NO178515B - Lasersystem - Google Patents
Lasersystem Download PDFInfo
- Publication number
- NO178515B NO178515B NO891347A NO891347A NO178515B NO 178515 B NO178515 B NO 178515B NO 891347 A NO891347 A NO 891347A NO 891347 A NO891347 A NO 891347A NO 178515 B NO178515 B NO 178515B
- Authority
- NO
- Norway
- Prior art keywords
- frequency
- laser
- medium
- photons
- cavity
- Prior art date
Links
- 238000001069 Raman spectroscopy Methods 0.000 claims description 41
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 19
- 230000000694 effects Effects 0.000 claims description 16
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 9
- 238000002310 reflectometry Methods 0.000 claims description 7
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 5
- 230000004044 response Effects 0.000 claims description 3
- 230000000779 depleting effect Effects 0.000 claims description 2
- 230000005012 migration Effects 0.000 claims description 2
- 238000013508 migration Methods 0.000 claims description 2
- 230000003667 anti-reflective effect Effects 0.000 description 3
- 230000005499 meniscus Effects 0.000 description 3
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 2
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 description 2
- 229910000530 Gallium indium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- KXNLCSXBJCPWGL-UHFFFAOYSA-N [Ga].[As].[In] Chemical compound [Ga].[As].[In] KXNLCSXBJCPWGL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 229910052732 germanium Inorganic materials 0.000 description 1
- GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N germanium atom Chemical compound [Ge] GNPVGFCGXDBREM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000004936 stimulating effect Effects 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 1
- 229910052724 xenon Inorganic materials 0.000 description 1
- FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N xenon atom Chemical compound [Xe] FHNFHKCVQCLJFQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/30—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range using scattering effects, e.g. stimulated Brillouin or Raman effects
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
- H01S3/106—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling devices placed within the cavity
- H01S3/108—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling devices placed within the cavity using non-linear optical devices, e.g. exhibiting Brillouin or Raman scattering
- H01S3/1086—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating by controlling devices placed within the cavity using non-linear optical devices, e.g. exhibiting Brillouin or Raman scattering using scattering effects, e.g. Raman or Brillouin effect
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
- H01S3/11—Mode locking; Q-switching; Other giant-pulse techniques, e.g. cavity dumping
- H01S3/1123—Q-switching
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/05—Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
- H01S3/08—Construction or shape of optical resonators or components thereof
- H01S3/08059—Constructional details of the reflector, e.g. shape
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Lasers (AREA)
- Laser Surgery Devices (AREA)
Description
Oppfinnelsen vedrører lasersystem, omfattende:
et første lasermiddel som har et lasereffekt-frembringende medium som tilveiebringer første fotoner på en første frekvens, og et hulrom med høy Q-faktor på nevnte første frekvens, et andre lasermiddel som omfatter et Raman-medium som muliggjør andre fotoner på en andre frekvens, og et hulrom med lav Q-faktor på nevnte andre frekvens, idet nevnte Raman-medium mottar nevnte første fotoner fra nevnte lasereffekt-frembringende medium, er i alt vesentlig gjennomsiktig m.h.t. nevnte første fotoner så lenge som foton-intensiteten er under en terskel og absorberer nevnte første fotoner når foton-intensiteten overskrider terskelen og, som reaksjon på dette, gjenutstråler nevnte andre fotoner, fremgangsmåte for å spolere Q-verdien i et laserhulrom, innbefattende å tilveiebringe et lasereffekt-frembringende medium som utsender første fotoner på en første frekvens med et hulrom som har høy Q-faktor på nevnte første frekvens, og å tilveiebringe et Raman-medium som utsender andre fotoner på en andre frekvens med et hulrom som har lav Q-faktor på nevnte andre frekvens.
Som vist i fig. 1 innbefatter en typisk laser et laserfrem-bringendemedium 3 som er plassert mellom to speil 6 og 9. Avstanden 12 mellom speilene er et helt tall av halv-bølgelengder av laserfrekvensen. Dette betyr at avstanden 12 er lik N'X/2 der N er et helt tall og X er bølgelengden. Derfor danner speilene 6 og 9 et hulrom som kan understøtte stående bølger på bølgelengden X.
Q er et godhetstall som refererer seg til skarpheten av resonansen i hulrommet. En teknikk som kalles Q-svitsjing blir ofte anvendt for å oppnå korte, intense utbrudd av lys fra laserhulrommet.
