Способ юстировки зеркал резонатора газового лазера

 

СПОСОБ ЮСТИРОВКИ ЗЕРКАЛ РЕЗОНАТОРА ГАЗОВОГО ЛАЗЕРА, включающий предварительную юстировку и точную юстировку по максимому выходной мощ М;сти генерируемого излучения, о тл и ч а ю ; и и с я тем, что, с целью обеспечения предварительной автоматической юстировки при углах разгюстировки, больших углового диапазона устойчивой генерации, без использования дополнительных изучающих устройств, предварительную юстировку производят путем сканирования зеркала резонатора в двух взаимноперпендикулярных плоскостях с шагом сканирования, меньшим ширины углового диапазона устойчивой генерации лазера, до появления генерации. сг с

(: ..5 Н 01 s 3/086

1, О

ill ЬЭ

О (О»

0»

CO К33 СО Б ЕТС КИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИМ

РЕСПУБЛИК

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕ

ВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР) (21) 2775516/25 (22) 05.06,79 (46) 15.07.93„ Вюл, Г 26 (71) УГiимcкий авиационный институт им. Гергo Орджоникидзе (72) С,Т.Кусил1ов, B. „Ñìoëeíêoâ, А.З.Тлявлин и В.А.Олещук (56) Патент СИА Г 3579140, кл. 331-9 >.5, Опублик. 1971.

Авторское свидетельство СССР

1 286823, кл. И 01 S 3/086, 1968.

Патент СИА l 3252110, кл, 331-94.5, опублик. 1966.

Приборы для научных исследований, 197;, б, с. 104-107.

Изобретение относится к области квантовой электроники и может быть использовано при разработке систем автоматического управления юстировкой управляемых зеркал резонатора мощных газовых лазеров, работающих, наприл1ер, в автонол1ном режиме, Известен способ юстировки зеркал резонатора лазера, по которому юстировка осуществляется изменением положенил управляемого зеркала резонатора в двух взаимно перпендикулярных плоскостях так, чтобы уменьшить угловой уход оси выходного излучения лазера от Оптической оси резонатора, контролируемый при помощи четырехквадрантного детектора.

„, 5Ц, „952066 А1 (5 >) (57) ГПОСОБ КЗСТИРОВКИ ЗЕРКАЛ РЕЗОЯАтОРА ГАЗОВОГО ЛАЗЕРА, включающий предвар. тельную юстировку и точную юстировку по максимому выходной мощ.;Оти генерируемого излучения, о тл и ч а ю щ и i с я тем, что, с целью обеспечения предварительной автомаTì 1еской юстировки при углах

pñ\3ъюстирОвки бОльших углОвогО диа пазона устойчивой генерации, без использования дополнительных изучающих устройств> предварительную юстировку производят путем сканирования зеркала резонатора в двух взаимноперпендикулярных плоскостях с шагом сканирования, меньшим ширины углового диапазона устойчивой генерации лазера, до появления генерации.

Известен также способ угловой автоподстройки зеркал резонатора лазера, основанный на определении величины и направления разъюстировки зеркал путем выделения в выхолном излучении лазера двух или более симметричных световых потоков, интенсивность которых меняется при расстройке зеркал резонатора лазера вследствие смещения Оптической Осио

Известен также способ регулирования зеркал резонатора лазера с помощью магнитострикционных элементов, по которому магнитострикционные элементы меняют угловое положение зеркал в зависимости от изменения выходного излуче.,ия так, чтобы восста952066 новить юстировку и максимизировать выходное излучение„

Недостатком известных способов является необходимость наличия генерации излучения лазера для процесса юстировки. В случае больших углов разьюстировки, вызванных, например, темперлтурными деформациями зеркал, генер; ция отсутствует, вследствие чего о известные спосооы юстировки не применимы

Наиболее близким по технической

<-..ущности к предложенному является спо -об юстировки зеркал ре".îi"àòîpà газового 1лзера, по которому вначале юстировку производят грубо при помощи лвтоколлиматорл или другогo лазерл, а ",ëòeì юстируют зеркала резонатора лаяера точно, максимизируя вы- «О ходную мощност- генерируемого излучения.

