LT5725B - Multiple disk longitudinal excitation active element with its pumping scheme - Google Patents
Multiple disk longitudinal excitation active element with its pumping scheme Download PDFInfo
- Publication number
- LT5725B LT5725B LT2009070A LT2009070A LT5725B LT 5725 B LT5725 B LT 5725B LT 2009070 A LT2009070 A LT 2009070A LT 2009070 A LT2009070 A LT 2009070A LT 5725 B LT5725 B LT 5725B
- Authority
- LT
- Lithuania
- Prior art keywords
- active element
- active
- laser
- excited
- plates
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Išradimas priklauso lazerių sričiai, būtent optinių rezonatorių aktyviosios terpės struktūroms arba formoms, kuriose naudojamos kietakūnės plono disko geometrijos stiprinimo medžiagos ir gali būti panaudotas lazerinei spinduliuotei generuoti arba stiprinti.The present invention relates to the field of lasers, namely to active media structures or shapes of optical resonators which utilize solid state thin-disk geometry enhancers and can be used to generate or amplify laser radiation.
Kietakūnės plono disko geometrijos stiprinimo medžiagos yra gerai žinomos lazerių osciliatoriuose bei stiprintuvuose. Palyginus su įprastiniais strypo formos aktyviaisiais elementais galinio ir šoninio sužadinimo konstrukcijose, pagrindiniai plono disko geometrijos privalumai yra geresnis šiluminis valdymas, maži šilumos sukelti lazerio spinduliuotės iškraipymai, o žemas šilumos sukeltų lazerio spinduliuotės iškraipymų lygis leidžia sukonstruoti galingus lazerius, veikiančius vienos skersinio tipo modos režimu (pagrinde TEMoo moda), kuris užtikrina aukštą spinduliuotės kokybę. Kietakūnės plono disko aktyviosios medžiagos leidžia lengvai didinti kaupinančio srauto galią. Vienu metu galima padidinti kaupinančio srauto galią bei proporcingai kaupinančio srauto dėmės ir lazerio spinduliuotės plotą, išlaikant tą patį išeinančio srauto intensyvumą. Šiuo atveju plono disko lazerio pagrindiniai parametrai išlieka tie patys, kadangi jie yra sužadinimo intensyvumo funkcija.Solid state thin disc geometry amplifiers are well known in laser oscillators and amplifiers. Compared to conventional rod-shaped active elements in rear and side excitation designs, the main advantages of thin disk geometry are improved thermal control, low heat-induced laser radiation distortion, and low heat-induced laser radiation distortion allow the design of powerful lasers operating in single transverse mode mode ( basically TEMoo moda) which provides high radiation quality. The solid-state thin-disk active ingredients make it easy to increase the power of the accumulating stream. It is possible to simultaneously increase the power of the accumulating stream and the proportion of the spot and laser radiation of the accumulating stream while maintaining the same intensity of the outgoing stream. In this case, the basic parameters of the thin disk laser remain the same as they are a function of excitation intensity.
Lazerių su aukščiau paminėtais plono disko aktyviaisiais elementais galios keitimo galimybė turi tam tikrų apribojimų. Efektyvi TEMoo modos generacija yra galima tada, kai bendras bangos fronto iškraipymas yra mažesnis nei λ/4. Tokį reikalavimą yra labai sudėtinga išpildyti kai yra didelis modos diametras (tarkim daugiau nei keli milimetrai, kai generuojamas l pm bangos ilgis). Be to, plono disko geometrijai būdinga savybė - didelis skirtumas tarp išilginio ir skersinio stiprinimo. Tam tikromis aplinkybėmis, skersinis stiprinimas gali būti toks aukštas, kad sustiprinta spontaninė emisija (SSE) ta kryptimi neigiamai veikia lazerio spinduliuotės savybes. Pagrindinis plono disko geometrijos privalumas yra tas, kad disko diametras (arba tiksliau sužadinimo dėmės diametras) yra daug didesnis nei disko storis. Kuo aukštesnis šio santykio koeficientas, tuo geresnis sistemos veikimas, žiūrint šiluminio valdymo aspektu. Kita vertus, kuo aukštesnis šio santykio koeficientas, tuo aukštesnis tampa nepageidaujamas skersinis stiprinimas.The power conversion capability of lasers with the aforementioned thin-disc active elements has some limitations. Effective TEMoo mode generation is possible when the total wavefront distortion is less than λ / 4. This requirement is very difficult to fulfill when a large mod diameter is present (say more than a few millimeters when generating 1 pm wavelength). In addition, the geometry of the thin disc is characterized by a large difference between longitudinal and transverse reinforcement. Under certain circumstances, transverse amplification may be so high that enhanced spontaneous emission (SSE) in that direction adversely affects the properties of the laser radiation. The main advantage of thin disk geometry is that the disk diameter (or more precisely the excitation spot diameter) is much larger than the disk thickness. The higher the ratio, the better the system performance from a thermal control point of view. On the other hand, the higher the ratio, the higher the unwanted transverse gain.
Yra žinoma lazerinė sistema, turinti daugiadiskinį aktyvųjį elementą, apimantį lygiagrečiai išdėstytus viršutinį ir apatinį šaldančius strypus, ant kurių vidinės pusės sumontuota daugybė aktyviosios medžiagos plonų diskų, kurie yra simetriškai išdėstyti pakaitomis atitinkamai ant minėtų viršutinio ir apatinio strypų, bei kiekviename minėtame strype sumontuota daugybė sužadinimo šviesos diodų, kurie išdėstyti priešais atitinkamus aktyviosios medžiagos diskus taip, kad kiekvienas aktyviosios medžiagos diskas turi priešais j j esantį kitame strype išdėstytą sužadinimo šviesos diodą. Lazerio sistema yra sukonstruota taip, kad generuojamos lazerinės spinduliuotės srautai krenta į diskus tam tikru kampu bei sudaro bendrą zigzago formos generuojamą lazerinės spinduliuotės srautą (žiūrėti patentą US 6 987789).There is known a laser system having a multi-disc active element comprising parallelly arranged upper and lower cooling rods, on the inner side of which there are a plurality of thin active disks disposed symmetrically alternately on said upper and lower rods respectively, and a plurality of exciters mounted thereon. LEDs disposed in front of the respective active substance disks such that each active substance disc has an excitation LED disposed opposite to it on a different bar. The laser system is designed so that the streams of laser radiation generated fall on the discs at a certain angle and form a common zigzag-generated stream of laser radiation (see US 6 987789).
Šioje lazerinėje sistemoje kiekvienas atskiras diskas yra sužadinamas iš priekio individualių sužadinimo šaltinių pagalba. Tokios sistemos trūkumas yra sudėtinga konstrukcija, nes kiekvienam diskui reikia sumontuoti po atskirą sužadinimo lazerinį diodą. Tam, kad užtikrinti efektyvią žadinančio lazerinio diodo šviesos sugert} plonas diskas turi būti pakankamai storas (keli šimtai ųm arba net mm) kas neigiamai atsiliepia šilumos nuvedimui ir atitinkamai spindulio iškraipymams dėl šiluminių/mechaninių įtempimų. Be to, Ši sistema yra sudėtingai techniškai realizuojama.In this laser system, each individual disc is excited from the front with individual excitation sources. The disadvantage of such a system is its complex design, as each disk requires the installation of a separate excitation laser diode. To ensure effective absorption of the excitation laser diode light, the thin disk must be thick enough (several hundred inches or even mm) which negatively affects heat dissipation and consequently distortion of the beam due to thermal / mechanical stresses. In addition, this system is difficult to implement technically.
Artimiausias pagal techninę paskirtį yra kieto kūno lazeris, apimantis kietąjį daugiadiskinį aktyvųjį elementą, kuriame aktyviosios terpės diskai yra išdėstyti pakaitomis atitinkamai dvejose priešpriešėse lygiagrečiose plokštumose, kiekvienas iš minėtų diskų ant išorinio paviršiaus turi aukšto atspindžio veidrodį ir termiškai yra susietas su šaldymo elementu, be to yra priemonė, generuojanti kaupinantį srautą, kuris krenta iš aktyviojo elemento galo kampu į kraštinio minėto disko vidinį paviršių ir toliau sklisdamas išilgai optinio elemento zigzago formos trajektorija, optiškai sujungia vieną po kito visus minėtus diskus, sužadinant diskų aktyviąją terpę tuo sukeliant lazerinės spinduliuotės generaciją ir suformuojant vidinėje srityje tarp minėtų plokštumų bendrą zigzago formos generuojamą lazerinės spinduliuotės srautą, kuris yra kolinearus bei suderintas erdvėje su sužadinimo Šviesos srautu. Šio lazerio rezonatorius turi papildomą fokusuojančią optiką, montuojamą kiekvienoje lazerinės spinduliuotės sklidimo atšakoje tarp dviejų priešpriešais artimiausių diskų, arba žadinanti šviesa, kuri krenta iš viršaus žemyn į aktyvųjį diską, yra specialiai koncentruojama įgaubtą paviršių turinčiu ir viršuje įtaisytu veidrodžiu; aktyvieji diskai gaminami skirtingos koncentracijos arba skirtingo storio, kad būtų pasiekta efektyvi kaupinančio pluošto sugertis (žiūrėti patentą US 6,873,633 B2).The closest to the technical application is a solid state laser comprising a solid multi-disc active element in which the active media discs are arranged alternately in two opposed parallel planes, each of said discs having a high reflectivity mirror on the outer surface and thermally associated with the cooling element. a means for generating a cumulative stream falling from the tip of the active member at an angle to the inner surface of said disk and further propagating along a zigzag path of the optical member, optically coupling each of said discs to excite the active media of the discs in the area between said planes, the total zigzag-generated laser radiation flux which is collinear and aligned in space with the excitation flux. This laser resonator has an additional focusing optic mounted at each laser beam propagation branch between the two opposing discs, or the excitation light, which falls from the top down to the active disk, is specifically concentrated by a concave surface mounted mirror; The active discs are manufactured in different concentrations or thicknesses to achieve efficient absorption of the accumulating fiber (see US 6,873,633 B2).
