Лазер

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

>884526

Сове Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-i.y— (22) Заявлено 21.03.80 (21) 2897129/18-25 с присоединением заявки— (23) Приоритет— (43) Опубликовано 30.04.82. Бюллетень № 16 (45) Дата опубликования описания ЗО.О4.82 (51) М.Кл Н 01 S 3/00

Госудврстеенимк комитет

СССР ио лелем изобретений и открытий (53) УДК 621.375.8 (088.8) (72) Авторы . изобретения

Г. К. Васильев

1 химической физики

В. И.,Кирьянов, Б. Г. Бравый и (71) Заявитель Отделение ордена Ленина Института

АН СССР (54) ЛАЗЕР

Изобретение относится к области квантовой электроники, в частности, к устройствам импульсного или непрерывного действия с регулируемой длительностью импульса излучения или мощностью.

Известен лазер, содержащий две активные среды (генератор и усилитель) источниками накачки и оптическую систему 11).

Однако, это устройство требует применения сложной системы синхронизации генератора с усилителем. Другим недостатком цвляется то, что оптичесиая система лазера из-за наличия в ней полупрозрачных элементов имеет недостаточно кпирокий спектральный диапазон,„, „,;„(10 !5 (max> min верхняя и нижняя граница длины волны). К недостаткам следует отнести также наличие двух активных сред с источниками накачки и трудности при конструировании лазера, обусловленные ограниченным выбором или полным отсутствием прозрачных, однородных и оптически прочных материалов для дальних ультрафиолетового и, особенно, инфракрасного диапазонов. 25

Наиболее близким к предлагаемому изобретению является лазер, содержащий резонатор, внутри которого расположена активная среда с источником накачки (2).

В данном устройстве оптическая система включает в себя сложные конструктивные элементы, в частности затвор для модуляции добротности и полупрозрачные элементы, которые сужают спектральный диапазон до 4.../1 „(10 .

Цель изобретения — расширение спектрального диапазона и повышение эффективности управления мощностью и длительностью импульса излучения.

Это достигается тем, что резонатор в предлагаемом лазере образован крышеобразным и плоским металлическими зеркалами, между активной средой и плоским металлическим зеркалом расположен плоский зеркальный дифракционный экран, выполненный подвижным в направлении, перпендикулярном оптической оси, и перекрывающий не менее половины апертуры пучка излучения, причем зеркальная поверхность экрана обращена к активной среде и параллельна ребру крышеобразного зеркала.

При этом вдоль ребра крытпеобразного зеркала выполнена щель регулируемой ширины.

На чертеже изображена схема предлагаемого устройства.

Лазер содержит активную среду 1 с источником накачки (на чертеже не показан), крышеобразное и плоское металли884526 ческие зеркала 2 и 3, плоский зеркальный дифракционный экран 4 с механизмом 5 перемещения, выполненным, например, в виде микрометрического винта, причем в крышеобразном зеркале 2 выполнена щель

6 регулируемой ширины.

Устройство работает следующим образом. Так как дифракционный экран 4 перекрываег не менее половины апертуры резонатора, образованного зеркалами 2 и 3, то генератор лазера возбуждается только той долей излучения, которая проникает в область геометрической тени экрана 4, в результате чего оптический путь луча в генераторе имеет ди фракционный излом на краю экрана 4. Угол излома, а с ним добротность резонатора, и следовательно, длительность импульса излучения или мощность регулируют перемещением экрана 4 в направлении, перпендикулярном оптичес,кой оси, либо изменением ширины щели 6 в кры шеобразном зеркале 2. Излучение генератора, теряемое на,краю экрана 4, уси.ливается путем многократного прохождения излучения через активную среду 1.

При фиксированной ширине щели 6 крьыпеобразного зеркала 2 число проходов зависит от глубины вдвигания экрана 4 в резонатор, однако не превышает четырех. В процессе многократного прохождения через активную среду 1 начальное сечение пучка генератора увеличивается благодаря дифракционной расходимости до размера выходной апертуры лазера, который определяется рабочей площадью зеркальной поверхности дифракционного экрана 4.

Лазер прост в изготовлении и эксплуатации, так как его оптическая система не содержит (в отличие от прототипа) затвора для модуляции добротности и дорогостоящих полупрозрачных элементов. Кроме того, его оптическая система имеет широкий спектральный диапазон,;который в случае безоконной активной среды состав) ляет л„„,, >.„1п, 10 (вместо (10 в прототипе), так как ширина диапазона определяется лишь отражательной способностью используемых оптических материалов, в частности металлов. При неизменном уровне накачки и параметров активной среды можно плавно регулировать мощность излучения. Причем регулирование мощности ь

l5

25 .Зо

50 импульсного лазера достигается плавным изменением длительности импульса.

Эффективность данного лазера подтверждается результатами эксперимента на активной среде импульсного химического

DF — СО, лазера с передачей энергии; длина волны излучения 10,6 мкм; коэффициент усиления слабого сигнала 0, 05—

0,06 см —, реализованный диапазон плавной регулировки длительности импульса— от нескольких мкс до 100 нс, причем полученная длительность 100 нс не является предельной для данного устройства, поскольку она определяется в данном случае особенностями источника накачки и активной среды.

Формула изобретения

Лазер, содержащий резонатор, внутри

;которого расположена активная среда с источником накачки, отличающийся тем, что, с целью расширения спектралы о о диапазона и повышения эффективност>. управления мощностью и длительностью импульса излучения, резонатор образован крышеобразным и плоским металлическими зеркалами, между активной средой и плоским металлическим зеркалом расположен плоский зеркальный дифракционный экран, выполненный подвижным в направлении, перпендикулярном оптической оси, и перекрывающий не менее половины апертуры пучка излучения, причем зеркальная поверхность экрана обращена к активной среде и параллельна ребру крышеобразного зеркала.

2. Устройство по п. 1, отличающеес я тем, что вдоль ребра крышеобразного зеркала выполнена щель регулируемой ширины.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Максимов В. В. и др. Экспериментальное исследование способа управления формой импульса излучения усилителя на

СО,, «Квантовая электроника», 1979, 6, ¹3, с,513.

2. Патент Великобритании № 1355637, кл. Н 01 S 3/00, опублик. 1974 (прототип).

384526

Составитель Т, Манюкова

Техред И. Заболотнова Корректор И. Осиновская

Редактор Л. Письман

Тип. Хзрьк. фил. пред. «Патент». Заказ 362/271 . Изд. № 128 Тираж 629 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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