Ved Q-svitsjing, vil en lukker 15 lukke og blokkere et av speilene, speilet 9 i dette tilfellet, hvorved fotoner hindres fra å bevege seg frem og tilbake mellom speilene. Den stengte lukkeren hindrer oscillasjoner ved å redusere (eller spolere) Q-verdien for hulrommet. Uten oscillasjon blir den stimulerte emisjon hindret, og økende populasjonsinversjon i laseroperasjonsmediet 3 fremmes. Når lukkeren 15 er åpnet, blir hulrommet høy-Q, og refleksjoner mellom speil 6 og 9 gjenopptas, hvorved emisjon stimuleres og det tillates en uttømming av populasjonsinversjonen. Uttømmingen er hurtig, hvilket medfører en kort, intens lyspuls.
Flere typer av lukkere kan anvendes. Elektro-optisk, magneto-optiske eller akusto-optiske modulatorer kan anvendes, samt et blekbart fargestoff som blir gjennomsiktig i nærværet av tilstrekkelige fotoner. Dessuten kan et roterende speil anvendes. Imidlertid har samtlige av disse lukkere, med unntak av fargestoffsvitsjen, tendens til å være kostbare. Med hensyn til en fargestoffsvitsj, kan visse omgivelsesmessige betingelser hindre bruken av fargestoff Q-svitsjer.
Forskere har anvendt Raman-celler med Q-svitsjing til å generere korte lyspulser. Eksempelvis omtaler R. Frey, A. deMartino og F. Pradere i "High-Efficiency Pulse Compression With Intra-Cavity Råman Oscillators", Optics Letters, Volume 8, nummer 8, side 437, august 1983, bruken av intrahulroms Raman-celler til å generere korte pulser på den første Stokes-frekvensen. I tillegg omtaler F.deRougemont, Ding Kong Xian, R. frey og F. Pradere i "High Ef f iciency Pulse Compression With Externally Pumped Intra-Cavity Råman Oscillators", Optics Letters, Volume 9, nummer 10, side 460, oktober 1984, bruken av en resonator med høy Q-verdi på den første Stokes frekvensen anvendt til å generere korte pulser på den andre Stokes frekvensen. Imidlertid, anvender alle disse forskere en konvensjonell Q-svitsj i deres apparater.
Det er et formål med den foreliggende oppfinnelse å tilveiebringe et forbedret lasersystem, særlig et system som frembringer korte lyspulser uten å anvende en konvensjonell Q-svitsj , og som kar frembringe lys på en frekvens som er forskjøvet fra laserfrekvensen. Videre tilsiktes ved oppfinnelsen å tilveiebringe forbedring av den innledningsvis nevnte fremgangsmåte.
Ifølge oppfinnelsen kjennetegnes det innledningvis nevnte lasersystem ved at nevnte andre lasermiddel er anordnet innenfor nevnte første lasermiddel.
Ifølge en utførelsesform av lasersystemet kan nevnte Raman-medium omfatter metan i gassform.
Videre kan det være fordelaktig å la lasersystemet omfatte en linse for å fokusere laserlys fra nevnte lasereffekt-frembringende medium inn i nevnte Raman-medium,
en kollimerende linse for å kollimere lys som mottas fra nevnte Raman-medium, og en reflektor for å hindre vandring av fotoner som frembringes ved stimulert Raman-spredning mot nevnte lasereffekt-frembringende medium.
Det nevnte hulrom med lav Q-faktor kan ha en reflektor med lav refleksjonsevne på nevnte første frekvens. Nevnte hulrom med høy Q-faktor og nevnte hulrom med lav Q-faktor er med fordel plassert langs en felles optisk bane.
Det er i tillegg foretrukket at lasersystemet omfatter en første reflektor som er reflekterende på nevnte første frekvens og i alt vesentlig gjennomsiktig på den andre frekvensen, og en andre reflektor som er i alt vesentlig gjennomsiktig på nevnte første frekvens og i alt vesentlig reflekterende på nevnte andre frekvens. I en særlig ut-førelsesform vil nevnte første frekvens tilsvare en bølge-lengde lik 1064 nanometer og nevnte andre frekvens tilsvarer en bølgelengde lik 1542 nanometer.
Den nevnte fokuseringslinse og/eller nevnte kollimerende linse er med fordel i alt vesentlig gjennomsiktig på begge frekvenser.
Nevnte Raman-medium kan inneholde metan på et trykk lik ca.
69 atmosfærer.
Ifølge en ennu ytterligere utførelseform av lasersystemet er nevnte første reflektor nær 100$ reflekterende på den første frekvensen og mindre enn 12$ reflekterende på den andre frekvensen, og en første overflate av nevnte lasereffekt-frembringende medium og en overflate av nevnte første reflektor danner nevnte hulrom som har høy Q-faktor.
