Оптический квантовый генератор на растворах органических красителей с распределенной обратной связью

 

ОПТИЧЕСКИ'1 КВАНТОбЫ» ГЕНЕРА- PATOP НА РАСТВОРАХ ОРГАНИЧЕСКИХ КРАСИТЕЛЕЙ С РАСПРЕДЕЛЕННОЙ ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ, содержащий треугольную призму, угол при вершине которой составляет 90*^, а одна из боковых граней призмы находится в контакт is со стенкой кючеты, заполненной раствором красителя, о т л и ч а ю щ и и с я тем, что, с целью обес^печения стабильности наперед заданного сдвига длины волны генерируемого излученияотносительно длины волйы излучения ' -накачкйу двугранный угол призмы ой»\ прилегающий к боковой грани, .нахрдяг ; щейся IB контакте CQ стенйой кюветы i; с fjacTBbpioM красителя, вЫбираетря из 'соотношения^'-.' '.•.'.''';:.•'; V-.-^;-' ;:'-,• ::л;';ч':;;;':;-л;.-'-;;.;-;\'^]^= ate Binv'lEE-. '-'-^^il.;:.^nnp^г^-й'Л1где n - --^ коэффициент преломления' pa-;-•••' -;v :-:•./ 'cTBopai "красй'теля f;-; ;"гГ'•;;<•::>&':v..vп«я-"Pкоэффициент преломления Материала Приемы;: '^ ij •^^ длина волны и злУчени и на - .'-.-:'•: J.-:'::/-^'-:'.Ka»Kyi\:-:^/-;':::.-^^^^^^^^^:' Д f. - длина волны генёрируемогб i'f -.-i-'V.'^у :v;Г ;излученйя^!-у'J;;.^V ;V::o;:^: A'Jv - СДВИГ во-пны генерируемого• •;>&:; ; 'Ч':.;,;:^".'излучёни1ч^;.А',';-;;';.'^'г'Д^/'>&:: ;•'•''•'•'':•' •;•' причём на грань; П|р)измЫ| являющуюсяодной из сторон угла и находящуюся в контакте сбстенХой кюветы, йане'- сено частично отражающее покрытие, а грань призМь», 1яе1Я?|101Цаяся другой стороной углаой>& имеет отражающее, покрытие и окно для ввода излуме- -ния накамки.-'.'^ ;:•:•;'. :\-^".\^''•':'-, ;< •"'•-•-•. •.•-;••'',:. •'л ,г^ёОоNJ ^ь^ 41 V4Изобретение относится к области . квантовой электроники и может быть использовано при разработке квантовых генераторов со стабильной (эталонной) длиной волны излучения. Известны лазеры на красителях с распределенной обратной связью (РОС), индуцируемой излучением накачки, в ' 'которых для получения узкой линии генерации не требуется использоватьсёлекти.вныё элементы. Такой ОКГ на красителях с РОС работает следующим образом. Луч накачки при помощи делителя пучка делится на две примерно равные части. Два пучка накачки, падая под углом друг к другу на поверхность кюветы с раствором красителя, создают интерференционную картину, в поле которой помещается активная среда'. Коэффициент усиления и пока-

692477 А1

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

М С Ю

РЕСПУбЛИК (39) (I I) р р Н 01 Я 3/20

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ. КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ CCCP

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН

- Н ABTOPOEOMY СВ ЕТЕЛЖТВУ

1 (21) 2538323/25 (22): 28.10,77 (46) 30,06.92.:Бюл, Р 24 (71);Институт;физики АН БССР (72):.А.Н.Рубинов, Т,И,Эфендйев, - и А,Л;Киселевский

- - (53) 621 .375,8 (088.8) (56} С Ч Shank: et:all "Tunuble distti. buted-fudback dye lasei" Applied Physics l,etters 1971:, v, 18, Р 9, р 395-6. .3,СЬапйга ett.all ?т1зв-dye.la-ser, Applied Phys. 1.ест, 1972,: v,21

М 4, р.14;4-6, (5") (57) ОПТИЧЕСКИЙ КВАНТОВЫМ ГЕНЕРАРАТОР НА::РАСТВОРАХ ОРГАНИЧЕСКИХ КРА"

СИТЕЛЕЙ С .РАСПРЕДЕЛЕННОЙ ОБРАТНОЙ

СВЯЗЬЮ,- содержащий треугольную приз" му, угол при. вершине которой составляет .90, а.одна из.боковых граней призмы находится в.контакте со: стенкой кюветы, заполненной раствором красителя, отличающийся . тем, что, с целью обеспечения ста-. бильности наперед заданного сдвига .. длины волны генерируемого излучения

Изобретение относится к области . квантовой электроники и может быть использовано при разработке квантовых генераторов со стабильной (эталонной) длиной волны излучения. Известны лазеры на красителях с распределенной обратной связью (POC), индуцируемой излучением накачки, в 1которых для получения узкой линии генерации не требуется использовать

2 относительно длийы волны излучения накачки,: двугранный угол йризмы a(,,.: < прилегающий к боковой грани, находя -. щейся. в контакте "Со-стенкой. кюветы с раствором .красителя,: .выбирается иэ соотношения: -ва " и

Ы= а.гс sin:- - : —.—.— .1

nsf, ф,+ йф где n - -- коэффйциент преломленйя раствора красигеля; а „ - коэффициент. преломления материала .призмы;:: ::.:-:.

