Пассивный модулятор добротности резонатора лазера

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 1 11 818423

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 16.08.79 (21) 2828624/18-25 с присоединением заявки № (23) Приоритет (51) АА К з

Н 01S 3/11

Государственный комитет

Опубликовано 07.05.82. Бюллетень № 17

Дата опубликования описания 07.05.82 (53) УДК 621.375.8 (088.8) по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения В. М. Хулугуров, Б. Д. Лобанов, В. А. Чепурной, Ю. М. Титов, Н. А. Иванов и И. А. Парфианович

Научно-исследовательский институт прикладной физики при Иркутском государственном университете

41д; тч;т" >(54) пАссиВный ИОдулятОР ДОБРО 14тстзфтВ:;ри .; -

РЕЗОНАТОРА ЛАЗЕРА

ВИЙЛИ0

Изобретение относится к области квантовой электроники, а именно к пассивным модуляторам добротности резонаторов лазеров, и может быть использовано при получении частотно-периодических режимов 5 лазерного излучения.

Известен пассивный модулятор добротности из стекол с примесными ионами, например КС-19 с примесью уранила (1).

Недостатками такого пассивного модуля- lo тора являются его низкие оптическая прочность и фототермическая устойчивость, вследствие чего он быстро разрушается, а также не может работать в частотно-периодическом режиме излучения с частотой вы- 15 ше 05 Гц.

Известен пассивный модулятор добротности резонатора лазера на основе раствора органического красителя (2).

Недостатком такого модулятора является 20

его низкая фототермическая устойчивость, вследствие чего он недолговечен и не может работать в частотном режиме без принудительной прокачки. Применение прокачки значительно усложняет конструкцию моду- 25 лятора и ухудшает его эксплуатацию.

Наиболее близким по технической сущности к данному изобретению является пассивный модулятор резонатора лазера на основе органического красителя — броми- з0 рованный фталоцианин металла, растворенный в бромистом аммонии (3). Для частичного повышения фототермической и фотохимической стабильности пассивного модулятора в состав растворителя введен галоидалкил, например бромистый метил. Раствор находится в стеклянной или кварцевой кювете с параллельными плоскими окнами, которая помещена между 100% зеркалом и головкой осветителя лазерного активного элемента.

Пассивный модулятор пропускает 20% на длине волны лазерного излучения (Х =

= 1,06 мкм).

Несмотря на введение в раствор модулятора дополнительного стабилизирующего вещества — галоидалкила, затвор меняет свои свойства в течении 240. ч (без введения добавки — в течении 2,5 ч). Кроме того раствор не способен работать в частотном режиме с частотой выше 0,1 — 0,5 Гц.

Целью изобретения является повышение фототермической и фотохимической устойчивости пассивного модулятора добротности резонатора лазера.

Цель достигается тем, что в пассивном модуляторе добротности резонатора лазера на основе среды, содержащей поглощающие центры, среда пассивного модулятора добротности выполнена из кристалла

818423

Сб м эм ам о э о

Ю о,,О

tg m э а а.

o»m - o э о о и \э

cd са о д - э э

cd

2 сб э

@ -д о (<о м

cd m М

ы ао о дэ с

v v

mo х

cd

&»

2 м(3

m o.—

v mA о

cd

cd а э «О

m m э к

<о аэо

2 и.> э д

С0

И а -» х

cd

z о о

=o«

cd

yvэ

«m o. э О

° ( м х ю

Ф

oc+ о а

1,, с о

2 mv

Одэ

cd с» и д э

t«o

-Н .Н -Н о oo э m

И э " о эО а,g а>,а ч о м %co о о

2 <.Н

О О

+I 1 -И

td а э

1 (:> о щ о

Н cq сч о э «Ж

2om

m Io ао

m v э э

CD иЪ

С>

-Н

cD

cD со .Н

-Н .Н э

v о э

cd»о

2 о

v о

cd O

X а

И э

v Я

v а и д

0 о

2 м д

v о с

2 о э

cd Э аэ о о к

1 ъ э ь ь(O cd

2 m д ц» 2 э э О (m д к а< ь(» cd

_#_ х х а д О

Б х д с» о, о, эа э 1 и м ао а5 o

М к аvg

o, 2

<о

% 2х

m э

О v

Щ м, о

1"-.

>Ъ ь о

Р» И»

Л Л

+ч

Р» М» (т, Л

2

Ю « о

2 и м о

o g о

4 о

» аБ

>ж ф

2 о ю ь(о о

Д.«о а о эЯ о э

f»

cd O а

v М

О э

+ v

3 фтористого лития, содержащего F>+ центры окраски или lz центры окраски, или & и

1 — центры окраски одновременно.

