RU185402U1 - Импульсный твердотельный лазер - Google Patents
Импульсный твердотельный лазер Download PDFInfo
- Publication number
- RU185402U1 RU185402U1 RU2018125979U RU2018125979U RU185402U1 RU 185402 U1 RU185402 U1 RU 185402U1 RU 2018125979 U RU2018125979 U RU 2018125979U RU 2018125979 U RU2018125979 U RU 2018125979U RU 185402 U1 RU185402 U1 RU 185402U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- active element
- roof
- prism
- plane passing
- axis
- Prior art date
Links
- 239000007787 solid Substances 0.000 title 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 abstract description 26
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 4
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 4
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 description 2
- 229910013641 LiNbO 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
Images
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
- H01S3/10—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
- H01S3/115—Q-switching using intracavity electro-optic devices
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Lasers (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к лазерной технике. Импульсный твердотельный лазер содержит в резонаторе частично прозрачное зеркало, две 90-градусные призмы-крыши, активный и электрооптический элементы, поляризатор. Первая призма-крыша расположена по одну сторону от активного элемента таким образом, что ее ребро при вершине перпендикулярно геометрической оси активного элемента и лежит в вертикальной плоскости, проходящей через эту ось. Вторая призма-крыша расположена по другую сторону от активного элемента и лежит в горизонтальной плоскости, проходящей через эту ось. Нерабочая торцевая грань второй призмы-крыши лежит в вертикальной плоскости, проходящей через геометрическую ось активного элемента. Частично прозрачное зеркало, рядом с которым расположены электрооптический элемент и поляризатор, находится по ту же сторону от активного элемента, что и вторая призма-крыша, и ориентировано рабочими гранями перпендикулярно геометрической оси активного элемента. Между активным элементом и поляризатором дополнительно установлено плоское глухое зеркало с прямолинейным краем, лежащим в горизонтальной плоскости, проходящей через геометрическую ось активного элемента. Глухое зеркало перпендикулярно геометрической оси активного элемента. Технический результат заключается в повышении эффективности, плотности энергии и частоты повторения моноимпульсов излучения твердотельного лазера с модуляцией добротности резонатора. 2 ил.
Description
Полезная модель относится к лазерной технике, в частности к твердотельным импульсным лазерам.
Импульсные твердотельные лазеры с электрооптической модуляцией добротности резонатора, как генераторы мощных импульсов (моноимпульсов) электромагнитного излучения в наносекундном диапазоне длительности импульсов, широко применяются в научно-прикладных исследованиях, в медицинской технике, в системах экологического мониторинга окружающей среды, в технологических установках.
В качестве лазеров ИК спектрального диапазона часто используются лазеры на кристаллах, содержащих ионы Nd3+ (АИГ:Nd, АИ:Nd, ГСГГ:Cr, Nd, ИСГГ:Cr, Nd и т.д)
Для модуляции добротности резонатора используются затворы на основе электрооптических элементов из кристаллов DKDP, LiNbO3, RTP, KTP.
Известен импульсный твердотельный лазер с резонатором, образованным частично прозрачным и глухим зеркалами и содержащим активный элемент из АИГ:Nd, поляризатор и электрооптический элемент [1]
Пространственная структура многомодового моноимпульсного излучения данного лазера в режиме модуляции добротности резонатора является неоднородной, что снижает КПД лазера и эффективность процессов преобразования частоты излучения методами нелинейной оптики.
Известен также импульсный твердотельный лазер с резонатором на основе оптической схемы двухпроходного усилителя кольцевого типа, который обладает более низким порогом генерации (до 2-х раз) и более высоким КПД [2]
Пространственная структура многомодового моноимпульсного излучения такого лазера отличается более высокой степенью равномерности. Однако, так как излучение лазера занимает всю площадь поперечного сечения активного элемента, плотность энергии моноимпульсов излучения оказывается недостаточно высокой, чтобы обеспечить высокую эффективность процессов преобразования частоты излучения в другие спектральные диапазоны.
