RU164950U1 - Перестраиваемый твердотельный лазер среднего ик-диапазона с продольной накачкой диодной линейкой - Google Patents
Перестраиваемый твердотельный лазер среднего ик-диапазона с продольной накачкой диодной линейкой Download PDFInfo
- Publication number
- RU164950U1 RU164950U1 RU2016108142/28U RU2016108142U RU164950U1 RU 164950 U1 RU164950 U1 RU 164950U1 RU 2016108142/28 U RU2016108142/28 U RU 2016108142/28U RU 2016108142 U RU2016108142 U RU 2016108142U RU 164950 U1 RU164950 U1 RU 164950U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- laser
- resonator
- solid
- fiber
- housing
- Prior art date
Links
- 238000005086 pumping Methods 0.000 title claims abstract description 7
- 239000007787 solid Substances 0.000 title claims abstract description 6
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 27
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims abstract description 15
- 238000010926 purge Methods 0.000 claims abstract description 11
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 8
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 claims abstract description 7
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims abstract description 7
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 6
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 6
- UHYPYGJEEGLRJD-UHFFFAOYSA-N cadmium(2+);selenium(2-) Chemical compound [Se-2].[Cd+2] UHYPYGJEEGLRJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- 150000004770 chalcogenides Chemical class 0.000 claims abstract description 3
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 3
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 claims abstract description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims abstract description 3
- SBIBMFFZSBJNJF-UHFFFAOYSA-N selenium;zinc Chemical compound [Se]=[Zn] SBIBMFFZSBJNJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 3
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 claims abstract description 3
- 238000004476 mid-IR spectroscopy Methods 0.000 description 6
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 6
- 206010011878 Deafness Diseases 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 description 2
- WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L calcium difluoride Chemical compound [F-].[F-].[Ca+2] WUKWITHWXAAZEY-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910001634 calcium fluoride Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Lasers (AREA)
Abstract
1. Перестраиваемый твердотельный лазер среднего ИК-диапазона с продольной накачкой, состоящий из источника накачки; резонатора, состоящего из глухого плоского зеркала, промежуточного сферического зеркала, диспергирующего элемента и поворотного выходного плоского зеркала; и твердотельного активного элемента, установленного вдоль оптической оси резонатора; при этом в качестве источника накачки использована линейка лазерных диодов с возможностью передачи своего излучения в резонатор через фокусирующую волоконно-оптическую систему; в качестве фокусирующей волоконно-оптической системы использована последовательная цепь из волоконного световода, коллиматора и фокусирующей линзы, отличающийся тем, что лазер помещен в корпус с возможностью вытеснения атмосферного воздуха из корпуса за счет продувки буферным газом, не имеющим поглощения в спектральной области генерации лазера.2. Лазер по п. 1, отличающийся тем, что буферным газом является аргон или азот.3. Лазер по п. 1, отличающийся тем, что в качестве твердотельного активного элемента резонатора использованы кристаллы халькогенидов, легированных ионами Cr, в частности кристалл Cr:CdSe или другие соединения: Cr:ZnS, Cr:ZnSe, Cr:CdMnTe, Cr:CdS.
Description
Область техники
Полезная модель относится к лазерной технике, а именно к устройствам перестраиваемых лазеров среднего инфракрасного (ИК) диапазона с продольной накачкой твердотельного активного элемента лазерными диодами. Такие твердотельные лазеры могут быть использованы для спектроскопии в среднем ИК-диапазоне, для разработки оптических параметрических генераторов, для создания оптических стандартов частоты на холодных молекулах и др.
Уровень техники
Известны лазерные источники излучения в среднем ИК-диапазоне - лазеры с накачкой активного элемента лазерными диодами, работающие в непрерывном и импульсном режимах. При этом часть излучения таких лазерных источников поглощается газовыми смесями, присутствующими в атмосфере воздуха. Вследствие этого происходит заметное уменьшение выходной мощности таких систем, их коэффициента полезного действия и происходит ухудшение спектра выходного излучения, в котором наблюдаются провалы, соответствующие линиям поглощения газовых смесей.
