RU1805523C

RU1805523C - Selective optical resonator

Info

Publication number: RU1805523C
Application number: SU904873252A
Authority: RU
Inventors: Сергей Васильевич Давыдов; Валерий Павлович Захаров; Олег Анатольевич Левченко
Original assignee: Самарское Научно-Производственное Объединение Автоматических Систем
Priority date: 1990-10-10
Filing date: 1990-10-10
Publication date: 1993-03-30

Abstract

.Использование: квантова электроника, импульсные лазеры перестраиваемой длины волны. Сущность изобретени : резонатор содержит вогнутое и выпуклое зеркала, образующие телескопический резонатор и зеркало дополнительной обратной св зи, выполненное в виде дифракционной решетки с асимметричным относительно оси телескопического резонатора отверстием. Дифракционна решетка установлена вне телескопического резонатора со стороны его выпуклого зеркала под углом блеска к его оси. Ближайший к оптической оси край отверсти расположен от нее на рассто - нии, превышающем половину диаметра выпуклого зеркала. 1 ил..Use: quantum electronics, tunable wavelength pulsed lasers. SUMMARY OF THE INVENTION: the resonator comprises concave and convex mirrors forming a telescopic resonator and an additional feedback mirror made in the form of a diffraction grating with an opening asymmetric with respect to the axis of the telescopic resonator. The diffraction grating is mounted outside the telescopic resonator from the side of its convex mirror at an angle of brightness to its axis. The edge of the hole closest to the optical axis is located at a distance greater than half the diameter of the convex mirror. 1 ill.

Description

Изобретение относитс к области квантовой электроники и может быть использовано при сфздании промышленных импульсных лазеров перестраиваемой длины волны.The invention relates to the field of quantum electronics and can be used for building industrial pulsed tunable wavelength lasers.

Цель изобретени - повышение КПД генерации при одновременном увеличении селективных свойств резонатора.The purpose of the invention is to increase the generation efficiency while increasing the selective properties of the resonator.

На чертеже представлена схема резонатора .The drawing shows a resonator circuit.

Селективный оптический резонатор содержит вогнутое 1 и выпуклое 2 зеркала, образующие телескопический резонатор, дифракционную решетку 3 дополнительной обратной св зи, установленной под углом блеска а авп к оптической оси 00| телескопического резонатора, в котором выполнено отверстие 4 дл вывода излучени в первом пор дке дифракции, расположенное асимметрично относительно оси 00, при этом ближайший к оптической оси край отверсти расположен от нее на рассто нии,The selective optical resonator contains a concave 1 and convex 2 mirrors forming a telescopic resonator, an additional feedback diffraction grating 3 installed at an angle of brightness a AWP to the optical axis 00 | a telescopic resonator in which a hole 4 is provided for outputting radiation in the first diffraction order, which is located asymmetrically with respect to axis 00, while the edge of the hole closest to the optical axis is spaced apart from it;

со Сwith C

превышающем половину диаметра выпуклого зеркала.exceeding half the diameter of a convex mirror.

. Оптический резонатор работает следующим образом.. The optical resonator operates as follows.

При формировании излучени в резонаторе излучение в первом пор дке дифракции отражаетс от дифракционной решетки 3 вдоль оси ОО телескопического резонатора . Тем самым решетка 3 вл етс частотно- селективным плоским зеркалом дополнительной обратной св зи дл телескопического резонатора, образованного зеркалами 1 и 2. Решетка 3, как зеркало дополнительной обратной св зи, формирует дл телескопического резонатора сход щуюс световую волну, сжатие которой до дифракционного предела происходит вблизи оптической оси резонатора 00 При последующем дифракционном расплывании излучение выводитс из резонаторов через: отверстие 4, Благодар наличию дифракционной решетки в оптическом резонатореWhen radiation is generated in the resonator, radiation in the first diffraction order is reflected from the grating 3 along the axis OO of the telescopic resonator. Thus, the grating 3 is a frequency-selective flat mirror of the additional feedback for the telescopic cavity formed by mirrors 1 and 2. The grating 3, as a mirror of the additional feedback, generates a converging light wave for the telescopic cavity, which is compressed to the diffraction limit near the optical axis of the resonator 00 During subsequent diffraction spreading, the radiation is removed from the resonators through: hole 4, due to the presence of a diffraction grating in the optical resonator

