Способ управления волновым фронтом лазерного излучения

 

(19)SU(11)797504(13)A1(51)  МПК ⁶    _H01S3/10(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯк авторскому свидетельствуСтатус: по данным на 17.12.2012 - прекратил действиеПошлина:

(54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ВОЛНОВЫМ ФРОНТОМ ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ

Изобретение относится к области квантовой электроники и может быть использовано в оптических системах, предназначенных для получения направленных пучков света. Лазерные источники излучения используют для достижения высокой освещенности объектов. С целью повышения освещенности производят управление волновым фронтом лазерного излучения, формируя волну, сходящуюся на малой площади. Известен способ управления волновым фронтом излучения, включающий предварительное освещение объекта лазерным излучением, усилие отраженного излучения и обращение его волнового фронта. В этом способе усиление производят в инверсно-населенной среде, например, рубиновом элементе. Излучение с обращенным фронтом проходит усилитель в обратном направлении и концентрируется на объекте. Недостатком этого способа является то, что в существующих усилителях с инверсно-населенными средами коэффициент усиления не превышает ≈10⁴, что ограничивает увеличение мощности излучения, попадающего на объект. Целью данного изобретения является повышение мощности излучения, концентрируемого на объекте. Указанная цель достигается тем, что в способе управления волновым фронтом лазерного излучения, включающем предварительное освещение объекта, усиление отраженного излучения и обращение его волнового фронта, усиление осуществляют в оптическом устройстве, основанном на вынужденном рассеянии излучения, накачку которого производят когерентным излучением. Как известно, вынужденное рассеяние неселективно, и поэтому предлагаемый способ может быть использован как в видимой, так и инфракрасной и ультрафиолетовой областях спектра. В частности, он может быть использован в тех диапазонах длин волн, где отсутствуют инверсно-населенные среды с большим усилением. Данный способ может быть реализован в устройстве, один из вариантов которого изображен на чертеже, где лазер 1, объект, на который направленно излучение 2, система наведения 3, оптическое устройство усилитель на вынужденном рассеянии 4, система обращения волнового фронта 5 и источник когерентного излучения 6. Направление распространения излучения показано стрелками. Устройство работает следующим образом. Лазером освещают объект, на который должно быть направлено сконцентрированное излучение. Излучение, отраженное объектом, собирают системой наведения, например, объективом, и пропускают через усилитель на вынужденном рассеянии, представляющем собой кювету с прозрачными окнами, заполненную например, газообразным метаном. Затем излучение попадает в систему для обращения волнового фронта, выполненную в виде фазовой пластины и кюветы с жидким сероуглеродом. В результате обращения волнового фронта излучение распространяется точно в обратном направлении и концентрируется на объекте. Усилитель на вынужденном рассеянии накачивается когерентным излучением, генерируемым, например, в другом лазерном источнике. Коэффициент усиления, обеспечиваемый усилителем, зависит от мощности этого излучения и его длины волны и может быть сделан превышающим 10⁵. В результате усиления существенно возрастает поток излучения, направленного на объект, что происходит за счет преобразования в этот поток когерентного излучения накачки. Таким образом, данный способ управления волновым фронтом лазерного из- лучения позволяет повысить мощность излучения, концентрируемого на объекте. Способ может применяться в широком спектральном диапазоне для эффективного преобразования излучения накачки в излучение, направленное на объект.

Формула изобретения

СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ВОЛНОВЫМ ФРОНТОМ ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ, включающий предварительное освещение объекта лазерным излучением, усиление отраженного излучения и обращение его волнового фронта, отличающийся тем, что, с целью повышения мощности излучения, концентрируемого на объекте, усиление осуществляют в оптическом устройстве, основанном на вынужденном рассеянии, накачку которого производят когерентным излучением.