Žinomo daugiadiskinio aktyviojo elemento trūkumas yra sudėtinga konstrukcija ir jo gamybos technologija, dėl to, kad reikalinga papildoma fokusuojanti optika bei būtina aktyviuosius diskus gaminti skirtingos koncentracijos arba skirtingo storio, kad būtų pasiekta efektyvi žadinančios spinduliuotės sugertis. Be to, toks sprendimas su daugybe perfokusuojančių elementų užima nemažai vietos ir yra labai jautrus suderinimo tikslumui.The disadvantage of the known multidisc active element is its complex design and manufacturing technology, due to the need for additional focusing optics and the need to produce active discs of different concentrations or thicknesses to achieve effective excitation absorption. In addition, such a solution with a large number of refocusing elements takes up a great deal of space and is very sensitive to the accuracy of the alignment.
Išradimu siekiama supaprastinti lazerio daugiadiskinio aktyviojo elemento konstrukciją bei gamybos technologiją, pagerinti jo atsparumą mechaniniam poveikiui, palengvinti suderinimą bei padidinti kietakūnių lazerių, kuriuose naudojamas pasiūlytas daugiadiskinis aktyvusis elementas, išeinančios spinduliuotės galią.The object of the invention is to simplify the construction and manufacturing technology of a laser multi-disc active element, to improve its mechanical resistance, to facilitate alignment and to increase the output power of solid-state lasers using the proposed multi-disc active element.
Išradimo esmė yra ta, kad daugiadiskiniame išilginio sužadinimo aktyviajame elemente, skirtame lazerinei spinduliuotei generuoti ir/arba jai stiprinti, apimančiame bent dvi vieną prieš kitą lygiagrečiai išdėstytas aktyviosios lazerio terpės plokšteles, ant išorinio paviršiaus turinčias aukšto atspindėjimo sluoksnį bei termiškai susietas su šaldymo priemone; priemonę, generuojančią kaupinantį srautą, kuris per srauto formavimo optiką krenta iš aktyviojo elemento galo kampu į vieną iš minėtų plokštelių vidinį paviršių ir, toliau sklisdamas vidinėje ertmėje tarp minėtų plokštelių išilgai aktyviojo elemento zigzago formos trajektorija, suformuoja plokštelėse sužadintus diskus, išdėstytus pakaitomis minėtose plokštelėse, bei juos vieną po kito optiškai sujungia, sukeliant lazerinės spinduliuotės generaciją ir suformuojant vidinėje srityje tarp minėtų plokštelių bendrą zigzago formos generuojamą lazerinės spinduliuotės srautą, kuris yra kolinearus bei suderintas erdvėje su kaupinančiu srautu, kaupinantį srautą generuojanti priemonė, sukonstruota ir išdėstyta taip, kad bent vienas kaupinantis srautas, krentantis kampu į minėtos plokštelės vidinį paviršių ir atsispindintis nuo jos išorinio atspindinčiojo sluoksnio, aktyviojo elemento sritį tarp minėtų lygiagrečių plokštelių praeitų zigzagine trajektorija bent du kartus, vieną kartą tiesiogine kryptimi, o kitą priešinga kryptimi, o suformuoto sužadinto disko storis (h) yra žymiai mažesnis už jo skersmenį (d), bei disko storis parinktas tenkinant sąlygą, kad bent per du kaupinančio srauto praėjimus per aktyvųjį elementą bendras sugerties koeficientas aktyviajame elemente būtų apie 90%.It is an object of the present invention to provide a multidisk longitudinal excitation active element for generating and / or amplifying laser radiation, comprising at least two opposed laser active media plates having a high reflection layer on the outer surface and thermally coupled to the refrigerant; means for generating a cumulative flow which, through the flow-forming optic, falls from the end of the active member at an angle to the inner surface of one of said wafers and further propagates in the inner cavity along said zigzag trajectory of the active member to form excited discs disposed alternately in said wafers; and optically combining them one after the other to cause laser radiation generation and to form in the inner region between said plates a common zigzag-shaped laser radiation flux which is collinear and co-ordinated in space with the incoming flux, the incoming flux generating means being constructed and arranged a cumulative flow falling at an angle to the inner surface of said plate and reflected from its outer reflective layer, the area of the active element between said parallel plates past follow a zig-zag trajectory at least twice, once in the direct direction and the other in the opposite direction, and the thickness of the excited disk formed (h) is significantly less than its diameter (d), and the thickness of the disk is selected the total absorption coefficient of the active element in the active element would be about 90%.
Esant sužadinto disko storiui (h) žymiai mažesniam už jo skersmenį (d), kaupinantis srautas efektyviai paverčiamas į lazerinės spinduliuotės srautą, o kaupinančiam srautui praeinant aktyvųjį elementą bent du kartus (vieną - tiesiogine kryptimi, kitą - priešinga kryptimi) bendras jo sugerties koeficientas aktyviajame elemente yra apie 90%. Pasiūlyto aktyviojo elemento konstrukcijoje sužadinimo diskai yra vienodo storio bei vienodos koncentracijos, todėl supaprastėja jo gamybos technologija, konstrukcija nesudėtinga ir kompaktiška, o aktyviojo daugiadiskinio elemento panaudojimas kietakūniuose lazeriuose padidina jų išeinančios (generuojamos) spinduliuotės galią.At an excited disk thickness (h) significantly less than its diameter (d), the cumulative flux is effectively converted into a laser beam and the cumulative flux passes through the active element at least twice (one in the direct direction and the other in the opposite direction). the element contains about 90%. In the proposed active element design, the excitation discs are of uniform thickness and uniform concentration, thus simplifying its manufacturing technology, simple and compact construction, and the use of an active multi-disc element in solid state lasers to increase their output (generated) radiation power.
Suformuotų sužadintų diskų storis sutampa su plokštelės, kuriame jis suformuotas, storiu bei yra ne daugiau 100 ųtn.The thickness of the formed excited discs is equal to the thickness of the plate on which it is formed and is not more than 100 inches.
Mažas plokštelės storis leidžia efektyviai nuvesti šilumą iš sužadinimo zonos ir minimizuoja šiluminius gradientus, o to pačiu ir su jais susijusių mechaninių įtempimų atsiradimą. Mažesni įtempimai leidžia pakelti generuojamo srauto galią be pavojaus suardyti aktyviąją terpę.The small plate thickness allows efficient removal of heat from the excitation zone and minimizes thermal gradients and consequent mechanical stress. Lower tensions allow the power of the generated flow to be increased without the risk of disrupting the active medium.
Tokio plokštelės storio visiškai pakanka, kad ji būtų efektyviai šaldoma, o kaupinančio srauto sukelta sugertis pasiskirstytų per visą plokštelės tūrį, t.y. plokštelės tūris būtų efektyviai išnaudojamas.This thickness of the plate is completely sufficient for it to be effectively cooled and the absorption caused by the accumulating flow to be distributed over the entire volume of the plate, i.e. the volume of the plate is efficiently utilized.
Kiekvienas sužadintas diskas gali būti suformuotas atskiroje lazerio aktyviosios terpės plokštelėje, o plokštelės, kuriose formuojami minėti diskai, pakaitomis išdėstytos ant atliekančių šaldymo funkciją priešpriešių laikiklių, bei prie jų pritvirtintos pasirinktinai, pavyzdžiui, optiniu kontaktu, difuziniu pritvirtinimu, litavimu ir kitaip naudojant, pavyzdžiui, klijus, lydmetalį, šilumai laidžią tarpinę ir kitas šilumai laidžias medžiagas.Each excited disk may be formed on a separate laser active medium plate, and the plates forming said discs alternately arranged on and performing refrigeration counter-holders, optionally such as optical contact, diffusion mounting, soldering, and other uses such as glue, solder, heat-conductive gasket, and other heat-conductive materials.
Toks aktyviosios medžiagos plokštelių tvirtinimas prie šaldančiosios medžiagos užtikrina efektyvų šilumos nuvedimą.This attachment of the active substance plates to the refrigerant ensures efficient heat dissipation.
Aktyviajame elemente zigzago trajektorija sklindančio kaupinančio srauto kritimo į kiekvienos minėtos plokštelės paviršių kampas yra artimas Briusterio kampui.In the active element, the angle of the zigzag trajectory propagating to the surface of each of said plates in the zigzag path is close to the Bruster angle.
Esant poliarizuotiems kaupinančiam ir sugeneruotam srautams, kai jų kritimo kampas yra artimas Briusterio kampui, sumažėja nuostoliai dėl atspindžių nuo nedengtų skaidrinančiom dangom paviršių.With polarized accumulator and generated fluxes with a drop angle close to the Bruster angle, the loss due to reflections from uncoated clearing surfaces is reduced.
Suformuoto sužadinto disko plotas gali būti mažesnis už minėtos plokštelės, kurioje suformuotas atitinkamas diskas, plotą.The area of the excited disk formed may be less than the area of said plate on which the respective disk is formed.
Tai leidžia viename pagamintame (pagamintame vieno technologinio proceso metu) optiniame elemente (plonoje plokštelėje) suformuoti daug plonų sužadintų diskų, turinčių identiškas savybes. Šituo pabrėžiamas produkto technologiškumas.This allows a large number of thin excited discs having identical properties to be formed in a single manufactured (manufactured by one process) optical element (thin plate). This emphasizes the product's technology.
Vienas po kito einantys sužadinti diskai, esantys skirtingose lygiagretėse eilėse išdėtyti taip, kad, statmena diskų paviršiui kryptimi, tarpusavyje vienas su kitu nepersidengtų.The successive excited discs in different parallel rows are arranged so that they do not overlap with each other in a direction perpendicular to the surface of the discs.
Ant kiekvienos plokštelės išorinio paviršiaus esantis atspindintis sluoksnis yra dielektrinis daugiasluoksnis veidrodis, kuris neatspindi generuojamo bangos ilgio šviesos, krentančios į veidrodi nuliniu kampu.The reflective layer on the outer surface of each wafer is a dielectric multilayer mirror which does not reflect the wavelength of light generated by incident at a zero angle to the mirror.
Minėta aktyviosios lazerio terpės plokštelė yra pleišto formos.The said plate of active laser medium is wedge-shaped.
