой поверхностью, лазера накачки, системы фокусировки излучения лазера накачки и многопроходной оптической системы накачки.

Изобретение относится к квантовой электронике и электронной технике и может быть использовано в приборах со сканирующим световым лучом. Лазерная электронно-лучевая трубка выполнена в виде вакуумируемой колбы с выходным оптическим окном и имеет электронно-оптическую ось, вдоль которой последовательно расположены источник электронов, система электродов для формирования электронного пучка и активная пластина с высокоотражающим покрытием на первой своей поверхности, закрепленная на хладопроводящей подложке.

Изобретение относится к квантовой электронике и электронной технике и может быть использовано в приборах с мощным коллимированным световым лучом, в частности в телепроекторах, лазерных локаторах, медицине, фотолитографии.

Изобретение относится к лазерной технике. Твердотельный лазерный прибор с оптической накачкой содержит лазерную среду в лазерном резонаторе. Резонатор образован первым зеркалом резонатора, расположенным с первой стороны лазерной среды, и вторым зеркалом резонатора, расположенным со второй стороны, противоположной первой стороне. Первое зеркало резонатора образовано из распределенного брэгговского отражателя, на котором расположена твердотельная лазерная среда. Первые и вторые зеркала резонатора выполнены и расположены с возможностью направлять лазерное излучение из резонатора по двум различным прямым путям через лазерную среду. Лазерный диод накачки выполнен и расположен с возможностью оптически накачивать упомянутую лазерную среду путем отражения излучения накачки на отражающем излучение накачки зеркале. Отражающее излучение накачки зеркало расположено на второй стороне и выполнено с возможностью отражать излучение накачки к лазерной среде. Отражающее излучение накачки зеркало и второе зеркало резонатора выполнены заодно в едином зеркальном элементе. Технический результат заключается в обеспечении возможности облегчения юстировки, улучшения усиления и реализации прибора в компактной форме. 10 з.п. ф-лы, 7 ил.

Наверх