Det nevnte Raman-medium vil absorbere nevnte laserfotoner på den første frekvensen når laserens fotonintensitet overskrider nevnte terskel, for derved i alt vesentlig å utarme fotonpopulasjonen og utsende Raman-forskjøvne fotoner på nevnte andre frekvens som passerer gjennom nevnte Raman-medium.
Det vil videre være foretrukket at de følgende elementer er plassert langs en optisk bane i den følgende sekvens: en første overflate som er reflekterende på den første frekvensen,
nevnte lasereffekt-frembringende medium,
en andre overflate som er i alt vesentlig gjennomsiktig på den første frekvensen,
et medium som er reflekterende på den andre frekvensen og i alt vesentlig gjennomsiktig på den første frekvensen,
nevnte fokuseringslinse som er i alt vesentlig gjennomsiktig på begge frekvenser,
idet nevnte Raman-celle inneholder metan på et trykk nær lik 69 atmosfærer,
et medium som er i alt vesentlig gjennomsiktig på begge frekvenser,
nevnte kollimerende linse som er i alt vesentlig gjennomsiktig på begge frekvenser,
et medium som er nær 100$ reflekterende på den første frekvensen og mindre enn 12$ på den andre frekvensen, idet nevnte første overflate og nevnte medium danner nevnte hulrom som har høy Q-faktor for nevnte lasereffekt-frembringende medium.
Ifølge oppfinnelsen kjennetegnes den innledningsvis nevnte fremgangsmåten ved å anordne nevnte hulrom som har lav Q-faktor innenfor nevnte hulrom som har høy Q-faktor, idet nevnte første fotoner dirigeres til nevnte Raman-medium som er i alt vesentlig gjennomsiktig med hensyn til nevnte første fotoner så lenge som fotonintensiteten er under en terskel og som absorberer nevnte første fotoner når fotonintensiteten overskrider terskelen, og idet nevnte andre fotoner gjenutstråles derved.
Fig. 1 viser en konvensjonell laser.
Fig. 2 og 3 viser en form av den foreliggende oppfinnelse, men i to forskjellige operasjonsfaser. Fig. 4 er en plotting over utgangsintensitet-relativt-tid ifølge oppfinnelsen. Fig. 2 og 3 illustrerer en form av oppfinnelsen. Kompo-nentene i hver figur er identiske, men forskjellige komponenter er understreket i hver for å illustrere to forskjellige operasjonsfaser ifølge oppfinnelsen.
I fig. 2 er et lasermedium 3, som er en Nd:YAG stav med diameter 4,3 millimeter og lengde 45 millimeter belagt på overflate S^ for en refleksjonsevne lik av omtrentlig 100$ og belagt på overflate S£ til å bli anti-reflekterende, idet begge belegg er effektive på 1064 nanometer. Reflektor 18 er BK7 optisk flatt stykke som er belagt på overflate S3 til å være omtrentlig 100$ reflekterende ved 1064 nanometer. Dessuten er reflektor 18 belagt slik at dens totale refleksjonsevne innbefattende de for begge overflater S3 og S4 er omtrentlig 1296 (eller mindre) på en forskjellig bølgelengde, nemlig 1542 nanometer. Betydningen av denne sistnevnte, mindre refleksjonsevne på den lengre bølgelengden vil bli forklart senere.
Den optiske avstand mellom overflate S^ og overflate S3 er 48,7 cm. Den løsning som nettopp er blitt beskrevet tilveiebringer et resonanshulrom på 1064 nanometer med overflater S^ og S3 virkende som reflektorer til å under-støtte laseroperasjon i lasermediet 3. Dette hulrom vil bli benevnt S^S3~hulrommet.
Lasermediet 3 pumpes med en xenon blinklampe under anvendelse av en LC puls utladningskrets (lampe og krets er ikke vist). Verdien av L er 25 mikrohenry og verdien av C er 25,3 mikrofarad.
Ved tenning av blinklampen, oscillerer S-j^-hulrommet på 1064 nanometer. Når intensiteten av laserlyset imidlertid når en terskel, blir et Raman-medium 20 aktivt, slik det vil bli forklart i forbindelse med fig. 3.
I den figuren vil reflektor 22, som er et BK7 optisk flatstykke belagt for refleksjonsevne lik ca. 2% ved 1064 nanometer og over 98$ ved 1542 nanometer, samvirke med reflektor 18 til å gi et hulrom med lav Q-verdi ved 1542 nanometer. En overflate på reflektor 22 er betegnet S5, slik som har lav Q-verdi nå kan benevnes S3S5-hulrommet. Som angitt ovenfor er reflektiviteten for reflektoren 18 på 1542 nanometer mindre enn 12$. Dette bevirker reflektorer 18 og 22 til å danne et lav Q-hulrom på grunn av at det meste av fotoner som treffer reflektor 18 ved 1542 nanometer ikke reflekteres, men transmitteres som vist med pil 24.