Aukščiau paminėti požymiai leidžia išvengti nepageidaujamo parazitinio lazerinio spinduliavimo, kuris gali atsirasti daugiadiskinio aktyviojo elemento viduje.The above-mentioned features prevent unwanted parasitic laser radiation that may occur inside the multidisk active element.
Toje pačioje eilėje esantys gretimi minėti aktyviosios lazerio terpės diskai aktyviojo elemento skersine kryptimi yra optiškai atskirti sustiprintos spontaninės emisijos (SSE) slopinimo priemone, pavyzdžiui, SSE sugėrikliais.In the same order, the adjacent disks of said active laser medium are optically separated in the transverse direction of the active member by means of an enhanced spontaneous emission (SSE) suppressor such as SSE absorbers.
Tai leidžia išvengti nepageidaujamo skersinio stiprinimo, kuris neigiamai veikia lazerio spinduliuotės savybes.This prevents unwanted transverse amplification, which adversely affects the laser radiation properties.
Minėti sužadinti diskai gali būti suformuoti sudėtinės monolitinės struktūros dvejose aktyviosios lazerio terpės plokštelėse, kurios išdėstytos atitinkamai ant pagrindo priešingų lygiagrečių šonų ir optinės sąsajos pagalba prie jų pritvirtintos, kur pagrindas yra iš skaidrios, pralaidžios kaupinančiam ir generuojamam lazeriniams srautams, optinės medžiagos, o kaupinantis srautas, praeidamas zigzaginiu keliu išilgai minėto pagrindo, minėtuose aktyviosios lazerio terpės plokštelėse suformuoja minėtus sužadintus diskus.Said excited discs may be formed in a composite monolithic structure in two plates of active laser medium, respectively disposed on the substrate on opposite parallel sides and attached thereto by means of an optical interface, the substrate being transparent, permeable to the incoming and outgoing laser fluxes. passing a zig-zag path along said substrate to form said excited discs in said active laser media plates.
Monolitinės struktūros privalumai yra šie: galima naudoti pilną vidinį atspindį kaupinančiam ir generuojamam srautams vietoje garinamų dielektrinių veidrodžių; jei užtenka apie 50 pm ir mažesnio aktyviojo sluoksnio storio, kad būtų sugerta apie 90% kaupinimo, tai monolitine struktūros techninė realizacija yra paprastesnė, nei atskirų aktyviosios medžiagos plokštelių atveju; paprastesnis tokio elemento tvirtinimas prie šaldančių plokštelių.The advantages of the monolithic structure are: full internal reflection can be used to collect and generate fluxes instead of evaporated dielectric mirrors; if the active layer has a thickness of about 50 µm and less to absorb about 90% of the accumulation, the technical realization of the monolithic structure is simpler than in the case of individual active substance wafers; easier attachment of such an element to the freezing plates.
Monolitinės struktūros pagrindas gali būti parinktas iš tokių medžiagų (kristalų) kaip GdVC>4, YAG, YVO4 arba YLF ir pan., o aktyviosios lazerio terpės plokštelė gali būti parinkta iš tokių pat minėtų medžiagų legiruotų Nd ar Yb jonais, arba kitaip legiruotų kristalų, o tarp pagrindo ir aktyviosios lazerio terpės plokštelės optinė sąsaja gali būti gauta difuzinio ryšio, sluoksnio užauginimo arba gilaus optinio kontakto būdu.The substrate of the monolithic structure may be selected from materials (crystals) such as GdVC> 4, YAG, YVO4 or YLF, etc., and the active laser media plate may be selected from the same materials doped with Nd or Yb ions or otherwise doped crystals, and the optical interface between the substrate and the plate of the active laser medium may be obtained by diffusion communication, layer overlay, or deep optical contact.
Toks legiruotų sluoksnių sujungimas su skaidriu pagrindu yra be optinės ribos, o tai reiškia, kad išvengiamas optinis atspindys tarp gretimų sluoksnių, nebereikia derinti nei kaupinančios, nei generuojamos spinduliuotės poliarizacijų, sumažėja Frenelio atspindžio nuostoliai. Tuo atveju, kai naudojami anizotropiniai lazeriniai kristalai, pvz., YVO, monolitinė struktūra supaprastina kaupinimo poliarizacijos valdymą , nes nereikia derinti kaupinančio srauto minimalių nuostolių poliarizacijos ir maksimalios kaupinimo sugerties poliarizacijos krypčių.This combination of doped layers with a transparent substrate has no optical boundary, which means that optical reflection between adjacent layers is avoided, there is no need to adjust the polarization of either the emitting or the generating radiation, and the loss of Frenel reflection is reduced. In the case of anisotropic laser crystals, such as YVO, the monolithic structure simplifies the control of the polarization of the accumulator, since there is no need to combine the directions of minimum loss polarization of the accumulating flux and the maximum polarization of the accumulation absorption.
Minėtose aktyviosios lazerio terpės plokštelėse suformuoti sužadinti diskai aktyviojo elemento skersine kryptimi monolitinėje struktūroje yra atskirti grioveliais, skirtais optiškai atskirti sustiprintą spontaninę emisiją (SSE).The excited discs formed in the aforementioned active laser media plates are separated by transverse directions of the active element in the monolithic structure for the optical separation of the enhanced spontaneous emission (SSE).
Tai leidžia išvengti nepageidaujamo skersinio stiprinimo, kuris neigiamai veikia lazerio spinduliuotės savybes.This prevents unwanted transverse amplification, which adversely affects the laser radiation properties.
Aukšto atspindžio sluoksnis yra pilno vidinio atspindžio paviršius, o šaldymo plokštės išdėstytos monolitinės struktūros šonuose.The high reflection layer is the surface of full internal reflection and the cooling plates are arranged on the sides of the monolithic structure.
Kaip jau minėta aukščiau, pilnas vidinis atspindys leidžia atsisakyti dviejų dielektrinių veidrodžių skirtų kaupinančiam ir generuojamam srautams atspindėti darbiniu kampu, tuo pačiu metu minimaliai atspindėti generuojamam srautui statmena paviršiui kryptimi. Tai supaprastina daugiadiskinių aktyviųjų elementų gamybą.As mentioned above, full internal reflection allows for the elimination of two dielectric mirrors designed to reflect the accumulated and generated fluxes at an operating angle, while minimally reflecting the generated flux in a direction perpendicular to the surface. This simplifies the production of multi-disc active elements.
Aktyvusis elementas gali būti kaupinamas poliarizuotos šviesos srautais, krentančiais iš priešingų aktyviojo elemento galų.The active element may be accumulated by streams of polarized light falling from opposite ends of the active element.
Nemonolitinės struktūros atveju tai leidžia sumažinti nuostolius dėl atspindžių ir esant anizotropiniam kristalui, pvz., YVO, suderinti kaupinančio srauto poliarizacijos krypt} maksimaliai sugerčiai.In the case of a non-monolithic structure, this allows for the reduction of reflection losses and, in the case of an anisotropic crystal, such as YVO, to adjust the maximum absorption of the polarization direction of the accumulating stream.
Aktyvusis elementas gali būti kaupinamas nepoliarizuotos šviesos srautu, krentančiu iš vieno aktyviojo elemento galo, kuris kitame aktyviojo elemento gale atspindimas atgal, pakeičiama grįžtančio srauto poliarizacija užtikrinant efektyvią grįžtančio srauto sugert} aktyviajame elemente.The active element may be accumulated by a stream of non-polarized light falling from one end of the active element, which is reflected back to the other end of the active element, reversing the polarization of the return stream to provide effective absorption of the return stream in the active element.
Šita konfigūracija ypač patogi užtikrinant tolygų aktyviojo elemento sužadinimą, kai aktyviojo elemento kristalas yra anizotropinis, pvz., YVO. Tik viena nepoliarizuotos šviesos poliarizacijos komponentė yra sugeriama per pirmą praėjimą, likusioji poliarizacijos komponentė po poliarizacijos krypties pasukimo sugeriama lyg tos šviesos šaltinis yra nepriklausomas. Tokiu būdu užtikrinamas labai tolygus sužadinimas visų atskirų plonų diskų.This configuration is particularly convenient for providing uniform excitation of the active element when the crystal of the active element is anisotropic, e.g., YVO. Only one component of the polarization of non-polarized light is absorbed in the first pass, the remaining component of the polarization after absorption of the polarization direction is absorbed as if the light source is independent. This ensures a very even excitation of all individual thin discs.
Aktyvusis elementas gali būti sužadinamas kaupinančiu srautu, krentančiu iš vieno aktyviojo elemento galo, arba iš abiejų galų, kurie erdvėje suformuoti taip, kad kaupinančio spindulio kaustikos diametras aktyviojo elemento pradžioje skirtųsi mažiau kaip 10% nuo spindulio diametro sąsmaukoje, kuri yra aktyviajame elemente optinio kelio viduryje.The active element may be excited by a cumulative flux falling from one end of the active element, or both ends, formed in space such that the caustic diameter of the accumulating beam differs by less than 10% from the diameter of the beam at the center of the active element. .
Detaliau išradimas paaiškinamas brėžiniais, kuriuoseDETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The drawings in which:
Fig.l - daugiadiskinio išilginio sužadinimo aktyvusis elementas su atskiromis aktyviosios lazerio terpės plokštelėmis bei aktyviajame elemente sklindančiais suderintais kaupinančiu ir generuojamu lazerio spinduliuotės srautais scheminis vaizdas.Fig. 1 is a schematic view of a multidisk longitudinal excitation active element with individual active laser media plates and coordinated accumulating and generating laser radiation streams emitted within the active element.
Fig.2 - aktyviosios lazerio terpės plokštelės su į ją krentančio ir atsispindėjusio kaupinančio srauto trajektorija scheminis vaizdas.Fig. 2 is a schematic view of an active laser medium plate with a trajectory of incident and reflected accumulating flux.
Fig.3 - aktyviosios lazerio terpės plokštelės aktyviajame elemente pagal Fig.l išilginio pjūvio dalinis vaizdas.Fig. 3 is a partial view of a longitudinal section of an active laser media plate in an active member according to Fig. 1.