Преимуществом этого способа является возможность юстировки зеркал 25 резонатора лазера до начала генерации, Недостаток способа состоит в использовании дополнительных излучающих устройств при углах разъюстиров- ЗО ки, больших углового диапазона устойчивой генерации, устанавливаемых обычно на пути прохождения излучения лазера, что затрудняет создание автоматических систем юстировки газовых лазеров, работающих, например, в автономном режиме.

1(елью изобретения является обесI печение предварительной 1грубой) юстировки зеркал резонатора газово" го лазера при углах рлзъюстировки, больших углового диапазона устойчивой генерации лляерл, бея использования дополнительных излучающих устройств, Поставленная цель достигается тем, что в способе юстировки зеркал резонатора газового лазера, включающем предварительную юстировку и точную юстировку по максимуму выхолной мощности генерируемого излучения, предварительную юстировку производят путем сканирования зеркала резонатора в двух взаимно перпендикулярных плоскостях с шагом сканирования, меньшим ширины углового диапазона устойчивой генерации лазера, до появления генерации, Нл чертеже, для пояснения сущности изобретения, показана зависимость выходной мощности генерируемого излучения от углов рляъюстировки в двух взаимно перпендикулярных плоскостях в проекциях н плоскости

OK (h Ok2, 5 bi X где Р, выход ля мощность газового Sbix лазера; и,,с - углы раэъюстировки зеркал резонатора в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, Если в результате температурной деформации или неточности первоначальной установки зеркал угловое положение зеркал совместилось с точкой то генерлцил прекращается, так как точка A находится вне углового диапазона устойчивой генерации определяемого по кривой 1 злвисияос" ти Р„„,„ =- f (M,,М ) нл уровне 2 начала генерации и являющегося в данном случае диаметром зоны 3 устойчивой генерации лазера. Точка Р может быть расположена в любой области 4 - o6ласти практически возможных углов рлзъюстировки с площадью Sp = М po0t

" l +g дgp (, i Ae - +(p()q + @ р 1 р до усти мые углы рляъюстировки) .

Размер зоны B для газовых лазеров составляет десятки угловых секунд, л допустимые угль*. раэъюстировки могут быть в пределах угловых минут., Для осуществления грубой юстировки управляемое зеркало сканируют путем изменения углов наклона зеркала в двух взаимно перпендикулярных плоскостях сС и К с шагом сканирования

D„ (9< (В в), В этом случае гарантируется нахождение точки В - точки нлчллл генерации лазера, которая начинлется в момент пересечения линии сканирования 5 зеркала в плоскости с границей зоны устойчивой генерации

3„ B "î÷êå В склнирование прекращают и начинают точно юстировать зеркала путем максимизации выходно;"; мощности генерируемого излучения, Время, необходимое для осуществления грубо" юстировки, можно теоретически оценить для случая, приведенного на чертеже:

-1n(t P, ) Sii

95206 где

P ов

Пример.

= 69,9 (сек.J.

20 время сканирования; заданная вероятность обнаружения зоны генерации; скорость сканирования или скорость углового изменения положения зеркала в одной из плоскостей разъюсти:ровки;

1 - вероятность наличия зоны 3 в плоскости 4.

Р в =0,999, Б =180 180 «угл.сек,3

D =4 угл.сек., D„=40 (óãë.секДй в

V =40 угл.сек,lсек1

-1.п (1-0 999) 180z

2 40 .40.1

Теоретический расчет показывает, что время грубой юстировки (время сканирования) по данному способу на6 6 ходится в области практически допустимых величин и процесс юстировки осуществляется г. достаточно высокой вероятностью, что подтверждает целесообразность его практического ис" пользования, Использование способа автоматической юстировки зеркал резонатора газового лазера обеспечивает по сравнению с существующими способами слепующие преимущества: возможность юстировки зеркал ре,Зонатора в случае отсутствия генерации вследствие больших углов разьюстировки, вызванных, например, термической деформацией зеркал или неточностью первоначальной установки, исключение использования дополнительных излучающих устройств, например лазеров или автоколлиматоров со "светящейся точкой", для грубой юстировки до момента начала генерации лазера.

052066

Редактор Г. Берсенева Техред И.Иоргентал Корректор 1.дндру

Заказ 283ч Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, )K-3>, Раушская наб,, д. 4/g

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