Innenfor dette hulrom med lav Q-verdi befinner det seg et Raman-medium i form av metan (CH4), i en beholder som er trykksatt ved ca. 69 atmosfærer. Det venstre vinduet 26 er en 63 millimeters brennvidde BK7 menisk-linse som er anti-reflekterende belagt ved både 1064 og 1542 nanometer. Denne menisk-linse 26 tjener til å fokusere det innkomne laserlyset i metanet som vist ved hjelp av bølger 28. Det høyre vinduet 30 er et BK7 optisk flatstykke, anti-refleksjonsbelagt på både 1064 og 1542 nanometer. En rekollimerende linse 33 er en +50 millimeters brennvidde BK7 menisk-linse anti-reflekterende belagt på både 1064 og 1542 nanometer. Denne sistnevnte linse tjener til å rekollimere fotoner som kommer ut fra Raman-cellen som vist med bølger 37.
Når intensitetsterskelen for Raman-mediet 20 nås, skjer stimulert Raman-spredning, hvilket resulterer i frembringel-sen av fotoner 40 på den første Stokes-frekvensen som er karakteristisk for Raman-mediet. I dette tilfellet er bølgelengden 1542 nanometer, beregnet som følger. Vibra-sjonsfrekvensen for metan er 2914 cm-<1>. Laserbølgelengden som er 1064 nanometer omdannes til en frekvens lik 9399 cm-<1>. Differansen mellom disse to frekvenser, nemlig, 6485 cm-<1>, tilsvarer en bølgelengde av den første Stokes-linjen på 1542 nanometer.
Figur 4 viser en eksempelvis oscilloskopopptegning av anordningens utmatning. Plottingen er over intensitet-relativt-tid for strålning på 1542 nanometer. En indium-gallium-arsenid-fotodiode-detektor, sammen med et lagrings-oscilloskop som har en 400 megaherz båndbredde ble anvendt til å registrere pulsene. Den gjennomsnitlig utmatede energi ble målt til å være ca. 2 millijoule, under anvendelse av en germanium-fotodiode-detektor.
Flere viktige aspekter ved oppfinnelsen vil nå bli omtalt.
1. Oppfinnelsen tilveiebringer lyspulser med høy-intensitets uten bruk av konvensjonell Q-svitsjing. En energi lik ca. to millijoule ble angitt ovenfor og pulsvarigheten er omtrentlig
3,5 nanosekunder, som vist i fig.4. Dessuten er utmatningen på en bølgelengde (1542 nanometer) som er forskjøvet fra den primære laserbølgelengden (1064 nanometer). 2. Enkeltpulser ble oppnådd som reaksjon på enkeltblink fra blinklampen, og som beskrevet i forbindelse med fig. 4. Oppfinnerne anser at det er mulig å oppnå et tog av pulser ved å la en kontinuerlig-bølge (CW) laser erstatte laseren 3 i fig. 3 og 4. I dette tilfelle, når den stimulerte Raman-terskelen nås, vil Raman-mediet 20 hurtig uttømme laserfotonpopulasjonen, og vil utstråle på Stokes-frekvensen. Etter dette vil en tidslengde behøves for å gjenvinne laserfotonpopulasjonen til Raman-terskelen ved hvilket tidspunkt absorpsjon igjen vil opptre, hvilket frembringer et kontinuerlig tog av pulser på den første Stokes-frekvensen. 3. Oppfinnelsen, i i det minste ett aspekt, operere på en fundamentalt forskjellig måte i forhold til konvensjonelle Q-svitsjede lasere. For å forklare denne forskjell, vil Q-svitsjing bli forklart på en meget forenklet måte.
Ved Q-svitsjing opptrer energilagring i form. av en populasjonsinversjon av elektroner. Det betyr at elektroner fremmes til ett (eller flere) høyere energinivåer. Stimulert emisjon opptrer så når hulrommet svitsjes til høy Q-verdi. Imidlertid er det klart at en tilstrekkelig populasjonsinversjon må eksistere ved tidspunktet for Q-svitsjing. Således må takten av spontan overgang, eller svinnet av elektronene være lav nok til at et tilstrekkelig antall forblir i høyenergitilstanden ved tidspunktet for Q-svitsj ing.
I den foreliggende oppfinnelse opptrer stimulert Råman spredning når laser foton populasjonen (ikke populasjonen av fremmete elektroner i lasermediet) overskrider Raman-terskelen. Derfor kan laserfrembringende media anvendes som har en hurtigere spontan avtagningstakt enn nevnte ND:YAG som er beskrevet ovenfor. Mekanismen som opprettholder en populasjonsinversjon inntil stimulert emisjon opptrer, er ikke dominant i oppfinnelsen, slik den er i Q-svitsjing.
