Устройство автоматической юстировки зеркал резонатора лазера

 

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

854241 А1 (5!)5 Н 01 $3/086

ГОСУДАРСТВЕ1+ЮЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 2893605/25 (22) 13.03.80 (46) 15.07,93. Бюл. Q 26 (71) Уфимский авиационный институт им.

Серго Орджоникидзе (72) С.Т.Кусимов, В.Ф.Смоленков, А.З.Тлявлин, В.А.Олещук и B.À.Êðàâ÷åíêî (56) Авторское свидетельство СССР

М 277136, кл. Н 01 S 3/08, опублик. 1970, Хернквист, Файрестер Юстировка резонаторов газовых лазеров. — Приборы для научных исследований, 1975, М 8, с. 104—

107.

Патент США

М 3579140, кл. 331-94.5, опублик. 1971.

Патент США

М 3252110, кл. 331-94.5, опублик. 1966. (54)(57) УСТРОЙСТВО АВТОМАТИЧЕСКОЙ

ЮСТИРОВКИ ЗЕРКАЛ РЕЗОНАТОРА ЛАИзобретение относится к области квантовой электроники, а именно к устройствам с управлением параметрами стимулированного излучения, и может использоваться для автоматической юстировки резонаторов лазеров с управляемыми зеркалами резонаторов.

Целью изобретения является сокращение времени вывода лазера в режим генерации при углах разъюстировки, превышающих угловую зону устойчивой генерации.

На фиг. 1 представлена блок-схема устройства автоматической юстировки зеркал резонатора лазера; на фиг. 2 — график зависимости мощности выходного излучения

ЗЕРА, содержащее приемник выходного излучения, блок управления, вход которого соединен с выходом приемника выходного излучения, и приводы зеркал, о т л ич а ю щ е е с я тем, что, с целью сокращения времени вывода лазера в режим генерации при углах раэъюстировки, превышающих угловую зону устойчивой генерации, в устройство введены блок сканирования, схема включения и блок коммутации, при этом выход приемника выходного излучения соединен со входом схемы включения, выход которой подключен ко входу блока сканирования и к управляющему входу блока коммутации, э выходы блока сканирования и блока управления соединены с соответствующими входами блока коммутации, выход которого связан с приводами зеркал.

Рвиа от углов разъюстировки; на фиг. 3— проекция пересечения плоскости уровня ус- О" тойчивой генерации и кривой зависимости ъЛ мощности выходного излучения на плоско- Ф сть двух ортогональных осей углов разь- Я1 юстировки а1 и а . Ф

На фиг. 1 изображены резонатор 1 лазе- а ра, образованный зеркалами 2, приемник выходного излучения 3, блок управления 4, схема включения 5, блок сканирования 6, блок коммутации 7 и приводы зеркал 8.

Выход приемника выходного излучения соединен со входами блока управления и схемы включения. Выход схемы включения, в свою очередь, подключен ко входу блока сканирования и к управляющему входу бло, 854241 ка коммутации. Два других входа блока коммутации соединены соответственно с выходами блока управления и блока сканирования, а выход его соединен с приводами зеркал. Приемник выходного излучения 3 установлен на пути потока излучения и служит для приема оптического излучения лазера и преобразования его в электрический сигнал, Блок управления 4 служит для дальнейшего преобразования электрического сигнала и передачи его через блок коммутации 7 на управление приводами зеркал. Схема включения 5 предназначена для включения блока сканирования 6 и соединения его через блок коммутации 7 с приводами зеркал при отсутствии сигнала на выходе приемника выходного излучения и отключения его от блока коммутации в случае наличия сигнала с выхода приемника, Блок сканирования 6 служит для выдачи сигнала на приводы управления положением зеркал резонатора, когда лазер перестает генерировать, Блок коммутации 7 осуществляет переключение связи приводов зеркал с блоком управления

4 или блоком сканирования 6 по сигналу со схемы включения 5. С помощью приводов 8 осуществляется наклон и поворот зеркал 2.