Особенно сильно это обстоятельство проявляется в режиме работы лазера с большой частотой повторения импульсов вследствие необходимости снижения энергии импульсов накачки из-за ограничения по средней мощности накачки.
Для повышения плотности энергии моноимпульсов излучения и снижения порога генерации применяются многопроходовые оптические схемы резонаторов, в которых поперечное сечение пучка излучения меньше площади поперечного сечения активного элемента.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемой полезной модели является импульсный твердотельный лазер [3], содержащий в резонаторе частично прозрачное зеркало, электрооптический элемент, поляризатор, активный элемент, две 90-градусные призмы-крыши, при этом первая призма-крыша расположена по одну сторону от активного элемента таким образом, что ее ребро при вершине перпендикулярно геометрической оси активного элемента и лежит в вертикальной плоскости, проходящей через эту ось, вторая призма-крыша расположена по другую сторону от активного элемента, таким образом, что ее ребро при вершине перпендикулярно геометрической оси активного элемента и лежит в горизонтальной плоскости, проходящей через эту ось, нерабочая торцевая поверхность второй призмы-крыши лежит в вертикальной плоскости, проходящей через геометрическую ось активного элемента.
В лазере-прототипе [3] излучение при полном обходе резонатора проходит активный элемент 4 раза, а не 2 раза, как в лазере-аналоге [1], что позволяет снизить порог генерации и повысить частоту повторения моноимпульсов излучения до 2-х раз. Уменьшение площади поперечного сечения лазерного пучка в 2 раза позволяет также увеличить плотность энергии моноимпульсов излучения. Однако при необходимости дальнейшего увеличения частоты повторения моноимпульсов излучения требуется дальнейшее повышение эффективности лазера за счет снижения порога генерации и повышение плотности энергии моноимпульсов излучения за счет уменьшения площади поперечного сечения пучка излучения.
Задачей полезной модели является повышение эффективности импульсного твердотельного лазера с модуляцией добротности резонатора, плотности энергии моноимпульсов излучения и частоты повторения моноимпульсов.
Поставленная задача решается за счет того, что в импульсном твердотельном лазере, содержащем в резонаторе частично прозрачное зеркало, электрооптический элемент, поляризатор, активный элемент, две 90-градусные призмы-крыши, при этом первая призма-крыша расположена по одну сторону от активного элемента таким образом, что ее ребро при вершине перпендикулярно геометрической оси активного элемента и лежит в вертикальной плоскости, проходящей через эту ось, вторая призма-крыша расположена по другую сторону от активного элемента таким образом, что ее ребро при вершине перпендикулярно геометрической оси активного элемента и лежит в горизонтальной плоскости, проходящей через эту ось, нерабочая торцевая грань второй призмы-крыши лежит в вертикальной плоскости, проходящей через геометрическую ось активного элемента, между активным элементом и поляризатором дополнительно установлено плоское глухое зеркало с прямолинейным краем, лежащем в горизонтальной плоскости, проходящей через геометрическую ось активного элемента, причем рабочая грань плоского глухого зеркала перпендикулярна геометрической оси активного элемента.
Установка в резонаторе дополнительного глухого зеркала с прямолинейным краем в качестве концевого отражателя позволила увеличить количество проходов излучения через активный элемент в 2 раза (по сравнению с прототипом) при полном обходе излучения резонатора.
При этом порог генерации снизился в 2 раза, а площадь поперечного сечения пучка излучения лазера уменьшилась также в 2 раза, что привело к соответствующему росту плотности энергии моноимпульсов излучения.
На Фиг. 1 представлена оптическая схема предлагаемой полезной модели в горизонтальной плоскости. На Фиг. 2 представлена оптическая схема устройства в вертикальной плоскости.
