CS248378B1 - Zapojení impulsního laseru s pasivní modulaci Činitele jakosti optického rezonátoru - Google Patents

Abstract

Řešení se týká zapojení Impulsního laseru s pasivní modulací činitele jakosti optického rezonátoru. Vynález řeší způsob zamezení generace dalších nežádoucích impulsů výstupního záření impulsního laseru, které vznikají při zvyšování napětí na pracovním kondenzátoru. Podstatou vynálezu je, že k pracovnímu kondenzátoru /7/ je připojen spínací prvek /14/ spojený přes zesilovač /13/ s fotodiodou /12/, opticky vázanou s polopropustným zrcadlem optického rezonátoru impulsního laseru. Snímaným výstupním zářením z polopropustného zrcadla /4/ je prostřednictvím spínacího prvku /14/ vybíjen zbývající náboj pracovního kondenzátoru /7/ bezprostředně po vygenerování prvního impulsu výstupního záření. Vynálezu může být využito v těch aplikacích, kde je generace dalších impulsů výstupního záření impulsního laseru na závadu.

Description

Vynález se týká zapojení impulsního laseru s pasivní modulací činitele jakosti optického rezonátoru.

Podstatnými částmi dosud známých impulsních laserů s pasivní modulací činitele jakosti optického rezonátoru jsou: optický rezonátor se soustavou rovinných nebo sférických zrcadel, případně odrazných hranolů, výbrus z aktivního materiálu. Impulsní budicí výbojka napájená z pracovního kondenzátoru a dále zařízení pro pasivní modulaci jakosti optického rezonátoru, které obvykle ve formě kapalného nebo pevného roztoku vhodného barviva vnáší do optického rezonátoru absorpční ztráty, jejichž velikost závisí na stupni zesílení dosaženého v aktivním materiálu.

Známé uspořádání impulsního laseru s pasivní modulací činitele jakosti optického rezonátoru je schématicky vyobrazeno na obr. 1. Optický rezonátor je tvořen polopropustným zrcadlem, totálně odrazným zrcadlem a dále pasivním modulátorem z fólie trlacetátu celulózy přibarvené organickým barvivém bis/4-dimetylamino-ditiobenzil/nikl.

V budicí dutině je umístěn další prvek optického rezonátoru, válcový výbrus z aktivního materiálu, obvykle rubínu nebo hllnitoittritého granátu, s dotací ionty neodymu společně s impulsní budicí výbojkou realizovanou vysokotlakou impulsní xenonovou výbojkou, napájenou z pracovního kondenzátoru přes sériovou indukčnost a uváděnou do činnosti vnější zapalovací elektrodou, na kterou se přivádí impuls z vysokonapětového zdroje.

Pracovní kondenzátor je nabíjen ze stejnosměrného napětového zdroje. Po dosažení dostatečné úrovně budicího příkonu vzniká impuls výstupního záření impulsního laseru o vlnové délce 1,06 ^im s typickou délkou 20 ns.

Při zvyšování budicího příkonu, tj. při zvyšování napětí na pracovním kondenzátoru dochází v rámci téhož pracovního cyklu impulsní budicí výbojky ke generaci dvou, případně i více impulsů výstupního záření. Časový odstup těchto impulsů je řádu jednotek až desítek ^is.

U některých aplikací impulsního laseru je generace dalších impulsů na závadu. To vede k požadavku na optimální volbu příkonu výbojky. Meze elektrického příkonu odpovídající generaci jediného impulsu jsou'poměrně úzké a jsou závislé na pracovní teplotě impulsního laseru, na čistotě a kvalitě optických ploch optického rezonátoru, na stáří impulsní budicí výbojky a dalších faktorech. Zajietit funkci impulsního laseru o jediném impulsu za všech podmínek a dlouhodobě je velmi obtížné.

Uvedené nevýhody odstraňuje zapojení impulsního laseru s pasivní modulací činitele jakosti optického rezonátoru s válcovým výbrusem z aktivního materiálu, zrcadly optického rezonátoru a impulsní budicí výbojkou, jejíž napájecí obvod je tvořen pracovním kondenzátorem a sériovou indukčností podle vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že paralelně ke spojení pracovní kondenzátor, sériová indukčnost je připojen výstup spínacího prvku, připojeného svým vstupem pa výstup zesilovače, na jehož vstup je připojena indikační fotodioda, vázaná přes optickou vazbu s polopropustným zrcadlem.

