BG64575B1 - Метод и устройство за оптичен стоп и спектрално селектиране на лазерно лъчение - Google Patents

Abstract

Методът и устройството за оптичен стоп и спектрално селектиране на лазерно лъчение, по-специално на газови лазери с пари на медта и медни халогениди, са приложими в индустрията за обработка на материали, в областта на дерматологията, в лазерните системи за осветление и светлинни ефекти, лазерната локация, скоростната фотография, научните изследвания и други. С тях се създава възможност за бърз оптичен стоп и спектрално селектиране на лазерното лъчение и прилагането им в целия мощностен диапазон на лазерите с пари на медта или на медни халогениди, при това без оптични загуби, поради което се постига пълно използване на мощността на лазерите. Изходното лъчение е линейно поляризирано, като се разширяват възможностите за неговото приложение. По метода управлението на лазерната генерация на газови лазери с пари на медта или на медни халогениди се осъществява чрез вътрешнорезонаторно влияние, чрез полихроматично акустично-оптично модулиране върху иницииращия маломощен инжекционен сигнал. Устройството включва газов лазер с пари на медта или на медни халогениди с неустойчив резонатор, в който по направление на иницииращия маломощен инжекционен сигнал са разположени полихроматичен акустично-оптичен модулатор (4) и отражателно огледало (5).а

Description

Област на техниката

Изобретението се отнася до метод и устройство за оптичен стоп и спектрално селектиране на лазерно лъчение, по-специално на газови лазери с пари на медта или на медни халогениди, намиращи приложение в индустрията за обработка на материали, медицината в областта на дерматологията, лазерни системи за осветление и светлинни ефекти, лазерната локация, скоростната фотография, научните изследвания и други.

Предшестващо състояние на техниката

Известен е метод за оптичен стоп, при който оптичното спиране на лазерното лъчение се постига с асинхронната работа надве последователно разположени активни среди /1/.

Известен е метод за оптичен стоп, при който оптичното спиране на лазерното лъчение се постига чрез допълнителни електрични импулси, които нарушават инверсната населеност в активната среда на лазера 12/.

Известен е метод за оптичен стоп и спектрално селектиране на лазерното лъчение, при който външно се въздейства на лазерното лъчение посредством акусто-оптична клетка. Методът е приложим само за линейно поляризирани, с малка апертура и неголяма плътност лазерни лъчения, като методът внася големи оптични загуби в тях.

Известно е спектралното селектиране на лазерно лъчение посредством спектрално селектиращи елементи, като например оптична призма, дифракционна решетка или оптични филтри.

Не е известен метод за оптичен стоп и спектрално селектиране на лазерно лъчение на газови лазери с пари на медта и медни халогениди с вътрешнорезонаторно въздействие.

Техническа същност на изобретението

Методът за оптичен стоп и спектрално селектиране на лазерно лъчение на газови лазери с пари на медта или на медни халогениди включва управление на лазерната генерация посредством вътререзонаторно влияние чрез полихроматично акусто-оптично модулирне върху иницииращия маломощен инжекционен сигнал.

Устройството за оптичен стоп и спектрално селектиране на лазерно лъчение се състои от лазер с пари на медта или на медни халогениди с неустойчив резонатор, в който на оптичния път на иницииращия маломощен инжекционен сигнал са поставени полихроматичен акусто-оптичен модулатор и отразяващо огледало.

Методът и устройството дават възможност за бърз оптичен стоп и спектрално селектиране на лазерното лъчение и прилагането им в целия мощностен диапазон на лазерите с пари на медта или на медни халогениди, при което няма оптични загуби, водещо до пълно използване на мощността на лазерите, а изходното лъчение е линейно поляризирано, с което се разширяват възможностите за неговото приложение.

Описание на приложената фигура

На фигурата е показана принципна схема на устройство за оптичен стоп и спектрално селектиране на лазерно лъчение.

Примерно изпълнение на изобретението

Съгласно едно примерно изпълнение устройството за оптичен стоп и спектрално селектиране на лазерно лъчение включва газов лазер с пари на медта или на медни халогениди с неустойчив резонатор, в който по оптичния път на иницииращия маломощен инжекционен сигнал на газов лазер на медта или на медни халогениди са разположени полихроматичен акусто-оптичен модулатор 4 и отразяващо огледало, например късофокусно сферично огледало 5.

