CS244972B1 - Zariadenie na optické čerpanie laserových tyčí aktivovaných iontami neodymu - Google Patents

Description

244972

Vynález sa týká zariadenia na optickéčerpanie laserových tyčí aktivovaných ionta-mi neodymu, umožňujúceho optimálnu la-serová funkciu tyčí.

Lasery, používajúce aktívny materiál ak-tivovaný iontami neodymu, sú v súčasnejdobě najdoležitejšími pevnolátkovými laser-mi. Rad z nich sa využívá tak v pulznej, akoí v spojité] prevádzke. Účinnost laseru při-tom závisí na radě faktorov, z kterých pr-vořadá úlohu hrá využitie světla výbojky ak-tívnym materiálom. Neodymité ionty majúabsorpčně spektrum čiarové, a preto je po-třebné využit maximum jeho absorpčnýchčiar. Na druhej straně, ak sa využívajú ab-sorpčně čiary i v krátkovlnnej oblasti spek-tra, to je ak sa čerpá aktívny materiál svet-lom s vysokým podielom fialověj a ultrafia-lovej zložky, mdže sa v materíáli vytvořitvysoká koncentrácia farebných centier, kte-rá laserovú funkciu sťažuje až znemožňuje.

Uvedené nevýhody zmierňuje a technickýproblém rieši zariadenie na optické čerpa-nie laserových tyčí aktivovaných iontamineodymu, kterého podstatou je, že funkčnáplocha reflektora je vytvořená s 50% odra-zivosťou pre určitá vlnová dlžku AR ležiacuv intervale vlnových dížok 300 ·+· 510 nm,pro sv-etlo vlnovéj dížky kratšej ako (AR —— 30) s odrazivosťou mensou ako 10%, presvětlo vlnovej dížky z intervalu (AR + 70)<--h 950 nm s odrazivostou 80 až 100%, na-příklad vrstvou zlata. Filter je vytvořenýs priepustnosťou 80 až 100% pre světlo vl-novej dížky s intervalu 500 -e 950 nm a 50%priepustnosťou pre světlo vlnovej dížky zintervalu' (425 - -Ar-) (455 --^-) .

Pre světlo vlnovej dížky menšej ako (400 - je filter nepriepustný.

Zariadenie na optické čerpanie laserovýchtyčí aktivovaných iontami neodymu umož-ňuje tak získat relativné vysoká energetic-ká účinnost laseru, a to i v případe, že la-serovej tyči nie sú použité vedla iontov neo-dymu žiadne koaktivátory. Cím širšiu oblastkrátkovlnového spektra reflektor odráža,tým menej prepúšťa filter, a to v oblasticitlivej pre ionty Nd3+. Aj keď část světlavýbojky dopadapúceho na laserovú tyč bezodrazu na reflektore má vzhfadom na svojukrátkovlnná zložfcu za následok vznik fa-rebných centier, dostatečné vyšší podielsvětla dlhovlnného zaručí ich okamžitý roz-pad. Naviac energia uvolněná rozpadom fa-rebných centier sa z velkej časti prenášana ionty Nd3+, čím sa zvyšuje účinnost la-sera, v ktorom je krátkovlnový podiel čer-pacieho světla celkom odfiltrovaný aleboje odfiltrovaný nedostatečné. Příklad 1