Sett på en annen måte, i Q-svitsjing, oppnås laserutmatning når Q-verdien for hulrommet er høy. I den foreliggende oppfinnelse oppnås utmatning når Q-verdien for Sj^-hulrommet er lav.
En oppfinnelse er blitt beskrevet i hvilken et hulrom med høy Q-verdi (S1S3 hulrommet) inneholder et hulrom med lav Q-verdi (S3S5 hulrommet). Hulrommet med høy Q-verdi avstemmes til én bølgelengde, 1064 nanometer, mens lav Q-hulrommet avstemmes til en lengre bølgelengde, 1542 nanometer. Et Raman-medium befinner seg innenfor nevnte hulrom som har lav Q-verdi. En laser befinner seg innenfor hulrommet som har høy Q-verdi, og laseren, hulrommet med høy Q-verdi og hulrommetmved lav Q-verdi deler alle en felles optisk bane.
Når laseren pumpes bevirker hulrommet med høy Q-verdi laserens fotonpopulasjonen til å øke. Under denne økning,"er Raman-mediet effektivt gjennomsiktig for laserfotonpopulasjonen. Når fotonpopulasjonen imidlertid når en terskel, absorberer Raman-mediet laserfotoner og gjenutsender disse på en forskjøvet frekvens i henhold til den stimulerte Raman-effekten. Absorbsjonen ved hjelp av Raman-mediet spolerer Q-verdien for (S1S3) hulrommet som har høy Q-verdi.
Tallrike erstatninger og modifikasjoner kan gjennomføres uten å avvike fra den foreliggende oppfinnelses sanne idé og omfang som angitt i de etterfølgende patentkrav.
Claims (13)
1.
Lasersystem, omfattende: et første lasermiddel (3, S1S3) som har et lasereffekt-frembringende medium (3) som tilveiebringer første fotoner på en første frekvens, og et hulrom (S^ S3) med høy Q-faktor på nevnte første frekvens, et andre lasermiddel (20, S5 S3) som omfatter et Raman-medium (20) som muliggjør andre fotoner på en andre frekvens, og et hulrom (S5 S3) med lav Q-faktor på nevnte andre frekvens, idet nevnte Raman-medium mottar nevnte første fotoner fra nevnte lasereffekt-frembringende medium (3), er i alt vesentlig gjennomsiktig m.h.t. nevnte første fotoner så lenge som foton-intensiteten er under en terskel og absorberer nevnte første fotoner når foton-intensiteten overskrider terskelen og, som reaksjon på dette, gjenutstråler nevnte andre fotoner,karakterisert ved at nevnte andre lasermiddel (20, S5S3) er anordnet innenfor nevnte første lasermiddel (3, S1S3).
2.
Lasersystem som angitt i krav 1, karakterisert ved at nevnte Raman-medium (20) omfatter metan i gassform.
3.
Lasersystem som angitt i krav 1 eller 2, karakterisert ved dessuten å omfatte
en linse (26) for å fokusere laserlys (28) fra nevnte lasereffekt-frembringende medium (3) inn i nevnte Raman-medium (20),
en kollimerende linse (33) for å kollimere lys som mottas fra nevnte Raman-medium (20), og
en reflektor (22) for å hindre vandring av fotoner som frembringes ved stimulert Raman-spredning mot nevnte laser-ef f ekt-frembringende medium (3).
4.
Lasersystem som angitt i ett av de foregående krav, karakterisert ved at nevnte hulrom (S5S3) med lav Q-faktor har en reflektor (22) med lav refleksjonsevne på nevnte første frekvens.
5.
Lasersystem som angitt i ett av de foregående krav, karakterisert ved at nevnte hulrom med høy Q-faktor (S^Sq) og nevnte hulrom (S5S3) med lav Q-faktor er plassert langs en felles optisk bane.
6.
Lasersystem som angitt i ett av de foregående krav, karakterisert ved at det omfatter en første reflektor (18) som er reflekterende på nevnte første frekvens og i alt vesentlig gjennomsiktig på den andre frekvensen, og en andre reflektor (22) som er i alt vesentlig gjennomsiktig på nevnte første frekvens og i alt vesentlig reflekterende på nevnte andre frekvens.
7.
Lasersystem som angitt i ett av de foregående krav, karakterisert ved at nevnte første frekvens tilsvarer en bølgelengde lik 1064 nanometer og nevnte andre frekvens tilsvarer en bølgelengde lik 1542 nanometer.
8.