Съгласно друго примерно изпълнение на устройството, показано на приложената фигура, то включва лазер с пари на меден бромид, състоящ се от лазерна тръба 2, разположена на обща оптична ос с дългофокусно вдлъбнато сферично огледало 1 от едната страна и плоскопаралено огледало с отвор 3 от другата страна, като отворът съвпада с оптичната ос, а огледалото сключва ъгъл 45° спрямо нея, и последващи полихроматичен акусто-оптичен модулатор 4 и късофокусно вдлъбнато сферично огледало 5, разположено под ъгъл спрямо оптичната ос.

Съгласно едно примерно изпълнение на метода част от лъчите на спонтанната емисия, излъчени от лазерната тръба 2, разпространяващи се максимално близко до главната оптична ос на лазерния резонатор, преминават през отвора на плоско-параленото огледало 3 и попадат върху полихроматичния акусто-оптичен модулатор 4, който при отсъствие на електрически радиочестотен сигнал ги отклонява в “0” порядък. В този случай полихроматичният акусто-оптичен модулатор 4 има свойството на диспергираща оптична призма, при което в “0” порядък се наблюдава спектрално разделяне на двете лазерни линии, съдържащи се в излъченото спонтанно лъчение. При подаване на електрически радиочестотен сигнал към полихроматичния акусто-оптичен модулатор 4, съответстващ на оптическата настройка на една от двете дължини на вълните λ, и λ₂ на спектралните линии или и на двете едновременно, модулаторът 4 придобива свойствата на дифракционна решетка и отклонява една от двете спектрални линии или и двете заедно в порядък “1”. Перпендикулярно на направлението на порядък “1” е поставено късофокусното сферично огледало 5, с което се образува обратната оптична връзка, довеждаща до лазерна генерация в неустойчивия резонатор. Отразената и повторно преминала светлина от късофокусното сферично огледало 5, представлява управляваната от полихроматичния акусто-оптичен модулатор 4 оптическа инжекция, инициираща лазерна емисия. В зависимост от подадения електрически радиочестотен сигнал, може да бъде създадена обратна връзка, както поотделно, така и заедно за съществуващите лазерни линии. Така може селективно да се контролира на коя линия да генерира лазерът, а също така при спиране на радиочестотен сигнал да се преустанови лазерната генерация. Времето за отклик на така дадената система е под 100 ns, което осигурява възможност за много бързо спиране, пускане и спектрално селектиране на лазерното лъчение.

Приложение на изобретението

Методът и устройство за оптичен стоп и спектрално селектиране на лазерно лъчение намират приложение при газови лазери с пари на медта или на медни халогениди, с което се разширява тяхното приложение в индустри ята за прецизна обработка на материали, в медицината, по-специално в дерматологията, при отстраняване на козметични дефекти и с приложения в офталмологията, в лазерните системи, използвани за осветление и светлинни ефекти, в лазерната локация за дистанционно определяне на газове в атмосферата, в стробиращата високоскоростна фотография за изследване на бързоразвиващи се процеси, в научните изследвания и други.

Claims (3)

Патентни претенции

1. Метод за оптичен стоп и спектрално селектиране на лазерно лъчение на газов лазер с метални пари на медта и на медни халогениди с неустойчив резонатор, характеризиращ се това, че управлението на лазерната генерация на газовия лазер с пари на медта или на медни халогениди е посредством вътрешнорезонаторно влияние чрез полихроматично акусто-оптично модулиране върху иницииращия маломощен инжекционен сигнал.

2. Устройство за оптичен стоп и спектрално селектиране на лазерно лъчение, на газов лазер с пари на медта или на медни халогениди с неустойчив резонатор, характеризиращо се с това, че в неустойчивия резонатор на газовия лазер с пари на медта или на медни халогениди по оптичния път на иницииращия маломощен инжекционен сигнал последователно са разположени полихроматичен акустооптичен модулатор /4/ и отразяващо огледало /5/.

3. Устройство съгласно претенция 1 и 2, характеризиращо се с това, че в неустойчивия резонатор на газов лазер с пари на медта или на медни халогениди - между плоскопаралено огледало /3/ с отвор и късофокусно вдлъбнато сферично огледало /5/ на общата оптична ос, е разположен полихроматичният акусто-оптичен модулатор /4/.