- ф„:- - длина волны излучения на" качки; * 4г -" длина волйы генерйруемого .;.";: излучения:, :-.:::; " : .: .::- : ..1::-. :

Ьф-.сдвиг волйы генерируемого излучения,-, . причем на грань призмы,:являющуюся одной из сторон: угла и находящуюся . Я в контакте.со стенкой кюветы, нанесено частйчно отражающее покрытйе, а грань йризйы, являющаяся другой стороной угла.в, имеет отражающее .

nîêpéòèå и окно"для ввода излуче" : { ) ния накачки, Ф селективнйе элементы, Такой ОКГ на красителях с Р0С работает следующим образом. Ilyu накачки при йомощи делителя пучка. делится на две примерно равные части, пва пучка накачки, падая под углом друг к другу на поверх. ность кюветы с раствором красителя, создают интерференционную картину, в поле которой помещается активная среда. Коэффициент усиления и пока20

69 эатель преломления такой среды оказываются промодулированными в пространстве с периодом, зависящим от . длины волны накачки в среде и угла

1 интерференции пучков. Эта пространственная модуляция параметра среды обеспечивает условия для возбуждения оптической генерацией на основе РОС с узкой линией излучения.

Наиболее близким по технической

v сущности является лазер, содержащии треугольную призму, угол при вершио не которой составляет 90, а одна иэ боковых граней призмы находится в контакте со стенкой кюветы, заполненной раствором красителя. "

В этом устройстве излучение накачки направляется на основание призмы,. Часть потока накачки падает не- " посредственно на грань призмы, находящуюся в контакте с активным раствором, и, йреломляясь на гранйце:, заходит внутрь раствора. Другая часть потока накачки попадает на боковую грань призмы, окруженную воздухом, и-после полного внутреннего отражения от нее также направ" ляется на границу раздела диэлектрикжидкость. Интерференция двух пучков накачки Внутри жидкости приводит к образованию в активном растворе пространственных решеток коэффициента . усиления и показателя преломления, Тем самым создаются условия для воз- . буждения в растворе красителя оптической генерации на основе распределенной обратной связи, индуцируемой накачкой, Общим недостатком этих лазеров является то, что. в них не йредусмотрена возможность жесткой фиксации длины волны генерируемого излучения относительно длины волны лазера накач ки, т,е, получения:стабильных (эта- . лонных) частот излучения.

Целью изобретения является обеспечение стабильного наперед заданного сдвига Ьф длины волны генерируемого излучения Я„ относительно длины волны излучения накачки Яц, Поставленная цель достигается тем, что двугранный угол призмы Q, прилегающей к боковой грани; находящейся в контакте со стенкой кюветы с раствором красителя, выбирается иэ соотношения ! . Ан

0C = arcsin — — — ——

nn ф +QQ

2477 Д где и — коэффиЦиент преломления раР створа красителя;

n — коэффициент преломления материала призмы, ф - длина волны излучения накачки, Яг - длина волны генерируемого излучения", Ь%- сдвиг волны генерируемого излучения, причем на грань призмы, являющуюся одной из сторон угла и находящуюся в контакте со стейкой кюветы, нанесено частично отражающее покрытие, а грань призмы, являющаяся другой стороной угла, имеет отражающее покрытие и окно для ввода излучения накачки.

На. чертеже изображены треугольная 90-градусная призма 1 из прозрачного диэлектрика, кювета 2 с раствором красителя, глухое покрытие

3, частично отражающее йокрытие 4, 25 Устройство работает следующим образом.

Излучение накачки направляется на основание призмы :и после прохождения границы воздух-призма падает непосредственно на грань призмы ВС, находящуюся в контакте с активным раствором, На поверхности грани BC наносится частично отражающее"покрытие, Часть потока накачки, преломляясь на . границе призма-раствор, заходит внутрь раствора, Другая часть потока накачкй отражается от границы призма-раствор.

Претерпев последовательные отражения от граней ВС, АВ и АС, луч 1 падает на поверхность раздела призмараствор под углом (р в точке I). В этой же точке поверхности раздела 5 призма-раствор под углом 0 падает луч накачки 1 . Угол:интерференции лучей накачки 1 и 1 равен g + 8 .

Легко показать, что независимо от угла падения i пучка накачки на поверхность призмы угол интерференции

P + 9 всегда равен 2g. Следует отметить, что это условие будет иметь место для тех лучей накачки, которые испытывают нечетное число отражений от граней АВ и АС. Таким образом, в случае призмы с данным углом ОБ, независимо от значения угла падения генерация будет возбуждаться на одноь" и той же длине волны ф, определяе.692477 б мой соотношением (1), где вместо т.е. генерацию излучения фиксированзначения угла 6 необходимо использо-, ных длин волн любого номинала от вать значение угла ---, т,е. значение Зо0 до 1000 нм.

cp+9

Таким образом, предлагаемое уст"

5 угла М. ройство, позволяя получать генерацию

Величина сдвига Ьф определяется .излучения с шириной спектральной лиУглом призмы Ь|, а также значениЯ- нии менее Р,Р01 нм в любой выбра-(ной .ми показателей преломлениЯ и в.и и пр» длине волны в пределах ближней ультНа практике нетрудно изготовить приз-. 10 рафиолетовой видимой или ближней ино

1 мы с любым углом от 25 до 65 . При фракрасной области спектра, обеспеиспользовании в качестве накачки чивает стабильный, наперед заданный основной частоты и второй гармоники . по величине сдвиг длины волны генерубинового ОКГ такой набор призмы : . рации относительно длины волйы излу- еспечивает любые сдвиги длин волн, 1g чения накачки, Корректор И. ИЛксимишинец геда ктор О. Филиппова Техред М.Моргентал

Заказ 2814 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Иосква, Ж 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент". г.ужгород, ул. Гагарина,10!