Центры окраски в пассивном модуляторе добротности резонатора лазера, среда которого выполнена из кристалла фтористого лития, созданы путем облучения ионизирующим излучением (-лучи, рентгеновские лучи, релятивистские электроны, нейтроны).

Пассивные модуляторы из фтористого лития с центрами окраски выполнены в форме параллелепипеда размерами 39 10 10, 26 13 13 и 30.10 10 мм . Рабочими поверхностями являются взаимопротивоположные грани параллелепипеда, которые полируются до достижения цвета (степень плоскостности поверхности) не более 1 кольца и непараллельности граней порядка lu — lо угловых секунд. Пассивные модуляторы дооротности располагаются в лазерном резонаторе между 1U0% зеркалом и лазерной головкой осветителя с активным элементом.

Начальное пропускание модулятора на длине волны лазерного излучения находится в пределах 10 — 90%. Оптимальное значение пропускания зависит от конструкции лазера и подбирается экспериментально, Монокристаллы пассивного модулятора добротности облучают различными дозами ионизирующего излучения (10 — 10 рентген) и имеют начальное пропускание 95—

100io.

Испытания работы модуляторов из монокристаллов фторида лития, содержащих

F +, F или Fä+ и F> — центры окраски, проводятся в резонаторах лазеров на рубине, на алюмоиттриевом гранате (АИГ) с 1Ч11 + и на <рос<ратном стекле с lid +. Измерения энергии импульсов генерации производятся с помощью измерителя энергии лазерного излучения ИК1 -1Н. Длительность импульсов излучения измеряется с помощью коаксиального фотоэлемента ФЗК-09 и осциллографов С1-(5 и И2- /. Испытания модуляторов во всех случаях проводятся при комнатной температуре без всякого специального охлаждения.

Основные рабочие характеристики пассивных модуляторов добротности резонатора лазера из монокристаллов фторида лития с центрами окраски приведены в таблице.

Пассивные модуляторы добротности из монокристалла фтористого лития с F>+ центрами окраски испытывают на стабильность в резонаторе рубинового лазера.

Наработка модулятора в процессе испытания составляет 10 импульсов, при этом не обнаружено ухудшения его модуляционных характеристик. Модулятор устойчиво работает при комнатной температуре в режиме с частотой повторения 2 Гц.

Монокристаллы фтористого лития с Р + центрами окраски испытывают на стабильность в резонаторе неодимового лазера

65 м

1» э

X а (cd

М д

И

Ж к о

Ю о

1 э

2 а а э

f» м э ь

1, р э х

+сч э

Ы (ъ о д 1 э и о а о

cd

0 х

cd л а о

О м ь(э о а э о о

o "m о

О э О о и о

Зо а « о (к

Е»

»Е о о

2 о са

2 а э »

818428

Формула изобретения

Составитель E. Куприянова

Редактор П. Горькова Текред А. Камышникова Корректор E. Хмелева

Заказ 711/17 Изд. М 1 50 Тираж 629 Подписное

НПО «Поиск» Го.ударственпого комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Типография, пр. Сапунова, 2 (Хрен 1 >06 мкм) . Модулятор из фтористого лития с F> — центрами окраски устойчиво работает при комнатной температуре в режиме с частотой повторения 50 Гц. Общая наработка одного из модуляторов ссотавля- 5 ет 2 10 импульсов, при этом его модуляционные характеристики практически не изменяются.

Абсорбционные измерения показывают, что практически абсорбционные характери- 10 стики рабочих центров пассивных модуляторов добротности в процессе длительного хранения не изменяются.

Таким образом, пассивные модуляторы добротности резонатора лазера, среда кото- 15 рых выполнена из монокристаллов фтористого лития, содержащих Гв+ центры окраски или Р— центры окраски, или Р2+ и F2— центры окраски одновременно, обладают стабильностью в процессе длительного хра- 20 нения и эксплуатации по сравнению с известными пассивными модуляторами добротности, позволяют формировать гигантские импульсы с большой частотой повторения без применения устройств для принуди- 25 тельного охлаждения модулятора, нетоксичны, дешевы и просты в изготовлении.

Пассивный модулятор добротности резонатора лазера на основе среды, содержащей поглощающие центры, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повышения фототермической и фотохимической устойчивости, среда пассивного модулятора добротности выполнена из кристалла фтористого лития, содержащего F>+ центры окраски или F2 центры окраски, или F2+ и F центры окраски одновременно.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Smith W. V. and Sorokin P. P. Laser

М. С. Gsaw — Hill, N. 1. 1966, р. 125.

2. Авторское свидетельство СССР

Хо 304654, кл. Н 01$3/11, 1971.

3. Авторское свидетельство СССР

Ко 332789, кл. Н 01S 3/11, 1969 (прототип).