Fig.4 - lazerio rezonatoriaus schema su daugiadiskiniu išilginio sužadinimo aktyviuoju elementu pagal Fig.l su keturiais kaupinančio srauto praėjimais, kai lazerio terpė yra izotropinė, o kaupinantis srautas yra poliarizuotas.Fig. 4 is a schematic diagram of a laser resonator with a multidimensional longitudinal excitation active member according to Fig. 1 with four passes of the accumulating flux, wherein the laser medium is isotropic and the accumulating flux is polarized.
Fig.5 - lazerio rezonatoriaus schema su daugiadiskiniu išilginio sužadinimo aktyviuoju elementu pagal Fig.l su dviem kaupinančio srauto praėjimais, kai lazerio terpė yra izotropinė, o kaupinantis srautas yra atsitiktinai poliarizuotas (nepoliarizuotas) arba lazerio terpė yra anizotropinė, o kaupinantis srautas yra poliarizuotas.Fig. 5 is a schematic diagram of a laser resonator with a multi-disc longitudinal excitation active member according to Fig. 1 with two accumulating flux passages, wherein the laser medium is isotropic and the accumulator flux is randomly polarized (non-polarized) or the laser medium is anisotropic.
Fig.6 - lazerio rezonatoriaus schema su daugiadiskiniu išilginio sužadinimo aktyviuoju elementu su dvipusiu sužadinimu, kai lazerio terpė yra anizotropinė, o kaupinantis srautas yra poliarizuotas (nepoliarizuotas).Fig. 6 is a schematic diagram of a laser resonator with a multidimensional longitudinal excitation active element with two-sided excitation when the laser medium is anisotropic and the accumulating flux is polarized (non-polarized).
Fig.7 - lazerio rezonatoriaus schema su daugiadiskiniu išilginio sužadinimo aktyviuoju elementu su dviem kaupinančio srauto praėjimais, kai lazerio terpė yra anizotropinė, o kaupinantis srautas yra poliarizuotas (nepoliarizuotas).Fig. 7 is a schematic diagram of a laser resonator with a multi-disc longitudinal excitation active element with two passes of the accumulating flux, where the laser medium is anisotropic and the accumulating flux is polarized (non-polarized).
Fig.8 - kaupinančio srauto sklidimo daugiadiskinio aktyviojo elemento pagal Fig.l struktūroje vaizdas.Fig. 8 is a view of propagation of the cumulative flow in a multidisk active member according to Fig. 1 in the structure.
Fig.9 - daugiadiskinio aktyviojo elemento struktūra pagal Fig.l su sustiprintos spontaninės emisijos (SSE) slopinimo priemone.Fig. 9 is a structure of a multidisk active member according to Fig. 1 with an enhanced spontaneous emission (SSE) suppressant.
Fig. 10 - daugiadiskinio išilginio sužadinimo aktyviojo elemento monolitinė sudėtinė struktūra su išilginiu sužadinimu (SPIS).FIG. 10 is a monolithic composite structure of a multidisk longitudinal excitation active element with longitudinal excitation (SPIS).
Fig. 11 - daugiadiskinė monolitinė sudėtinė struktūra su išilginiu sužadinimu (SPIS) pagal Fig. 10, susieta su šaldančiom plokštelėmis ir joje sklindančiais suderintais kaupinančiu ir generuojamu lazerinės spinduliuotės srautais scheminis vaizdas.FIG. 11 is a multidisk monolithic composite structure with longitudinal excitation (SPIS) according to FIG. 10, is a schematic view of the freezing plates and the associated laser fluxes emitting and generating thereon.
Fig. 12 - monolitinės sudėtinės struktūros su išilginiu sužadinimu (SPIS) pagal Fig. 10 dalinis išilginis pjūvis.FIG. 12 is a monolithic composite structure with longitudinal excitation (SPIS) according to FIG. 10 partial longitudinal section.
Fig. 13 - lazerio schema su SPIS struktūra pagal Fig. 10.FIG. 13 is a diagram of a laser with SPIS structure according to FIG. 10th
Fig. 14 - SPIS struktūra pagal Fig.10 su sustiprintos spontaninės emisijos (SSE) slopinimu.FIG. 14 - Structure of SPIS according to Fig.10 with enhanced spontaneous emission (SSE) inhibition.
Fig, 1 pavaizduotas daugiadiskinis išilginio sužadinimo aktyvusis elementas (1) su atskiromis aktyviosios lazerio terpės plokštelėmis (2), išdėstytomis pakaitomis dvejose lygiagrečose eilėse, esančiose viena nuo kitos per atstumą (H). Kaupinantis srautas (3), kurio diametras (d), krenta iš aktyviojo elemento (1) galo kampu (γ) (Fig.2) j kraštinę plokštelę (2) ir toliau sklisdamas vidinėje ertmėje tarp minėtų plokštelių (2) eilių išilgai aktyviojo elemento (1) zigzago formos trajektorija, suformuoja plokštelėse (2) aktyviąsias (stiprinimo) zonas, t.y. sužadintus diskus (4) bei juos vieną po kito optiškai sujungia, sukeliant lazerinės spinduliuotės generaciją ir suformuojant vidinėje srityje tarp minėtų plokštelių (2) bendrą zigzago formos generuojamą lazerinės spinduliuotės srautą, kuris yra kolinearus bei suderintas erdvėje su kaupinančiu srautu (3). Plokštelės (2) tvirtinamos atitinkamai pakaitomis prie dviejų priešpriešiai išdėstytų lygiagrečių laikiklių (5), kurie atlieka šaldymo funkciją. Ant aktyviosios terpės plokštelės (2) išorinio paviršiaus yra aukšto atspindėjimo sluoksnis, pavyzdžiui, visiško atspindžio veidrodis (6), gerai atspindintis kaupinančio ir generuojamo srauto bangos ilgį, ir kuris pritvirtintas prie laikiklio (5) pasirinktinai, pavyzdžiui, optiniu kontaktu, difuziniu pritvirtinimu, suvirinimu, litavimu ir kitaip, naudojant šilumai laidų tarpinį sluoksnį (7) (Fig. 3), pavyzdžiui, klijus, lydmetalį ir kitas šilumai laidžias medžiagas. Jei tvirtinimas vykdomas be klijavimo , šio sluoksnio nėra. Aktyviosios lazerio terpės plokštelės (2) vidinė plokštuma gali būti padengta skaidrinančia danga (8), kaupinančiam ir generuojamam lazeriniams srautams.Fig. 1 shows a multi-disc longitudinal excitation active element (1) with separate active laser media plates (2) arranged alternately in two parallel rows spaced apart (H). The accumulating flow (3) of diameter (d) falls from the end of the active element (1) at an angle (γ) (Fig.2) to the end plate (2) and further propagates in the inner cavity between the rows of said plates (2) (1) zigzag-shaped trajectory, forming the active (enhancement) zones in the plates (2), excited discs (4) and optically interconnects them one after the other to cause laser radiation generation and to form in the internal region between said plates (2) a common zigzag-shaped laser radiation flux which is collinear and aligned with the accumulating flux (3). The plates (2) are respectively fastened alternately to two opposed parallel brackets (5) which serve the cooling function. On the outer surface of the active media plate (2) is a high reflection layer, such as a full reflection mirror (6), well reflecting the wavelength of the accumulating and generated flux, which is attached to the holder (5) optionally, e.g. by welding, brazing and the like, using a heat-conductive intermediate layer (7) (Fig. 3), such as glue, solder and other heat-conducting materials. If bonding is done without gluing, this layer is not available. The inner plane of the active laser media plate (2) may be covered with a transparent coating (8) for accumulating and generating laser fluxes.
Plokštelės (2) storis (h), sutampa su sužadinto disko (4) storiu bei yra žymiai mažesnis už sužadinto disko (4) diametrą (D). Disko storis yra ne didesnis nei 100 pm.The thickness (h) of the plate (2) coincides with the thickness of the excited disk (4) and is significantly smaller than the diameter (D) of the excited disk (4). The disc thickness is up to 100 pm.
Fig. 4 pavaizduotas keturių praėjimų išilginio sužadinimo aktyvusis daugiadiskinis elementas (1), kai aktyvioji lazerio terpė yra izotropinė. Kaupinantį srautą formojanti priemonė apima poliarizatorių (9), kaupinantį srautą formuojančią optiką (10,11), selektyvinius veidrodžius (12,13), turinčius aukštą atspindėjimo koeficientą generuojamam lazerio spinduliuotės bangos ilgiui ir aukštą pralaidumo koeficientą kaupinančio srauto bangos ilgiui, λ/4 plokštelę (14) ir kaupinantį bangos ilgį atspindinčius galinius veidrodžius (15,16). Lazerio naudojančio daugiadiskinį elementą (1) rezonatorius yra apribotas galiniais veidrodžiais (17,18), tarp kurių yra formuojamas lazerinės spinduliuotės srautas (19).FIG. Fig. 4 shows an active multi-disc element (1) of four passes longitudinal excitation, where the active laser medium is isotropic. The accumulating flux forming means comprises a polarizer (9), accumulating flux forming optics (10,11), selective mirrors (12,13) having a high reflectivity for the generated laser wavelength and a high transmittance for the incoming flux wavelength, λ / 4 plate. (14) and cumulative wavelength-reflecting rear mirrors (15,16). The resonator of the laser using the multi-disc element (1) is limited to the rear mirrors (17,18), between which the laser beam is formed (19).