Lasersystem som angitt i ett av kravene 3-7, karakterisert ved at nevnte fokuseringslinse (26) og/eller nevnte kollimerende linse (33) er i alt vesentlig gjennomsiktig på begge frekvenser.
9.
Lasersystem som angitt i ett av de foregående krav, karakterisert ved nevnte Raman-medium (20) inneholder metan på et trykk lik ca. 69 atmosfærer.
10.
Lasersystem som angitt i ett av kravene 6-9, karakterisert ved at nevnte første reflektor (18) er nær 100$ reflekterende på den første frekvensen og mindre enn 12% reflekterende på den andre frekvensen, og at en første overflate (S^) av nevnte lasereffekt-frembringende medium (3) og en overflate (S3) av nevnte første reflektor (18) danner nevnte hulrom (S1S3) som har høy Q-faktor.
11.
Lasersystem som angitt i ett av de foregående krav, karakterisert ved at nevnte Raman-medium (20) absorberer nevnte laserfotoner på den første frekvensen når laserens fotonintensitet overskrider nevnte terskel, for derved i alt vesentlig å utarme fotonpopulasjonen og utsende Raman-forskjøvne fotoner på nevnte andre frekvens som passerer gjennom nevnte Raman-medium (20).
12.
Lasersystem som angitt i ett av de foregående krav, karakterisert ved de følgende elementer plassert langs en optisk bane i den følgende sekvens: en første overflate (S^) som er reflekterende på den første frekvensen, nevnte lasereffekt-frembringende medium (3), en andre overflate (S2) som er i alt vesentlig gjennomsiktig på den første frekvensen, et medium (22) som er reflekterende på den andre frekvensen og i alt vesentlig gjennomsiktig på den første frekvensen, nevnte fokuseringslinse (26) som er i alt vesentlig gjennomsiktig på begge frekvenser, idet nevnte Raman-celle (20) inneholder metan på et trykk nær lik 69 atmosfærer, et medium (30) som er i alt vesentlig gjennomsiktig på begge frekvenser, nevnte kollimerende linse (33) som er i alt vesentlig gjennomsiktig på begge frekvenser, et medium (18) som er nær 100$ reflekterende på den første frekvensen og mindre enn 12% på den andre frekvensen, idet nevnte første overflate (S^) og nevnte medium (18) danner nevnte hulrom (S1S3) som har høy Q-faktor for nevnte lasereffekt-frembringende medium (3).
13.
Fremgangsmåte for å spolere Q-verdien i et laserhulrom, innbefattende å tilveiebringe et lasereffekt-frembringende medium (3) som utsender første fotoner på en første frekvens med et hulrom (S1S3) som har høy Q-faktor på nevnte første frekvens, og å tilveiebringe et Raman-medium (20) som utsender andre fotoner på en andre frekvens med et hulrom (S5S3) som har lav Q-faktor på nevnte andre frekvens, karakterisert ved å anordne nevnte hulrom (S5S3) som har lav Q-faktor innenfor nevnte hulrom (S1S3) som har høy Q-faktor, idet nevnte første fotoner dirigeres til nevnte Raman-medium (20) som er i alt vesentlig gjennomsiktig med hensyn til nevnte første fotoner så lenge som foton-intensiteten er under en terskel og som absorberer nevnte første fotoner når fotonintensiteten overskrider terskelen, og idet nevnte andre fotoner gjenutstråles derved.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US07/083,342 US4868833A (en) | 1987-08-10 | 1987-08-10 | Raman cavity dump laser |
| PCT/US1988/002246 WO1989001715A1 (en) | 1987-08-10 | 1988-07-05 | Raman cavity dump laser |
Publications (4)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| NO891347L NO891347L (no) | 1989-03-30 |
| NO891347D0 NO891347D0 (no) | 1989-03-30 |
| NO178515B true NO178515B (no) | 1996-01-02 |
| NO178515C NO178515C (no) | 1996-04-10 |
Family
ID=22177703
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| NO891347A NO178515C (no) | 1987-08-10 | 1989-03-30 | Lasersystem |
Country Status (12)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4868833A (no) |
| EP (1) | EP0325640B2 (no) |
| JP (1) | JPH02500943A (no) |
| KR (1) | KR920009707B1 (no) |
| DE (1) | DE3886915T3 (no) |
| EG (1) | EG18675A (no) |