Известно множество устройств, предназначенных для получения лазерной генерации в среднем ИК-диапазоне спектра. Наиболее близким аналогом (прототипом) предлагаемого устройства можно признать перестраиваемый твердотельный лазер среднего ИК-диапазона с продольной накачкой диодной линейкой, описанный в авторской публикации V A Lazarev, М К Tarabrin, A A Kovtun, V Е Karasik, А N Kireev, V I Kozlovsky, Yu V Korostelin, Yu P Podmar'kov, M P Frolov and M A Gubin «Continuous-wave broadly tunable diode laser array-pumped mid-infrared Cr2+:CdSe laser» (Laser Physics Letters, 12, 125003, 2015, дата публикации: 18.11.2015, Интернет-адрес: http://iopscience.iop.org/article/10.1088/1612-2011/12/12/125003), который является твердотельным лазером среднего ИК-диапазона с продольной накачкой и состоит из источника накачки; резонатора, состоящего из глухого плоского зеркала, промежуточного сферического зеркала, диспергирующего элемента и выходного плоского зеркала; и твердотельного активного элемента, установленного вдоль оптической оси резонатора; в качестве источника накачки использована линейка лазерных диодов с возможностью передачи своего излучения в резонатор через фокусирующую волоконно-оптическую систему. В качестве фокусирующей волоконно-оптической системы использована последовательная цепь из волоконного световода, коллиматора и фокусирующей линзы. Резонатор собран по трехзеркальной схеме с глухим плоским зеркалом, промежуточным сферическим зеркалом и поворотным выходным плоским зеркалом. С помощью продольной накачки линейкой лазерных диодов на длине волны 1,94 мкм получена выходная мощность 280 мВт на центральной длине волны 2,6 мкм с КПД по падающей мощности 12%. С помощью внутрирезонаторной призмы из фторида кальция, установленной под углом Брюстера, получена перестройка Cr:CdSe лазера в диапазоне от 2,45 до 3,06 мкм длин волн излучения с разрешением 10 нм и выходной мощностью излучения до 50 мВт (см. график спектра выходной мощности излучения лазерной системы без продувки на фиг. 2).
Однако в прототипе из-за наличия сильных линий поглощения компонентов атмосферного воздуха в диапазоне генерации излучения происходит уменьшение выходной мощности лазерного излучения и в спектре его излучения наблюдаются провалы, связанные с линиями поглощения газов, находящихся в атмосферном воздухе.
Раскрытие полезной модели
Технический результат, на достижение которого направлена предлагаемая полезная модель, заключается в сравнительном увеличении выходной мощности лазерного излучения, а также создании более равномерного плавного спектра выходной мощности излучения.
Указанный технический результат достигается тем, что перестраиваемый твердотельный лазер среднего ИК-диапазона с продольной накачкой состоит из источника накачки; резонатора, состоящего из глухого плоского зеркала, промежуточного сферического зеркала, диспергирующего элемента и поворотного выходного плоского зеркала; и твердотельного активного элемента, установленного вдоль оптической оси резонатора. В качестве источника накачки использована линейка лазерных диодов с возможностью передачи своего излучения в резонатор через фокусирующую волоконно-оптическую систему; в качестве фокусирующей волоконно-оптической системы использована последовательная цепь из волоконного световода, коллиматора и фокусирующей линзы. При этом лазерное устройство помещено в корпус с возможностью вытеснения атмосферного воздуха из корпуса за счет продувки буферным газом, не имеющим поглощения в спектральной области генерации лазера. Буферным газом может быть аргон или азот. В качестве твердотельного активного элемента резонатора использованы кристаллы халькогенидов, легированных ионами Cr2+, в частности кристалл Cr2+:CdSe, или другие соединения: Cr2+:ZnS, Cr2+:ZnSe, Cr2+:Cd0,55Mn0,45Te, Cr2+:CdS.
Перечень фигур
На фиг. 1 изображена структура взаимосвязей элементов устройства предлагаемого твердотельного лазера среднего ИК-диапазона;
на фиг. 2. - графики зависимости выходной мощности лазерного излучения от перестраиваемой длины волны в случае прототипа без продувки и в предлагаемом устройстве с продувкой корпуса буферным газом.