Fig.5 pavaizduotas keturių praėjimų išilginio sužadinimo aktyvusis daugiadiskinis elementas (1), kai aktyvioji lazerio terpė yra izotropinė ir kaupinantis srautas (3) yra atsitiktinai poliarizuotas (nepoliarizuotas) arba aktyvioji lazerio terpė yra anizotropinė ir kaupinantis srautas yra poliarizuotas ir jo poliarizacija suderinta su maksimalia aktyviojo elemento sugertimi. Šiuo atveju kaupinantį srautą formuojanti priemonė apima minėtą srautą formuojančią optiką (10,11), selektyvinius veidrodžius (12,13), turinčius aukštą atspindėjimo laipsnį generuojamam lazerio bangos ilgiui ir aukštą pralaidumą kaupinančiam bangos ilgiui ir galinį veidrodį (16). Daugiadiskinis elementas (1) patalpintas rezonatoriuje apribotame galiniais veidrodžiais (17,18) tarp kurių yra formuojamas lazerinės spinduliuotės srautas (19).Fig. 5 shows a four pass longitudinal excitation active multi-disc element (1), wherein the active laser medium is isotropic and the accumulating flux (3) is randomly polarized (non-polarized) or the active laser medium is anisotropic and the accumulative flux is polarized and its polarization is matched the absorbance of the active element. In this case, the accumulating flux-forming means comprises said flux-forming optics (10,11), selective mirrors (12,13) having a high degree of reflection for the laser wavelength generated and a high transmittance for the incoming wavelength, and a rear mirror (16). The multi-disc element (1) is arranged in a resonator surrounded by rear mirrors (17,18) between which a laser radiation stream (19) is formed.
Fig.6 pavaizduotas aktyviojo daugiadiskinio elemento (1) sužadinamas dviem kaupinančiais srautais, krentančiais į aktyvųjį elementą (1) iš jo priešingų galų. Kaupinantis srautas (3) poliarizatoriumi (20) padalijamas į du kaupinančius srautus, kurie veidrodžiais (21, 22) nukreipiami į priešingus aktyviojo elemento (1) galus atitinkamai per kaupinantį srautą formuojančią optiką (10,11), selektyvinius veidrodžius (12,13). Vienas iŠ kaupinančių srautų į veidrodį (21) nukreipiamas per pasukančia poliarizaciją λ/2 fazinę plokštelę (23).Fig. 6 is an excitation of the active multi-disc element (1) by two accumulating streams falling to the active element (1) from its opposite ends. The accumulating stream (3) is divided by the polarizer (20) into two accumulating streams, which are directed to the opposite ends of the active element (1) by the mirrors (21, 22) respectively through the accumulating stream forming optics (10,11) and the selective mirrors (12,13). . One of the accumulating flows is directed to the mirror (21) via a rotating polarization λ / 2 phase plate (23).
Fig.7 pavaizduotas rezonatorius su aktyviojo daugiadiskinio elemento (1) dvigubo praėjimo sužadinimu, apimantis kaupinantį srautą formuojančią optiką (10, 11), selektyvinius veidrodžius (12, 13), turinčius aukštą atspindėjimo koeficientą generuojamos lazerio spinduliuotės bangos ilgiui ir aukštą pralaidumo koeficientą kaupinančiam bangos ilgiui, λ/4 plokštelę (14) kaupinančiam bangos ilgiui ir galinį veidrodį (16). Daugiadiskinio elemento (1) rezonatorius yra apribotas galiniais veidrodžiais (17,18), tarp kurių yra formuojamas lazerinės spinduliuotės srautas (19).Fig. 7 shows a resonator with double pass excitation of an active multi-disc element (1), comprising accumulating flux forming optics (10, 11), selective mirrors (12, 13) having a high reflectivity for the laser wavelength generated and a high transmittance for accumulating waves. wavelength and rear mirror (16). The resonator of the multi-disc element (1) is limited to the rear mirrors (17,18), between which the laser radiation flux (19) is formed.
Fig. 8 pavaizduotas kaupinančio pluošto sklidimas aktyviajame daugiadiskiniame elemente (1), kai į abu elemento (1) galus krenta erdvėje suderinti kaupinantys pluoštai. 2W0 10 kaupinančiojo pluošto sąsmauka, kuri yra centre pagal elemento (1) ilgį tarp pirmosios ir paskutiniosios kraštinių plokštelių (2). 2W.l/2 - kaupinančiojo pluošto kaustikos diametras pirmoje kraštinėje plokštelėje, o 2W+l/2 - kaupinančiojo pluošto kaustikos diametras paskutinėje kraštinėje plokštelėje. Kai sąsmauka yra centre, diametrai 2W.l/2 ir 2W+l/2 yra lygūs. Tam , kad užtikrinti kuo vienodesnį ir kuo tolygesnį atskirų diskų sužadinimą 2W.L/2 ir 2W+l/2 diametrai turi skirtis nuo diametro sąsmaukoje ne daugiau kaip 10%.FIG. Fig. 8 is an illustration of the propagation of the accumulating fibers in the active multi-disc element (1) when the accumulating fibers aligned at both ends of the element (1) fall in space. 2W 0 10 a stack of stacking fibers centered on the length of the element (1) between the first and last edge plates (2). 2W.l / 2 is the diameter of the accumulating fiber caustics on the first edge plate, and 2W + l / 2 is the diameter of the accumulating fiber caustics on the last edge plate. When centered, the diameters 2W.l / 2 and 2W + l / 2 are equal. To ensure the most uniform and uniform excitation of the individual discs 2W. The diameters of L / 2 and 2W + l / 2 must not differ by more than 10% from the diameter at the junction.
Fig. 9 pavaizduotas daugiadiskinis aktyvusis elementas, kur aktyvūs diskai suformuoti atskirose plokštelėse (2), tarp kurių kiekvienoje eilėje ant šaldančią funkciją atliekančių laikiklių (5) skersai aktyviojo elemento išdėstyti sustiprintos spontaninės emisijos (SSE) (24), atsirandančios skersai iš kiekvieno sužadinto disko (4), sugėrikliai (25). Kaupinantis ir sugeneruotas pluoštai erdvėje tarpusavyje yra suderinti.FIG. 9 illustrates a multi-disc active element, wherein the active discs are formed in separate plates (2) between which, in each row, are amplified spontaneous emission (SSE) (24) emanating transversely from each excited disc (4) across the active element; ), absorbers (25). The accumulating and generated fibers in space are aligned with each other.
Fig. 10 pavaizduotas daugiadiskinis išilginio sužadinimo aktyvusis elementas (1), pagamintas kaip monolitinė sudėtinė struktūra su išilginiu sužadinimu (SPIS). Monolitinė struktūra (26) turi gretasienio pavidalą, t.y. monolitinės struktūros išilginis pjūvis yra lygiagretainio pavidalo. Minėta monolitinė struktūra (26) yra sudaryta iš dviejų aktyviosios lazerio terpės sluoksnių (plokštelių) (2), kurie išdėstyti atitinkamai ant gretasienio formos skaidrios medžiagos pagrindo (27) priešingų ilgųjų Šonų ir prie jų optinės sąsajos pagalba pritvirtinti. Pagrindas (27) yra iš skaidrios, pralaidžios kaupinančiajam ir generuojamam lazerinės spinduliuotės srautams optinės medžiagos, o kaupinantis srautas (3), praeidamas zigzaginiu keliu išilgai minėto skaidrios medžiagos pagrindo (27), minėtuose aktyviosios lazerio terpės sluoksniuose (2) suformuoja sužadintus diskus (4). Monolitinės struktūros pagrindas (27) yra parinktas iš tokių medžiagų (kristalų) kaip GdVO4, YAG, YVO4 arba YLF ir pan., o aktyviosios lazerio terpės plokštelės (2) gali būti parinktos iš tokių pat medžiagų legiruotų Nd ar Yb jonais, arba kitaip legiruotų kristalų. Optinė sąsaja tarp pagrindo (27) ir aktyviosios lazerio terpės sluoksnio (2) gali būti gauta difuzinio ryšio būdu arba sluoksnio užauginimo būdu, arba gilaus optinio kontakto būdu. Kaupinantis ir generuojamas lazerinis srautai erdvėje tarpusavyje yra suderinti. Monolitinės sudėtinės struktūros storis yra H, o legiruoto sluoksnio (aktyviosios lazerinės terpės) storis yra h. Žadinančios ir generuojamos spinduliuočių srautai į monolitinės sudėtinės struktūros vidinį atspindinčio paviršių krenta kampu β.FIG. Fig. 10 is a multi-disc longitudinal excitation active element (1) manufactured as a monolithic composite structure with longitudinal excitation (SPIS). The monolithic structure (26) has a parallelepiped shape, i.e. the longitudinal section of the monolithic structure is in the form of a parallelogram. Said monolithic structure (26) consists of two layers (2) of active laser media, respectively, arranged on a transparent substrate (27) of a parallelepiped shape, respectively, and opposed by means of an optical interface. The substrate (27) is made of a transparent, permeable optical material for the accumulating and generated laser radiation streams, and the accumulating stream (3) passing through a zigzag path along said transparent substrate (27) forms excited disks (4) in said active laser media layers (2). ). The substrate (27) of the monolithic structure is selected from materials (crystals) such as GdVO4, YAG, YVO 4 or YLF, etc., and the active laser media plates (2) can be selected from the same materials doped with Nd or Yb ions or otherwise doped crystals. The optical interface between the substrate (27) and the layer (2) of the active laser medium may be obtained by diffusion communication or by layer overlay or by deep optical contact. The cumulative and generated laser fluxes in space are aligned with each other. The monolithic composite structure has a thickness H and the doped layer (active laser medium) has a thickness h. The excited and generated radiation fluxes to the inner reflecting surface of the monolithic composite structure at an angle β.