На графиках фиг, 2 и фиг. 3 показаны; 9 — кривая зависимости мощности выходного излучения Psvx от углов раэъюстировки а,й2 по двум ортогональным осям; 10— проекция плоскости уровня устойчивой генерации лазера на плоскости Рвах 0 а2; 11— проекция пересечения плоскости уровня устойчивой генерации и кривой зависимости мощности выходного излучения — угловая зона устойчивой генерации лазера; 12 — эона максимальных углов разъюстировки в процессе работы лазера; 13 — возможная траектория изменения углов наклона зеркал резонатора при работе блока сканиро.вания;

А — исходная точка начала сканирова. ния;

 — точка окончания сканирования;

Ог — размер угловой эоны устойчивой генерации;

Lc — шаг сканирования.

Устройство работает следующим образом. Если угловое отклонение зеркал 2 резонатора 1 от оптической оси не превышает углов устойчивой генерации, то значение выходной мощности Pgyx находится на KpN" вой 9 выше уровня устойчивой генерации (фиг. 2), На выходе резонатора 1 лазера имеется излучение мощностью Pg x (кривая 9 на фиг.

2), которое принимается приемником вы5

15 ходного излучения 3, преобразуется в нем в электрический сигнал и поступает в блок управления 4 и схему включения 5. Схема включения работает таким образом, что при наличии сигнала с выхода приемника, она отключает блок сканирования 6 и на его выходе сигнал отсутствует. При этом сигнал с выхода схемы включения переключает по управляющему входу блока коммутации 7 в такое состояние, при котором выход блока управления 4 соединен с приводами зеркал, а выход блока сканирования 6 отключен от приводов зеркал. Автоматическая юстировка в пределах зоны устойчивой генерации осуществляется путем максимизации выходной мощности любым иэ известных методов, например по методу синхронного детектирования. Приводами осуществляется наклон или поворот. зеркал по сигналу с

20 блока управления.

Если же в результате термического или механического воздействия углы разъюстировки вышли за пределы угловой зоны устойчивой генерации лазера и находятся в

25 произвольной точке зоны максимальных углов раэъюстировки (фиг. 3), то лазер перестает генерировать.

При этом мощность выходного излучения Р х равна нулю, и сигнал на выходе приемника излучения отсутствует. Схема включения 5 при этом включает блок сканирования 6 и переключает по управляющему входу блок коммутации 7 в такое состояние, при котором выход блока управления 4 от35 ключен от приводов зеркал и с ними соединяется выход блока сканирования 6.

Блок сканирования вырабатывает сиг. нал, поступающий на приводы зеркал, которые выводят зеркала резонатора в исходное

40 состояние начала сканирования, например в точку А (фиг. 3).

Затем блок сканирования выдает попеременно сигналы на осуществление с помощью приводов наклона зеркал по двум

45 ортогональным осям (а, аг ) с шагом 1 с с тем, чтобы обеспечить нахождение угловой зоны устойчивой генерации лазера. Условием нахождения угловой эоны генерации является соотношение L<< Ог, где 4; — шаг

50 сканирования, à Ог — ширина углового диапазона устойчивой генерации, В этом случае трабктория сканирования обязательно пересечет зону устойчивой генерации и генерация лазера возобновится, 55 на выходе приемника выходного излучения появится сигнал. Этот сигнал поступит на вход блока управления 4 и схему включения

5. При этом схема включения через блок коммутации 7 отключит блок сканирования

854241

6 от приводов зеркал, соединит с приводами блок управления и юстировка зеркал будет осуществляться по максимуму выходной мощности при управлении зеркалами по сигналам с блока управления. Дальнейшая работа устройства. осуществляется аналогично вышеописанному.

Использование устройства позволяет сократить в 10-20 раз время. необходимое для вывода лазера в режим генерации при углах разъюстировок, превышающих угло5 вую зону устойчивой генерации, и тем самым более эффективно использовать лазеры в процессе эксплуатации.

854241

Составитель

Редактор Г.Берсенева Техред М. Моргентал Корректор И.Шулла

Заказ 2833 Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035. Москва, Ж-35, Раушская нэб., 4/5

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул,Гагарина, 101