ооoo

РR

;СЛ; SL

СЛ Ю СОSL Yu SO

генерируетс излучение с длиной волны А, котора соответствует определенной величине угла блеска йбл. Перестройку генерации на другую длину волны А производ т вращением решетки вокруг оси, параллельной ее штрихам. Управл ющим параметром при этом вл етс угол падени излучени на решетку а. Эффективность решетки максимальна , при угле падени а 0йл и, обычно , Практически неизменна в диапазоне а Обл±1-3°. Из отверсти 4 излучение выводитс в гпервом пор дке дифракции. Кроме того незначительна часть энергии пучка выводитс в нулевом пор дке, пр закону зеркального отражени от плоскости решетки. Оптимальна (по выходной энергии ) прозрачность дифракционной решеткиradiation is generated with a wavelength of A, which corresponds to a certain magnitude of the angle of brightness of ybl. The lasing is tuned to a different wavelength A by rotating the lattice around an axis parallel to its dashes. The control parameter in this case is the angle of incidence of radiation on the grating a. The efficiency of the grating is maximal, with an angle of incidence of a 0 ° and usually practically unchanged in the range of a Obl ± 1-3 °. From aperture 4, radiation is output in the first diffraction order. In addition, a negligible portion of the beam energy is output in zero order, according to the law of specular reflection from the plane of the grating. Optimal (in terms of output energy) transparency of the diffraction grating

3 определ етс величиной площади сечени отверсти 4.3 is determined by the cross-sectional area of the hole 4.

Таким образом, в изобретении за счет выбора оптимального размера отверсти 4 обеспечиваетс высокий КПД лазера по полной выходной энергии при минимальной расходимости излучени , что обуславливает компактность его вывода. Установка решетки 3 с отверстием 4 вдоль оптической оси телескопического резонатора, под углом блеска к ней, обеспечивает пр мой вывод излучени в первом пор дке дифракции решетки 3. При этом падающее на решетку 3, а следовательно, и выход щее из отверсти Thus, in the invention, by choosing the optimal size of the hole 4, a high laser efficiency with respect to the total output energy is ensured with a minimum radiation divergence, which makes its output compact. The installation of the grating 3 with the hole 4 along the optical axis of the telescopic resonator, at an angle of brightness to it, provides a direct output of radiation in the first order of diffraction of the grating 3. At the same time, it is incident on the grating 3 and, therefore, emerging from the hole

4 излучение имеет плоский волновой фронт, поскольку формируетс на плоской волне телескопа. Это обеспечивает посто нный4, the radiation has a plane wavefront because it is formed on the plane wave of the telescope. This ensures constant

00

55

00

55

00

55

по сечению решетки 3 угол падени излучени на нее, что обуславливает более высокую По сравнению с аналогами частотную селективность резонатора, а значит и высокий спектральный КПД (т.е. высокий процент излучени на выбранной длине волны в общей излучаемой энергии). Оставша с часть выходной энергии (обычно не более 50%) излучаетс в нулевом пор дке дифракции на той же длине волны, хот и в другом направлении она может быть преобразована в соосный с основным излучением пучок или использована дл контрол энергии излучени в основном пучке.along the cross section of the grating 3, the angle of incidence of radiation on it, which leads to a higher frequency selectivity of the resonator compared to analogs, and hence a high spectral efficiency (i.e., a high percentage of radiation at a selected wavelength in the total radiated energy). The remaining part of the output energy (usually not more than 50%) is emitted in the zero order of diffraction at the same wavelength, although in the other direction it can be converted into a beam coaxial with the main radiation or used to control the radiation energy in the main beam.

Ф о р м у л а и з о б р е т е н и Селективный оптический резонатор, содержащий вогнутое и выпуклое зеркала, образующие телескопический резонатор, и зеркало дополнительной обратной св зи, выполненное в виде дифракционной решетки , отличающийс тем, что, с целью повышени КПД генерации при одновременном увеличении селективных свойств резонатора, дифракционна решетка установлена вне телескопического резонатора со стороны его выпуклого зеркала под углом к оптической оси телескопического резонатора; в дифракционной решетке выполнено отверстие, расположенное асимметрично относительно оптической оси резонатора, при этом ближайший к оптической оси край отверсти расположен от нее на рассто нии превышающем половину диаметра вы- пуклого зеркала. .Formula Selective optical resonator containing concave and convex mirrors forming a telescopic resonator and an additional feedback mirror made in the form of a diffraction grating, characterized in that, with in order to increase the generation efficiency while increasing the selective properties of the resonator, a diffraction grating is installed outside the telescopic resonator from the side of its convex mirror at an angle to the optical axis of the telescopic resonator; a hole is made in the diffraction grating, which is located asymmetrically relative to the optical axis of the resonator, while the edge of the hole closest to the optical axis is located at a distance exceeding half the diameter of the convex mirror. .