Laserová tyč z yttritohlinitého granátuaktivovaného iontami neodymu, ktorá mápriemer 5 mm a dížku 70 mm, je umiestne-ná rovnoběžně s kryptonovou výbojkou srozmermi výbojkovej dráhy odpovedajúcimirozmerom tyče vo valcovom pozlátenomreflektore s priemerom 50 mm a dížkou 75milimetrov. Laserová tyč je přitom ulože-ná v trubici o hrúbke steny 1,5 mm z boro-kremičitého skla s obsahom 3 .10 ‘2 hmoto-vých % Fe a 1,5 .10~2 hmotových % Ti. Od-razivosť reflektora je 84% pre světlo o vl-novej d žke 550 až 1200 nm, 50% pre světloo vlnovej d'žke 495 nm a je menšia ako 0%pre světlo o vlnovej dížke kratšej ako 470nm. Trubica je nepriepustná pre světlo o vl-novej dížke kratšej ako 295 nm, má prie-pustnosť 46% pre světlo o vlnovej dížke320 nm a 92% pre světlo o vlnovej dížke400 až 1100 nm. Počas prevádzky je lase-rová tyč i výbojka chladená destilovanouvodou pretekajúcou trubicou, respektivereflektorom. Pri použití rovinných zrkadiel,z kterých výstupné málo odrazivosť 90%pre vlnová dížku žiarenia 1 064 nm, je pričerpaní 4 kW dosiahnutý výstupný výkonlasera 80 W. Pri odstránení trubice je naj-vyšší výkon 25 W pri čerpaní 3 kW a 10 Wpri čerpaní 4 kW. Pri použití trubice z ma-teriálu, ktorého absorpčná hrana holá po-sunutá o 35 nm oproti povodnej trubici sme-rom k vyšším vlnovým dížkam, činí maxi-málny výkon při 4 kW čerpaní len 71 W. Příklad 2

Laserová tyč s priemerom 5 mm a dížkou50 mm s matněným válcovým povrchom,zhotovená z fosfátového skla s obsahom 1,1hmotových % Nd a xenonová výbojka s díž-kou výbojovej dráhy 50 mm a vonkajšímpriemerom 6 mm boli umístněné vo vnútritrubice s vnútorným priemerom 50 mm sostěnou hrábky 1 mm rovnoběžně a v jednejrovině s osou trubice. Rozstup tyče a ositrubice rovnako alko· rozstup osi trubice avýbojky je 8 mm. Priepustnosf materiálutrubice je menšia ako 4% pre světlo o vl-novej dížke kratšej ako 400 nm, 51 % presvětlo o vlnovej dížke 430 nm a 88 -h 90%pre světlo o vlnovej dížke 495 až 980 nm.Trubica je z vonkajšej strany obsypaná jem-ným práškovým oxidom horečnatým a od-razivosťou 98% pre celá viditelná oblastsvětla včítane blízkej ultrazvukovej a infra-červenej oblasti. Na oboch stranách lasero-vej tyče sá vo vzdialenosti 100 mm umiest-nené zrkadlá s odrazivosťou 70 a 99% prevlnová dížku žiarenia 1 064 nm. Výbojka jenapájaná impulzne, pričom energia čerpa-cieho impulzu je 50 J. Vnútro trubice s vý-bojkou a týčou je chladené prúdom vzdu-chu. Výstupná energia laserových Impulzovje 120 mj. Po vložení sklenenej doštičky

Claims (1)

1. 244972 S medzi výbojku a tyč s priepustnosťou upra- venou napařením dielektrickej vrstvy tak, že táto činí 88% pre světlo o vlnovej dížke 480 900 nm, 44 % pre světlo o vlnovej ďžke 332 nm a mensou ako 7% pre světlo o vlnovej d’žke 310 nm, je výstupná ener-gia lasera najvyššia, a to 475 mj. Pri posuveuvedených hodnůt priepustnosti doštičky o30 až 50 nm k vyšším vlnovým dížkam jevýstupná energia 420 mj. PREDMET Zariadenie na optické čerpanie lasero-vých tyčí aktivovaných iontami neodymu,pozostávajáce z reflektora, vo vnútri ktoré-ho je umiestnená výbojka a rovnoběžně sňou optický filter a laserová tyč, vyznaču-júce sa tým, že funkčná plocha reflektoraje vytvořená s 50% odrazivosťou pre urči-tá vlnová dížku AR ležiacu v intervale vlno-vých dížok 300 -e 510 nm, pre světlo vlno-vej dížky ikratšej ako (Ar — 30] s odrazi-vosťou mensou ako 10%, pre světlo vlnovejdížky z intervalu (AR + 70] h- 950 nm s od-razivosťou 80 až 100%, například vrstvouzlata, filter je vytvořený s priepustnosťou YNÁLEZU 80 až 100% pre světlo vlnovej dížky z in-tervalu 500 950 nm a 50% priepustnosť pre světlo vlnovej dížky z intervalu (425 --A-] + (455 - -^-] ,kým pre světlo vlnovej ďžky menšej ako (400 --^-) je filter nepriepustný.