| ES (1) | ES2008560A6 (no) |
| GR (1) | GR1001114B (no) |
| IL (1) | IL87074A (no) |
| NO (1) | NO178515C (no) |
| TR (1) | TR26676A (no) |
| WO (1) | WO1989001715A1 (no) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4987644A (en) * | 1990-04-10 | 1991-01-29 | Fletcher Seafoods, Ltd. | Shell cutting method for processing shrimp |
| DE4111835A1 (de) * | 1991-04-11 | 1992-10-15 | Eltro Gmbh | Ramanlaser |
| JPH04349684A (ja) * | 1991-05-27 | 1992-12-04 | Pioneer Electron Corp | 光パルス発生装置 |
| WO1993026067A1 (en) * | 1992-06-17 | 1993-12-23 | The Commonwealth Of Australia | Raman device |
| US5315603A (en) * | 1993-01-11 | 1994-05-24 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force | Backscatter absorption for laser diodes |
| KR970005166B1 (ko) * | 1993-04-24 | 1997-04-12 | 국방과학연구소 | 유도 브릴루인 산란을 이용한 라만 레이저 발진 방법 및 그 장치 |
| DE4423308A1 (de) * | 1994-07-02 | 1996-01-04 | Zeiss Carl Fa | Intracavity-Raman-Laser |
| US5761224A (en) * | 1996-04-04 | 1998-06-02 | Her Majesty The Queen As Represented By The Minister Of National Defence Of Her Majesty's Canadian Government | Miniature stimulated raman shifting cell |
| JP2002031823A (ja) * | 2000-07-14 | 2002-01-31 | Japan Atom Energy Res Inst | 高出力短パルスレーザー光の発生システム |
| KR20020054505A (ko) * | 2000-12-28 | 2002-07-08 | 박태진 | 라만 레이저 장치의 변환체 |
Family Cites Families (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3668420A (en) * | 1970-09-25 | 1972-06-06 | Ibm | 1.5 micron raman laser |
| US3743964A (en) * | 1972-03-20 | 1973-07-03 | Ibm | Q-switching saturable absorber dye for a laser |
| US3764937A (en) * | 1972-04-26 | 1973-10-09 | United Aircraft Corp | Frequency controlled, passively q-switch laser |
| US4048516A (en) * | 1976-12-02 | 1977-09-13 | Gte Sylvania Incorporated | Laser apparatus for producing stimulated Raman scattering |
| US4327337A (en) * | 1980-01-03 | 1982-04-27 | General Electric Company | Intracavity raman frequency conversion in a high power laser |
| DE3114815C2 (de) * | 1981-04-11 | 1983-05-11 | Eltro GmbH, Gesellschaft für Strahlungstechnik, 6900 Heidelberg | Laservorrichtung |
| US4523315A (en) * | 1982-04-09 | 1985-06-11 | At&T Bell Laboratories | Raman gain medium |
| US4464758A (en) * | 1982-04-16 | 1984-08-07 | United Technologies Corporation | Passively-Q-switched dual laser |
| US4538274A (en) * | 1983-01-04 | 1985-08-27 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Q-Switched Raman laser system |
| FR2542104B1 (fr) * | 1983-03-04 | 1986-04-18 | Centre Nat Rech Scient | Procede et dispositif de creation d'impulsions lumineuses breves |
| US4599725A (en) * | 1983-03-08 | 1986-07-08 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Raman laser with controllable suppression of parasitics |
| US4633103A (en) * | 1983-05-04 | 1986-12-30 | Avco Everett Research Laboratory, Inc. | Two cell stimulated Raman scattering frequency conversion laser |
| US4570081A (en) * | 1983-06-27 | 1986-02-11 | Westinghouse Electric Corp. | Isolated pump in a double pass pump Raman oscillator and optimum conversion of pump energy in a Raman oscillator and amplifier |
| US4618783A (en) * | 1983-10-06 | 1986-10-21 | Centre National De La Rechereche Scientifique | Production of short light pulses by time compression |
| US4575645A (en) * | 1984-08-09 | 1986-03-11 | Northrop Corporation | Compact Raman oscillator-amplifier optical system |
| KR900000025B1 (ko) * | 1984-11-01 | 1990-01-18 | 휴우즈 에어크라프트 캄파니 | 단일 반사경 장착 라만 레이저 |
| JPS61222289A (ja) * | 1985-03-28 | 1986-10-02 | Tokyo Gas Co Ltd | レ−ザ装置 |
| US4717842A (en) * | 1986-01-23 | 1988-01-05 | Northrop Corporation | Mode-matched laser/raman coupled unstabled resonators |
| US4751714A (en) * | 1987-01-12 | 1988-06-14 | General Electric Company | Laser system with improved gaseous raman scattering cell |
-
1987
- 1987-08-10 US US07/083,342 patent/US4868833A/en not_active Expired - Lifetime
-
1988