Fig. 11 ir Fig. 12 pavaizduotas daugiadiskinis išilginio sužadinimo aktyvusis elementas (1), pagamintas kaip monolitinė sudėtinė struktūra (SPIS) (26) su išilginiu sužadinimu, apimanti skaidrų pagrindą (27) su priėjo pritvirtintais legiruotais (aktyviosios lazerio terpės) sluoksniais (2), kurie iš išorinės pusės atitinkamai padengti apsauginiais sluoksniais (6), dėka pilno vidinio atspindžio atspindinčiais tiek kaupinantį, tiek generuojamą bangos ilgio šviesos srautą. Apsauginiai sluoksniai (6) per šilumai pralaidų tarpinį sluoksnį (7), pavyzdžiui, klijus, lydmetalį atitinkamai pritvirtinti prie šaldančių plokštelių (5). Monolitinės struktūros galai, apimantys pagrindo (27) ir aktyviosios lazerio terpės sluoksnių (2) galus, padengti skaidrinančiu kaupinančiam ir generuojamam srautams sluoksniu (28). Kaupinantis ir sugeneruotas srautai erdvėje tarpusavyje yra suderinti. Kaupinantis srautas (3) minėtuose sluoksniuose (2) suformuoja sužadintus diskus 4 (aktyvias, stiprinimo zonas).FIG. 11 and FIG. Fig. 12 is a multidisc longitudinal excitation active element (1) manufactured as a monolithic composite structure (SPIS) (26) with a longitudinal excitation comprising a transparent substrate (27) with access doped alloy (active laser medium) layers (2), respectively covered by protective layers (6), reflecting both the cumulative and the generated wavelength of light due to full internal reflection. The protective layers (6) are respectively secured to the cooling plates (5) through a heat-permeable intermediate layer (7), such as glue. The ends of the monolithic structure, comprising the ends of the substrate (27) and the active laser media layers (2), are covered with a transparent accumulating and generating flow layer (28). The cumulative and generated flows in space are mutually consistent. The accumulating flow (3) in said layers (2) forms excited discs 4 (active, amplification zones).
Fig.13 pavaizduotas lazerio panaudojančio SPIS aktyvųjį elementą rezonatoriaus schemos pavyzdys, apimantis SPIS struktūros (26) aktyvųjį elementą, kur sužadinimas yra atliekamas iš abiejų galų kaupinančiais srautais (3) (naudinga tais atvejais, kai aktyviosios lazerio terpės sluoksnis (2) yra anizotropinė terpė, pavyzdžiui, nelegiruotas GdVCL ir legiruotas neodimiu GdVO4, o kaupinantis srautas yra atsitiktinai poliarizuotas (nepoliarizuotas), pavyzdžiui, du poliarizuoti kaupinantys srautai atsiranda iš vieno nepoliarizuoto šaltinio kaip parodyta Fig.6).Fig. 13 shows an example of a laser-using SPIS active element resonator circuit comprising an active element of the SPIS structure (26), wherein excitation is performed by accumulating fluxes (3) from both ends (useful when the active laser medium layer (2) is an anisotropic medium). , for example, unalloyed GdVCL and doped with neodymium GdVO4, and the accumulating flux is randomly polarized (non-polarized), for example, two polarized accumulating streams come from a single non-polarized source as shown in Fig.6).
Fig.14 pavaizduota SPIS struktūra su grioveliais (29), izoliuojančiais sustiprintą spontaninę emisiją (24) sklindančią iš individualių diskų (4) (gretimų aktyviųjų zonų).Fig. 14 shows a SPIS structure with grooves (29) isolating enhanced spontaneous emission (24) emanating from individual disks (4) (adjacent active zones).
Pasiūlytas daugiadiskinis išilginio sužadinimo aktyvusis elementas (1) Fig.l veikia šiuo būdu. Kaupinantis srautas (3) kampu γ (Fig.2) krenta į kraštinę aktyviosios terpės plokštelę (2) ir joje yra dalinai sugeriamas. Likusi nesugerta kaupinančiojo srauto dalis atsispindi nuo aktyviosios lazerio terpės plokštelės (2) išorinio paviršiaus, ant kurio yra užgarintas aukštą atspindžio koeficientą turintis dielektrinis veidrodis (6). Kadangi kaupinantis srautas turi plotį d, tai krisdamas kampu γ į aktyviosios terpės plokštelę (2), kurios storis h, jis suformuoja joje elipsės formos sužadintą sritį - diską, kurio diametras lygus D (Fig. 2). Priklausomai nuo aktyviosios terpės plokštelės lūžio rodiklio, kaupinantis srautas lūžta kampu β ir atsispindėjęs toliau sklinda į priešpriešais esančią aktyviosios terpės plokštelę (2), sužadindamas joje kitą aktyvųjį diską. Taip nuo kiekvienos plokštelės atsispindėdamas kaupinantis srautas optiškai sujungia visas plokšteles (2), tokiu būdu įgaudamas zigzago formą. Po aktyviosios medžiagos plokštelių (2) sužadinimo generuojama lazerinė spinduliuotė taip pat sklinda zigzago formos trajektorija ir erdvėje sutampa su kaupinančiu srautu. Tam, kad sumažinti atspindžio nuo aktyviojo elemento (1) paviršiaus nuostolius išoriniai aktyviosios terpės plokštelių (2) paviršiai yra padengti skaidrinančiu sluoksniu (8) (Fig. 3). Vykstant kaupinimo ir generacijos procesams, atsiradusiai šilumai nuvesti, naudojami šaldantys laikikliai (5), prie kurių plokštelės (2) yra pritvirtinamos per šilumai laidų tarpinį sluoksnį (7) (Fig. 3).Tarpinis sluoksnis gali būti klijai, lydmetalis ir kt. užtikrinantis gerą mechaninį ir šiluminį kontaktą.The proposed multi-disc longitudinal excitation active element (1) of Fig. 1 operates in this manner. The accumulating flow (3) falls at an angle γ (Fig. 2) to the peripheral plate of the active medium (2) and is partially absorbed therein. The remainder of the non-absorbed accumulator flux is reflected from the outer surface of the active laser media plate (2) on which a high-reflectivity dielectric mirror (6) is vaporized. Since the accumulating stream has a width d, it falls at an angle γ to the active media plate (2) of thickness h, forming an elliptical excited region therein, a disk having a diameter D (Fig. 2). Depending on the refractive index of the active media plate, the accumulating stream refracts at an angle β and, when reflected, continues to propagate to the opposite active media plate (2), triggering another active disk. In this way, the reflecting flux reflected from each plate optically connects all the plates (2) to obtain a zigzag shape. The laser radiation generated after excitation of the active substance plates (2) also propagates in a zigzag-shaped trajectory and coincides in space with the accumulating flux. In order to reduce the loss of reflection from the surface of the active element (1), the outer surfaces of the active media plates (2) are covered with a transparent layer (8) (Fig. 3). During the accumulation and generation processes, for the removal of heat generated, cooling brackets (5) are used, to which the plates (2) are fixed through the heat conductive intermediate layer (7) (Fig. 3). The intermediate layer may be glue, solder, etc. ensuring good mechanical and thermal contact.
Toliau pateikiami keli variantai kaip daugiadidkinis aktyvusis elementas gali būti panaudotas lazeriuose.The following are some variations on how a multidimensional active element may be used in lasers.
Lazerio rezonatoriaus schema, pavaizduota Fig.4, apimanti daugiadiskinj aktyvųjį elementą (1) su aktyviosios terpės plokštelėmis (2), pagamintomis iš izotopinės medžiagos, o kaupinančiam pluoštui efektyviai sugerti naudojami keturi jo praėjimai per aktyvųjį elementą (1) . Tokiame rezonatoriuje izotropinės medžiagos aktyviosios terpės plokštelės (2) yra žadinamos poliarizuotu kaupinančiu srautu. Tiesiškai poliarizuotas kaupinantis srautas (3) praeina pro poliarizatorių (9), toliau jis yra formuojamas objektyvu (10), kad būtų pasiektas reikiamas kaupinančiojo srauto diametras ant aktyviosios terpės plokštelių (2). Optiškai suformuotas ir poliarizuotas kaupinantis srautas sklinda per rezonatoriaus veidrodį (12), kuris yra skaidrintas kaupinančiajam srautui, bet visiškai atspindi generuojamą lazerinę spinduliuotę (19). Poliarizuotas kaupinantis srautas sklinda zigzago formos optiniu keliu išilgai daugiadiskinio aktyviojo elemento (1), optiškai sujungdamas visas aktyviosios terpės plokteles (2) , ir yra dalinai sugeriamas aktyviosios medžiagos plokštelių (2) daugiadiskinio aktyviojo elemento (1) tūryje. Praėjęs pro aktyvųjį elementą (1), kaupinančiojo srauto likusi dalis praeina pro kitą rezonatoriaus veidrodį (13), kuris yra skaidrintas kaupinančiam bangos ilgiui, bet visiškai atspindi generuojamą lazerinę spinduliuotę (19). Praėjęs veidrodį (13), kaupinantis srautas (3) kolimuojamas objektyvu (11). Toliau kaupinantis srautas krenta į ketvirčio bangos (λ/4) fazinę plokštelę (14), kuri pakeičia jo poliarizaciją į cirkuliarinę. Už fazinės plokštelės (14) stovintis veidrodis (16) visiškai atspindi kaupinantį srautą atgal, kuris dar kartą praeina pro λ/4 plokštelę (14), kuri dar kartą pakeičia kaupinančiojo srauto poliarizaciją, taip grįžtančio kaupinančio srauto poliarizacija tampa pasukta 90° kampu. Tokios poliarizacijos kaupinantis srautas, praeidamas daugiadiskinį aktyvųjį elementą (1) antrąjį kartą yra dar kartą dalinai sugeriamas. Likusi kaupinančiojo srauto dalis yra atspindima poliarizatoriaus (9) ir nukreipiama į veidrodį (15). Atsispindėjęs nuo veidrodžio (15), kaupinantis srautas pereina aktyvųjį elementą (1) trečią kartą, o pereidamas ketvirčio bangos plokštelę (14) dar du kartus (pirmyn ir atgal) ir atsispindėjęs nuo veidrodžio (16), vėl pakeičia poliarizacijos kryptį, bei grįždamas pereina aktyvųjį elementą (1) ketvirtąjį kartą. Tuo užtikrinama maksimali kaupinančiojo srauto sugertis aktyviųjų izotropinės medžiagos plokštelių tūryje (2). Sugeneruota lazerinė spinduliuotė (19) yra stiprinama rezonatoriuje, kurį suformuoja pilnai atspindintis veidrodis (17), veidrodžiai (12, 13) ir dalinai atspindintis veidrodis (18), pro kurį lazerinė spinduliuotė (19) yra išvedama iš rezonatoriaus.The laser resonator diagram shown in Fig. 4 comprises a multidisc active element (1) with isotope material (2) of active media plates and four passages thereof through the active element (1) are used to efficiently absorb the accumulating beam. In such a resonator, the plates (2) of the isotropic material are excited by a polarized accumulating flux. The linearly polarized accumulator flux (3) passes through the polarizer (9) and is further shaped by a lens (10) to obtain the required accumulative flux diameter on the plates of the active medium (2). The optically formed and polarized accumulating flux passes through a resonator mirror (12) which is opaque to the incoming flux but fully reflects the laser radiation generated (19). The polarized accumulating stream propagates in a zigzag-shaped optical path along the multidisk active element (1), optically coupling all of the active media plates (2) and is partially absorbed in the volume of the multidisk active element (1) of the active substance plates (2). After passing through the active element (1), the remainder of the accumulator flux passes through another resonator mirror (13) which is transparent to the accumulating wavelength but fully reflects the laser radiation generated (19). After passing the mirror (13), the accumulating stream (3) is collimated by the lens (11). Further, the accumulating flux falls on the quarter-wave (λ / 4) phase plate (14), which changes its polarization to a circular one. The mirror (16) standing behind the phase plate (14) fully reflects the accumulating flux back, which once again passes through the λ / 4 plate (14), which again reverses the polarization of the incoming flux, thus turning the incoming flux polarization by 90 °. The accumulating flux of such polarization is partially absorbed again for a second time after passing the multidisk active member (1). The remainder of the accumulator flux is reflected by the polarizer (9) and directed to the mirror (15). Reflecting from the mirror (15), the accumulating flux passes through the active element (1) a third time, and by passing the quarter-wave plate (14) twice (back and forth) and reflected from the mirror (16), again reverses the polarization direction and returns the active element (1) a fourth time. This ensures maximum absorption of the accumulating flux in the volume of active isotropic material plates (2). The generated laser radiation (19) is amplified in a resonator formed by a fully reflecting mirror (17), mirrors (12, 13) and a partially reflecting mirror (18) through which the laser radiation (19) is output from the resonator.