Осуществление полезной модели
На фиг. 1 изображены: 1 - источник накачки в виде линейки лазерных диодов, 2 - коллиматор, 3 - фокусирующий элемент, 4 - глухое плоское зеркало, 5 - твердотельный активный элемент, 6 - сферическое зеркало, 7 - диспергирующий элемент, 8 - поворотное выходное плоское зеркало, 9 - корпус, 10 - насос для закачки буферного газа в корпус, 11 - отверстие для выхода газов из корпуса.
Все элементы лазерного устройства размещены в едином общем корпусе 9, вытеснение атмосферного воздуха из которого осуществляют с помощью подачи буферного газа насосом 10, который вытесняет атмосферный воздух через выходное отверстие 11.
Предлагаемое устройство работает следующим образом. Излучение от источника накачки 1 - линейки лазерных диодов, проходя через волокно, попадает в коллиматор 2, фокусируется на твердотельном активном элементе 5 с помощью фокусирующего элемента 3 через глухое плоское зеркало 4, далее излучение генерации отражается от сферического зеркала 6, проходит через диспергирующий элемент 7 и после прохождения выходного зеркала 8 формирует выходное излучение твердотельного лазера. Перестройка длины волны выходного лазерного излучения осуществляется с помощью поворота выходного плоского зеркала 8. Диспергирующий элемент - это обобщающий термин, в частном случае - это могут быть призма или дифракционная решетка. Он нужен для внесения угловой дисперсии (лучи разных длин волн излучения будут выходить из него под разными углами). Для осуществления генерации волны нужной длины на выходе лазерного устройства необходимо повернуть выходное зеркало 8 так, чтобы оно стало перпендикулярно направлению распространения этой длины волны излучения после диспергирующего элемента 7.
Графики зависимостей выходной мощности лазерного излучения от длины волны в случае авторского прототипа без продувки и в предлагаемой полезной модели с продувкой корпуса лазерной системы буферным газом показаны на фиг. 2, причем график меньшей мощности (сплошная линия) соответствует работе прототипной системы без продувки, а график большей мощности (пунктирная линия) - с предлагаемой продувкой.
В результате авторских экспериментальных исследований установлено, что при использовании продувки лазерной системы устройства в едином корпусе с помощью буферного газа происходит увеличение выходной мощности до 2 раз (или в абсолютных значениях дополнительно до 50 мВт) по сравнению с результатами работы прототипной лазерной системы, и при этом из спектра выходной мощности излучения практически исчезли провалы (пунктирная линия на фиг. 2), обусловленные линиями поглощения компонентов атмосферного воздуха.
Таким образом, предлагаемое лазерное устройство может быть использовано в качестве умощненного источника лазерного излучения с более равномерным плавным спектром выходной мощности излучения и с плавной перестройкой длины волны излучения для задач спектроскопии в среднем ИК-диапазоне, разработки оптических параметрических генераторов, создания оптических стандартов частоты на холодных молекулах и др.
Claims (3)
1. Перестраиваемый твердотельный лазер среднего ИК-диапазона с продольной накачкой, состоящий из источника накачки; резонатора, состоящего из глухого плоского зеркала, промежуточного сферического зеркала, диспергирующего элемента и поворотного выходного плоского зеркала; и твердотельного активного элемента, установленного вдоль оптической оси резонатора; при этом в качестве источника накачки использована линейка лазерных диодов с возможностью передачи своего излучения в резонатор через фокусирующую волоконно-оптическую систему; в качестве фокусирующей волоконно-оптической системы использована последовательная цепь из волоконного световода, коллиматора и фокусирующей линзы, отличающийся тем, что лазер помещен в корпус с возможностью вытеснения атмосферного воздуха из корпуса за счет продувки буферным газом, не имеющим поглощения в спектральной области генерации лазера.
2. Лазер по п. 1, отличающийся тем, что буферным газом является аргон или азот.