Difuzní odraz výstupního záření impulsního laseru snímaný z optické plochy polopropustného zrcadla fotodlodou je dále zesílen v zesilovači a ovládá spínací prvek, jež vybíjí zbývající náboj pracovního kondenzátoru bezprostředně po vygenerování prvního impulsu výstupního záření impulsního laseru.

Zapojení podle vynálezu odstraňuje závislost impulsního laseru na provozní teplotě, nebot zúženi luminiscenční čáry aktivního materiálu při nižší teplotě vede k požadavku na nižší příkon, kterého se automaticky dosahuje dřívějším uvedením spínacího prvku do činnosti. Zapojení podle vynálezu prodlužuje dále životnost impulsního laseru a zvyšuje také jeho spolehlivost, nebot statické kolísání budicího elektrického příkonu nebo energetické účinnosti impulsní budicí výbojky je kompenzováno spínacím prvkem automaticky.

Na připojených výkresech je na obr. 1 schéma zapojení impulsního laseru s pasivní modulací činitele jakosti optického rezonátoru odpovídající stavu techniky a na obr. 2 schéma zapojení Impulsního laseru s pasivní modulací činitele jakosti optického rezonátoru podle vynálezu.

Impulsní laser s pasivní modulací činitele jakosti optického rezonátoru obsahující optický rezonátor, tvořený polopropustným zrcadlem £, totálně odrazným zrcadlem 5 a pasivním modulátorem 6, dále budicí dutinu 2, ve které je umístěn válcový výbrus 1. z aktivního materiálu společně s impulsní budicí výbojkou 3 připojenou na pracovní kondenzátor 7 přes sériovou indukčnost 8_, přičemž zapalovací elektroda 9. impulsní výbojky 3_ je připojena na vysokonapětový zdroj 10 a dále pracovní kondenzátor T. je připojen na stejnosměrný napětový zdroj 11, je na obr. 2.

Podle vynálezu je na spojení pracovní kondenzátor sériová indukčnost 8^ připojen výstup spínacího prvku 14, připojeného svým vstupem na výstup zesilovače 13, na Jehož vstup je připojena indikační fotodioda 12, vázaná přes optickou vazbu 15 bud s polopropustným zrcadlem £ nebo s totálně odrazným zrcadlem 5 nebo s pasivním modulátorem £.

Impulsní budicí výbojka 3 je napájena z pracovního kondenzátorů 7_ přes sériovou indukčnost £ a uváděna do činnosti vnější zapalovací elektrodou 9, na kterou se přivádí impuls z vysokonapětového zdroje 10. Pracovní kondenzátor 7 je nabíjen ze stejnosměrného napětového zdroje 11.

Podle vynálezu je difúzní odraz výstupního záření Impulsního laseru snímaný z optické plochy polopropustného zrcadla 4 fotodiodou 12 dále zesílen v zesilovači 13 a ovládá spínací prvek 14, kterým se vybíjí zbývající náboj pracovního kondenzátorů T_ bezprostředně po vygenerování prvního Impulsu výstupního záření impulsního laseru.

Difúzní odraz výstupního záření impulsního laseru lze snímat fotodiodou 12 i z dalších optických ploch v optickém rezonátoru, jako například z optické plochy totálně odrazného zrcadla 5 nebo z optické plochy pasivního modulátoru 6.

Claims (1)

1. Zapojení impulsního laseru s pasivní modulací činitele jakosti optického rezonátoru s válcovým výbrusem z aktivního materiálu, zrcadly optického rezonátoru a' impulsní budicí výbojkou, jejíž napájecí obvod je tvořen pracovním kondenzátorem a sériovou indukčností, vyznačené tím, že paralelně ke spojení pracovní kondenzátor /7/ a sériová indukčnost /8/ je připojen výstup spínacího prvku /14/, připojeného svým vstupem na výstup zesilovače /13/, na jehož vstup je připojena indikační fotodioda /12/ vázaná přes optickou vazbu /15/ bud s polopropustným zrcadlem /4/ nebo s totálně odrazným zrcadlem /5/ nebo s pasivním modulátora» /6/.