Fig.5 pavaizduotas kitas optinio rezonatoriaus su daugiadiskiniu aktyviuoju elementu (1) kaupinimo variantas, kuriame gali būti aktyviosios terpės plokštelės (2), pagamintos iš izotropinės medžiagos, žadinamos nepoliarizuota spinduliuote ir aktyviosios terpės plokštelės vFig. 5 illustrates another embodiment of an optical resonator with a multi-disc active element (1), which may comprise an active media plate (2) made of isotropic material excited by non-polarized radiation and an active media plate v.
(2), pagamintos iš anizotropinės medžiagos, žadinamos poliarizuota spinduliuote. Šitame variante realizuojami du žadinančios spinduliuotės praėjimai per akyvąją terpę. Kaupinantis srautas (3), krentantis kampu į daugiadiskinį aktyvųjį elementą (1), yra formuojamas objektyvu (10), kad būtų pasiektas reikiamas kaupinančiojo srauto diametras ant aktyviosios terpės plokštelių (2). Optiškai suformuotas kaupinantis srautas (3) sklinda per vieną iš rezonatoriaus veidrodžių (12), kuris yra skaidrintas kaupinančiajam srautui, bet visiškai atspindi sugeneruotą lazerinę spinduliuotę (19). Kaupinantis srautas sklinda zigzago formos optiniu keliu išilgai daugiadiskinio aktyviojo elemento (1), optiškai sujungdamas visas aktyviosios lazerio terpės plokšteles (2), ir yra dalinai sugeriamas aktyviosios medžiagos plokštelių (2) daugiadiskinio aktyviojo elemento (1) viduje. Pirmąjį kartą praėjęs daugiadiskinį aktyvųjį elementą (1), likusi kaupinančiojo srauto dalis pereina pro veidrodį (13), kuris yra skaidrintas šiam srautui, bet visiškai atspindi sugeneruotą lazerinę spinduliuotę (19). Praėjęs veidrodį (13), kaupinantis srautas (3) kolimuojamas objektyvu (11). Po atsispindėjimo nuo veidrodžio (16) kaupinantis srautas nukreipiamas atgal į daugiadiskinį aktyvųjį elementą (1) antrajam praėjimui. Lazerinė spinduliuotė (19) yra stiprinama rezonatoriuje, kurį suformuoja pilnai atspindintis veidrodis (17), veidrodžiai (12,13) ir dalinai atspindintis veidrodis (18), pro kurį lazerinė spinduliuotė (19) yra išvedama iš rezonatoriaus.(2) made of anisotropic material excited by polarized radiation. In this embodiment, two passages of excitation radiation through the active medium are realized. The accumulating stream (3), inclined at an angle to the multidisk active member (1), is formed by a lens (10) to obtain the required diameter of the accumulating stream on the active media plates (2). The optically formed accumulating flux (3) passes through one of the resonator mirrors (12) which is opaque to the incoming flux but fully reflects the generated laser radiation (19). The accumulating stream propagates in a zigzag-shaped optical path along the multi-disk active element (1), optically coupling all of the active laser media plates (2) and is partially absorbed within the multi-disk active element (1) of the active substance plates (2). After the first pass of the multi-disc active element (1), the remainder of the accumulating stream passes through the mirror (13), which is clarified for this stream but fully reflects the laser radiation generated (19). After passing the mirror (13), the accumulating stream (3) is collimated by the lens (11). After reflection from the mirror (16), the accumulating stream is directed back to the multi-disc active element (1) for the second passage. The laser radiation (19) is amplified in a resonator formed by a fully reflecting mirror (17), mirrors (12,13) and a partially reflecting mirror (18) through which the laser radiation (19) is output from the resonator.
Fig.6 pavaizduotas daugiadiskinio aktyviojo elemento (1) rezonatorius su iš anizotropinės medžiagos pagamintomis aktyviosios terpės plokštelėmis (2), kurios yra žadinamos atsitiktinai poliarizuotu (nepoliarizuotu) srautu (3) krentančiu į aktyvųjį elementą (1) iš priešingų jo galų. Atsitiktinai poliarizuotas (nepoliarizuotas) srautas (3) poliarizatoriumi (20) padalinamas į du poliarizuotus pluoštus nukreipiamus veidrodžiais (21) ir (22) į aktyvųjį elementą (1) iš priešingų galų. Kaupinantis srautas (3) formuojamas objektyvais. Siekiant padidinti kaupinančiojo srauto (3) sugertį aktyviajame elemente, vieno iš kaupinančiųjų srautų poliarizacija pakeičiama, panaudojant pusės bangos ilgio λ/2 fazinę plokštelę kaupinančiam pluoštui (23). Kaupinantys srautai, praeina aktyvųjį elementą (1) po vieną kartą. Lazerinė spinduliuotė (19) yra stiprinama rezonatoriuje, kurį suformuoja pilnai atspindintis veidrodis (17), veidrodžiai (12,13) ir dalinai atspindintis veidrodis (18), pro kurį lazerinė spinduliuotė (19) yra išvedama iš rezonatoriaus.Fig. 6 shows a resonator of a multidisk active element (1) with anisotropic material active media plates (2), which are excited by a randomly polarized (non-polarized) stream (3) falling to the active element (1) at opposite ends thereof. The randomly polarized (non-polarized) stream (3) is divided by polarizer (20) into two polarized beams deflected by mirrors (21) and (22) at opposite ends of the active element (1). The accumulating flux (3) is formed by lenses. In order to increase the absorption of the accumulating flux (3) in the active element, the polarization of one of the accumulating fluxes is reversed by using a half-wavelength λ / 2 phase plate for the accumulating beam (23). The accumulating flows pass the active element (1) one at a time. The laser radiation (19) is amplified in a resonator formed by a fully reflecting mirror (17), mirrors (12,13) and a partially reflecting mirror (18) through which the laser radiation (19) is output from the resonator.
Fig.7 vaizduojamas optinis rezonatorius su daugiadiskiniu aktyviuoju elementu (1), kurio aktyviosios terpės plokštelės (2), pagamintos iš anizotropinės medžiagos, žadinamos atsitiktinai poliarizuotu (nepoliarizuotu) srautu per du kaupinančiojo srauto praėjimus. Kaupinantis srautas (3), krentantis kampu į daugiadiskinj aktyvųjį elementą (1), pirmiausia yra formuojamas objektyvu (10), kad būtų pasiektas reikiamas kaupinanČio srauto diametras ant aktyviosios terpės plokštelių (2). Optiškai suformuotas kaupinantis srautas (3) sklinda per vieną iš rezonatoriaus veidrodžių (12), kuris yra skaidrintas kaupinančiajam srautui, bet visiškai atspindi sugeneruotą lazerinę spinduliuotę (19). Kaupinantis srautas sklinda zigzago formos optiniu keliu išilgai daugiadiskinio aktyviojo elemento (1), optiškai sujungdamas visas aktyviosios terpės plokšteles, ir yra dalinai sugeriamas aktyviosios medžiagos plokštelių (2) daugiadiskinio aktyviojo elemento (1) viduje. Po pirmo praėjimo likusi kaupinančiojo srauto dalis pereina pro veidrodį (13), kuris yra skaidrintas šiam srautui, bet visiškai atspindi sugeneruotą lazerinę spinduliuotę (19). Praėjęs kaupinantis srautas (3) kolimuojamas objektyvu (11). Po to kaupinantis srautas krenta į ketvirčio bangos (λ/4) fazinę plokštelę (14), kuri pakeičia jo poliarizaciją į cirkuliarinę. Veidrodis (16) atspindi kaupinantį srautą atgal dar kartą pro λ/4 plokštelę (14), kuri dar kartą pakeičia jo poliarizaciją, taip grįžtančio kaupinanČio srauto poliarizacija tampa pasukta 90° kampu. Tokios poliarizacijos kaupinantis srautas, praeidamas daugiadiskinį aktyvųjį elementą (1) antrąjį kartą yra sugeriamas. Lazerinė spinduliuotė (19) yra stiprinama rezonatoriuje suformuotame pilnai atspindinčiais veidrodžiais (17), (12), (13) ir dalinai atspindinčio veidrodžio (18), pro kurį lazerinė spinduliuotė (19) yra išvedama iš rezonatoriaus.Fig. 7 shows an optical resonator with a multi-disc active element (1), the active media plates (2) of which are made of anisotropic material excited by a randomly polarized (non-polarized) flow through two passes of the accumulation flow. The accumulating stream (3), inclined at an angle to the multi-disc active element (1), is first formed by a lens (10) to achieve the required diameter of the accumulating stream on the active media plates (2). The optically formed accumulating flux (3) passes through one of the resonator mirrors (12) which is opaque to the incoming flux but fully reflects the generated laser radiation (19). The accumulating stream propagates in a zigzag-shaped optical path along the multi-disc active element (1), optically coupling all of the active media plates, and is partially absorbed within the multi-disc active element (1) of the active substance plates (2). After the first pass, the remainder of the accumulating flux passes through a mirror (13) which is opaque to this flux but fully reflects the laser radiation generated (19). The past accumulating stream (3) is collimated by the lens (11). The accumulating flux then falls on a quarter-wave (λ / 4) phase plate (14) which changes its polarization to a circular one. The mirror (16) reflects the accumulating flow back again through the λ / 4 plate (14), which again reverses its polarization, so that the polarization of the return accumulating flux is rotated by 90 °. The accumulating flux of such polarization is absorbed a second time after passing the multidisk active member (1). The laser radiation (19) is amplified in a resonator formed by fully reflecting mirrors (17), (12), (13) and a partially reflecting mirror (18) through which the laser radiation (19) is output from the resonator.