- 1988-07-05 KR KR1019890700611A patent/KR920009707B1/ko not_active IP Right Cessation
- 1988-07-05 EP EP88906814A patent/EP0325640B2/en not_active Expired - Lifetime
- 1988-07-05 JP JP63506819A patent/JPH02500943A/ja active Pending
- 1988-07-05 DE DE3886915T patent/DE3886915T3/de not_active Expired - Lifetime
- 1988-07-05 WO PCT/US1988/002246 patent/WO1989001715A1/en active IP Right Grant
- 1988-07-11 IL IL87074A patent/IL87074A/xx not_active IP Right Cessation
- 1988-07-18 TR TR88/0564A patent/TR26676A/xx unknown
- 1988-07-22 GR GR880100480A patent/GR1001114B/el unknown
- 1988-08-09 ES ES8802490A patent/ES2008560A6/es not_active Expired
- 1988-08-09 EG EG43288A patent/EG18675A/xx active
-
1989
- 1989-03-30 NO NO891347A patent/NO178515C/no not_active IP Right Cessation
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3886915T3 (de) | 1997-05-15 |
| NO891347L (no) | 1989-03-30 |
| NO891347D0 (no) | 1989-03-30 |
| IL87074A0 (en) | 1988-12-30 |
| DE3886915T2 (de) | 1994-06-09 |
| EP0325640B1 (en) | 1994-01-05 |
| DE3886915D1 (de) | 1994-02-17 |
| WO1989001715A1 (en) | 1989-02-23 |
| IL87074A (en) | 1993-01-31 |
| GR880100480A (en) | 1989-05-25 |
| KR920009707B1 (ko) | 1992-10-22 |
| TR26676A (tr) | 1994-07-05 |
| EP0325640B2 (en) | 1997-01-15 |
| NO178515C (no) | 1996-04-10 |
| EG18675A (en) | 1994-09-29 |
| US4868833A (en) | 1989-09-19 |
| ES2008560A6 (es) | 1989-07-16 |
| GR1001114B (el) | 1993-04-28 |
| JPH02500943A (ja) | 1990-03-29 |
| KR890702305A (ko) | 1989-12-23 |
| EP0325640A1 (en) | 1989-08-02 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN107046222B (zh) | 一种实现相近双波长输出的内腔光学参量振荡器 | |
| US3668420A (en) | 1.5 micron raman laser | |
| NO178515B (no) | Lasersystem | |
| Schellhorn et al. | High-Efficient Resonantly Pumped Q-Switched Ho: LLF MOPA System | |
| Arashi et al. | Solar-pumped laser and its second harmonic generation | |
| Pinto et al. | Frequency tripling of a Q-switched Cr: LiSAF laser to the UV region | |
| Grigoryan et al. | Synchronously pumped picosecond Raman laser utilizing an LiIO3 crystal | |
| CA2195597C (en) | Diode-pumped laser system using uranium-doped q-switch | |
| Miao et al. | Small-scale high-repetition-rate passively Q-switched intracavity OPO at 1.57 μm | |
| Kato | Efficient ultraviolet generation of 2073-2174 Å in KB 5 O 8/4H 2 O | |
| Diettrich et al. | Efficient, kHz repetition rate, gain-switched Cr: forsterite laser | |
| US3628044A (en) | Second harmonic laser | |
| Miao et al. | Highly stable and efficient KTP-based intracavity optical parametric oscillator with a diode-pumped passively Q-switched laser | |
| Kubeček et al. | Picosecond and Femtosecond Operation of a Diode-Pumped Nd, Gd: SrF 2 Laser | |
| US20210167570A1 (en) | Q-switched laser system | |
| Jones II et al. | Fluorescence and lasing properties of benzo-fused pyrromethene dyes in polymethyl methacrylate solid host media | |
| Stolzenburg et al. | Cavity-dumped intracavity-frequency-doubled Yb: YAG thin disk laser at 100 kHz repetition rate | |
| Heumann et al. | Intracavity frequency-doubled Yb, Er: LiYF4 upconversion-pumped laser at 617 nm | |
| Kisel et al. | Passively Q-switched Tm: KYW laser with Cr: ZnSe saturable absorber | |
| Zhang et al. | Constant pulse duration electro-optically cavity-dumped Ho: YAG laser | |
| Yu et al. | Passively Q-switched Tm: BaY2F8 lasers | |
| Basiev et al. | Picosecond laser with active mode locking and calcium lithium niobium gallium disordered Nd3+-activated garnet | |
| Graf et al. | Side-pumped multiwatt Nd: YVO4 laser mode-locked by a semiconductor saturable Bragg reflector | |
| Bass et al. | Q-switched, intracavity doubled Nd: YAG laser side-pumped by a laser diode array | |
| Miao et al. | Compact eye-safe intracavity optical parametric oscillator with efficient pulse shortening |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MK1K | Patent expired |