3. Лазер по п. 1, отличающийся тем, что в качестве твердотельного активного элемента резонатора использованы кристаллы халькогенидов, легированных ионами Cr2+, в частности кристалл Cr2+:CdSe или другие соединения: Cr2+:ZnS, Cr2+:ZnSe, Cr2+:Cd0,55Mn0,45Te, Cr2+:CdS.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016108142/28U RU164950U1 (ru) | 2016-03-09 | 2016-03-09 | Перестраиваемый твердотельный лазер среднего ик-диапазона с продольной накачкой диодной линейкой |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2016108142/28U RU164950U1 (ru) | 2016-03-09 | 2016-03-09 | Перестраиваемый твердотельный лазер среднего ик-диапазона с продольной накачкой диодной линейкой |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU164950U1 true RU164950U1 (ru) | 2016-09-27 |
Family
ID=57018666
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2016108142/28U RU164950U1 (ru) | 2016-03-09 | 2016-03-09 | Перестраиваемый твердотельный лазер среднего ик-диапазона с продольной накачкой диодной линейкой |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU164950U1 (ru) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU211262U1 (ru) * | 2020-09-10 | 2022-05-27 | Открытое Акционерное Общество "Пеленг" | Лазерный излучатель с продольной накачкой |
-
2016
- 2016-03-09 RU RU2016108142/28U patent/RU164950U1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU211262U1 (ru) * | 2020-09-10 | 2022-05-27 | Открытое Акционерное Общество "Пеленг" | Лазерный излучатель с продольной накачкой |
| RU221839U1 (ru) * | 2022-06-07 | 2023-11-27 | Михаил Константинович Тарабрин | Перестраиваемый интерференционно-поляризационным фильтром твердотельный лазер среднего ик-диапазона с продольной накачкой волоконным лазером |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US8094368B2 (en) | Optical parametric oscillator | |
| EP3096183B1 (en) | Quasi-incoherent broadband pumped, tunable, narrow linewidth light source | |
| Lin et al. | Simultaneous dual-wavelength lasing at 1047 and 1053 nm and wavelength tuning to 1072 nm in a diode-pumped a-cut Nd: LiYF4 laser | |
| CN113725703A (zh) | 一种波长连续可调谐拉曼激光振荡器 | |
| CN113078536A (zh) | 一种侧向泵浦Nd:MgO:PPLN中红外激光器及其双棱镜波长控制方法 | |
| CN111226169A (zh) | 具有宽带输出的可调谐光源 | |
| Šulc et al. | Diode pumped tunable lasers based on Tm: CaF2 and Tm: Ho: CaF2 ceramics | |
| WO2015103667A1 (en) | A method and a system for converting an input light into an output light beam | |
| KR102544583B1 (ko) | 다중 모드 공진 광 파라메트릭 발진기 기술에 기초하여 출력된 다중 세로 모드 연속파를 가진 광원 | |
| RU164950U1 (ru) | Перестраиваемый твердотельный лазер среднего ик-диапазона с продольной накачкой диодной линейкой | |
| US9170470B1 (en) | Non-planer, image rotating optical parametric oscillator | |
| CN103762489A (zh) | 波长连续可调谐激光装置 | |
| Kwiatkowski | Highly efficient high power CW and Q-switched Ho: YLF laser | |
| Pomeranz et al. | Tm: YAlO3 laser pumped ZGP mid-IR source | |
| CN103762488B (zh) | 高功率窄线宽可调谐激光器 | |
| USH2122H1 (en) | Diode pumped optical parametric oscillator | |
| Yu et al. | Development of a single-resonant optical parametric oscillator with tunable output from 218 nm to 322 nm | |
| CN110797740B (zh) | 一种基于碱金属激光器差频的中红外激光器 | |
| Jelínková et al. | Laser-diode pumped dysprosium-doped lead thiogallate laser output wavelength temporal evolution and tuning possibilities at 4.3-4.7 um | |
| RU221839U1 (ru) | Перестраиваемый интерференционно-поляризационным фильтром твердотельный лазер среднего ик-диапазона с продольной накачкой волоконным лазером | |
| CN110165529B (zh) | 一种三波段同重频波长可调谐中红外光纤激光器 | |
| Heuermann et al. | High-power broadband mid-IR difference-frequency generation driven by a Tm-doped fiber laser | |
| CN110994339A (zh) | 一种宽调谐的窄线宽全固态拉曼激光器 | |
| CN115588893B (zh) | 一种倍频关系双波长太赫兹参量产生器 | |
| CN112993733B (zh) | 一种基于Er:YAG中红外光参量振荡器光控波长选择泵浦源 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20180310 |