Fig.8 vaizduojama aktyviojo elemento schema (1) su kaupinanČio srauto (3) geometriniais parametrais arba kaupinančiojo srauto (3) erdvinis pasiskirstymas daugiadiskinio aktyviojo elemento (1) viduje. Kaupinantis srautas (3), formuojamas objektyvais (10) ir (11), kampu krenta iš abiejų daugiadiskinio aktyviojo elemento (1) galų ir išilgai sklinda aktyviajame elemente (1) zigzago formos trajektorija, optiškai sujungdamas visas aktyviosios terpės plokšteles (2). Tuo pačiu optiniu keliu sklinda generuojama lazerinė spinduliuotė. Kaupinančiojo ir sugeneruotos lazerinės spinduliuotės srautai yra suderinti erdvėje.Fig. 8 shows a schematic diagram (1) of an active element with geometrical parameters of a cumulative flow (3) or a spatial distribution of a cumulative flow (3) inside a multidisk active element (1). The accumulating stream (3) formed by lenses (10) and (11) is inclined at both angles at both ends of the multidisk active element (1) and extends longitudinally along the active element (1) in a zigzag path, optically connecting all active media plates (2). The same optical path emits laser radiation. The fluxes of accumulating and generated laser radiation are spatially coordinated.
Fig.9 pavaizduotas skersinės sustiprintos spontaninės emisijos (SSE) slopinimas daugiadiskinio aktyviojo elemto viduje. Sklindant kaupinančiajam srautui (3) daugiadiskiniame aktyviajame elemente (1) ir sužadinant aktyviosios medžiagos plokštelėse (2) aktyviuosius diskus (4), sugeneruojama lazerinė spinduliuotė, kuri yra erdvėje suderinta su kaupinančiu srautu, bet taip pat stiprinama ir spontaninė emisija (24), sklindanti skersai aktyviosios medžiagos plokštelių (2). Sustiprinta spontaninė emisija (24) nėra pageidaujamas reiškinys, todėl šio daugiadiskinio aktyviojo elemento struktūroje (1) ji slopinama tarp aktyviosios medžiagos plokštelių įterpiant sustiprintos spontaninės emisijos sugėriklius (25), kurie neleidžia jai sklisti link kaimyninių aktyviosios medžiagios plokštelių (2), tokiu būdu neleidžiant jai toliau stiprintis.Figure 9 shows transverse amplified spontaneous emission (SSE) inhibition inside a multidisk active member. The propagation of the accumulating flux (3) in the multidisc active element (1) and excitation of the active discs (2) in the active substance plates (2) generates laser radiation which is spatially matched to the accumulating flux but also amplifies the spontaneous emission (24). across the plates of the active ingredient (2). Enhanced spontaneous emission (24) is not a desirable phenomenon and is thus suppressed in the structure (1) of this multidisc active agent by inserting enhanced spontaneous emission absorbers (25) between the active substance disks, which prevents it from propagating towards neighboring active substance discs (2). for her to grow stronger.
Fig.10 pavaizduota kita monolitinė daugiadiskinio aktyviojo elemento realizacija, kurioje daugiadiskinis aktyvusis elementas (1) pagamintas kaip monolitinė sudėtinė struktūra (26) su išilginiu sužadinimu (SPIS-sistema). Kaupinantis srautas (3) krenta iš galo kampu β į minėtos struktūros (26) ploną aktyviosios lazerio terpės sluoksį (2), ir toliau atsispindėdamas nuo struktūros vidinių paviršių zigzaginiu keliu praeina išilgai skaidrios medžiagos pagrindo (27), suformuodamas sluoksniuose (2) sužadintus diskus (4) ir kartu generuodamas lazerinę spinduliuotę, kuri erdvėje yra suderinta su kaupinančiu srautu.Fig. 10 shows another monolithic embodiment of a multidisk active element, wherein the multidisc active element (1) is manufactured as a monolithic composite structure (26) with longitudinal excitation (SPIS-system). The accumulating stream (3) falls from the rear at an angle β to a thin layer of active laser medium (2) of said structure (26), and further reflected from the inner surfaces of the structure by a zigzag path passing along the transparent substrate (27). (4) while generating laser radiation that is aligned in space with the incident flux.
Fig.13 pavaizduoto rezonatoriaus veikimo principas analogiškas aprašytajam Fig.7, tik vietoje daugiadiskinio aktyviojo elemento su atskiromis pakaitomis išdėstytomis aktyviosios medžiagos plokštelėmis, aprašyto Fig.l, yra naudojama monolitinė daugiadiskinio aktyviojo elemento struktūra, aprašyta Fig.10.The principle of operation of the resonator of Fig. 13 is analogous to that of Fig. 7, except that the monolithic structure of the multidisk active member described in Fig. 10 is used instead of the multidisk active element with discrete alternately spaced active substance plates of Fig. 1.
Fig.l4 vaizduoja skersinės sustiprintos spontaninės emisijos slopinimą monolitinės daugiadiskinio aktyviojo elemento struktūros viduje. Kaip ir Fig.9 aprašytuoju atveju, čia taip pat naudojami SSE sugėrikliai SSE sklidimui išilgai aktyviojo sluoksnio sustabdyti, vietoje kurių dar gali būti grioveliai (29) aktyviajame sluoksnyje.Fig. 14 depicts the suppression of transverse amplified spontaneous emission inside a monolithic multidisk active element structure. As in the case of Fig. 9, SSE absorbers are also used here to stop the propagation of the SSE along the active layer, which may instead be provided with grooves (29) in the active layer.
Claims (16)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| LT2009070A LT5725B (en) | 2009-09-22 | 2009-09-22 | Multiple disk longitudinal excitation active element with its pumping scheme |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| LT2009070A LT5725B (en) | 2009-09-22 | 2009-09-22 | Multiple disk longitudinal excitation active element with its pumping scheme |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| LT2009070A LT2009070A (en) | 2011-03-25 |
| LT5725B true LT5725B (en) | 2011-05-25 |
Family
ID=43778082
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| LT2009070A LT5725B (en) | 2009-09-22 | 2009-09-22 | Multiple disk longitudinal excitation active element with its pumping scheme |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| LT (1) | LT5725B (en) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6873633B2 (en) | 1999-06-14 | 2005-03-29 | Rofin-Sinar Laser Gmbh | Solid-state laser |
| US6987789B2 (en) | 2002-11-14 | 2006-01-17 | Hrl Laboratories, Llc | Multiple-disk laser system |
-
2009
- 2009-09-22 LT LT2009070A patent/LT5725B/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6873633B2 (en) | 1999-06-14 | 2005-03-29 | Rofin-Sinar Laser Gmbh | Solid-state laser |
| US6987789B2 (en) | 2002-11-14 | 2006-01-17 | Hrl Laboratories, Llc | Multiple-disk laser system |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| LT2009070A (en) | 2011-03-25 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP2475054A1 (en) | Collinearly pumped multiple thin disk active medium and its pumping scheme | |
| US6347109B1 (en) | High average power scaleable thin-disk laser | |
| EP2182598B1 (en) | Laser gain medium and laser oscillator using the same | |
| US7535633B2 (en) | Laser amplifiers with high gain and small thermal aberrations | |
| US7085304B2 (en) | Diode-pumped solid state disk laser and method for producing uniform laser gain | |
| US8947771B2 (en) | Optical amplifying device | |
| US20170358898A1 (en) | Laser apparatus and manufacturing method thereof | |
| US9640935B2 (en) | Radially polarized thin disk laser | |
| JP2007110039A (en) | Solid-state laser excitation module | |
| US6944196B2 (en) | Solid state laser amplifier | |
| US20060050756A1 (en) | Solid laser excitation module | |
| JP2004140260A (en) | Solid-state laser device | |
| LT5725B (en) | Multiple disk longitudinal excitation active element with its pumping scheme | |
| US20060285571A1 (en) | Diode-pumped, solid-state laser with chip-shaped laser medium and heat sink | |
| JP2006526283A (en) | Laser pumping method and laser apparatus | |
| JP2000077750A (en) | Solid laser | |
| US6658036B1 (en) | Lasers and amplifiers based on hybrid slab active mirrors | |
| EP1670104B1 (en) | Solid-state laser pumped module and laser oscillator | |
| EP4156423A1 (en) | High-power compact solid-state slab laser amplifier | |
| JP2006108134A (en) | Solid-state laser oscillator and method of oscillation | |
| JP2005158886A (en) | Optical amplifier, laser oscillator, and mopa laser device | |
| JP2011171406A (en) | Semiconductor laser excitation solid-state laser array device for multipoint ignition | |
| KR20230119142A (en) | laser beam amplifying device | |
| JP5007799B2 (en) | 3D disk laser | |
| JP2023554480A (en) | Device for amplifying laser beams |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM9A | Lapsed patents |
Effective date: 20150922 |