Резонатор лазера образован частично прозрачным зеркалом 1 и глухим зеркалом 2, между которыми расположены последовательно по ходу отраженного от зеркала 1 излучения электрооптический элемент 3, поляризатор 4, активный элемент 5 (первой четвертью своего поперечного сечения), первая призма-крыша 6, активный элемент 5 (второй четвертью своего поперечного сечения), вторая призма-крыша 7, активный элемент 5 (третьей четвертью своего поперечного сечения), первая призма-крыша 6, активный элемент 5 (четвертой четвертью своего поперечного сечения).
В качестве активного элемента 5 могут быть использованы элементы из кристаллов АИГ:Nd, АИ:Nd, ГСГГ:Cr, Nd, ИСГГ:Cr, Nd и др.
Предлагаемый лазер работает следующим образом. В импульсно-периодическом режиме за время каждого импульса накачки при "закрытом" электрооптическом затворе, который сформирован частично прозрачным зеркалом 1, электрооптическим элементом 3 и поляризатором 4, происходит накопление инверсной населенности или рост коэффициента усиления в активном элементе 5.
Когда коэффициент усиления достигает максимального значения, на электроды электрооптического элемента 3 подается импульс высоковольтного "отпирающего" напряжения. При этом электрооптический затвор открывается и в резонаторе генерируется мощный моноимпульс лазерного излучения.
Так как при полном обходе излучением резонатора активный элемент 5 проходится излучением 8 раз (а не 4 раза, как в прототипе), порог генерации предлагаемого лазера снижается по сравнению с лазером-прототипом в 2 раза.
За счет взаимного расположения глухого зеркала и призм-крыш площадь поперечного сечения пучка излучения составляет только четвертую часть поперечного сечения активного элемента, что приводит к повышению плотности энергии моноимпульсов излучения в 2 раза при одной и той же выходной энергии в сравнении с лазером-прототипом.
Предлагаемый импульсный лазер превосходит лазер-прототип по эффективности в 2 раза, что позволяет увеличить предельную частоту повторения импульсов также до 2 раз, и превосходит прототип по плотности энергии моноимпульсов излучения в 2 раза, что позволяет существенно увеличить эффективность процессов преобразования частоты изучения лазера в другие спектральные диапазоны методами нелинейной оптики.
Таким образом, задача предлагаемой полезной модели по повышению эффективности импульсного твердотельного лазера с модуляцией добротности резонатора, плотности энергии моноимпульсов излучения и частоты повторения моноимпульсов выполнена.
Источник информации:
1. Г.М. Зверев, Ю.Д. Голяев. Лазеры на кристаллах и их применение. М. «Радио и связь», «Рикел», 1994, с. 227.
2. В.М. Гармаш, Е.А. Исаева, А.И. Ляшенко. Эффективные моноимпульсные лазеры на АИГ:Nd3+ с резонаторами на основе оптических схем двухпроходных усилителей. Физические основы приборостроения, 2016, т. 5, №3(20), С. 48-55
3. А.А. Казаков, А.И. Ляшенко, В.В. Струкова. Импульсный твердотельный лазер с генерацией высших гармоник излучения Патент РФ №232502 от 06.09.2006 г. (прототип).
Claims (1)
- Импульсный твердотельный лазер, содержащий в резонаторе частично прозрачное зеркало, электрооптический элемент, поляризатор, активный элемент, две 90-градусные призмы-крыши, при этом первая призма-крыша расположена по одну сторону от активного элемента таким образом, что ее ребро при вершине перпендикулярно геометрической оси активного элемента и лежит в вертикальной плоскости, проходящей через эту ось, вторая призма-крыша расположена по другую сторону от активного элемента таким образом, что ее ребро при вершине перпендикулярно геометрической оси активного элемента и лежит в горизонтальной плоскости, проходящей через эту ось, нерабочая торцевая грань второй призмы-крыши лежит в вертикальной плоскости, проходящей через геометрическую ось активного элемента, отличающийся тем, что между активным элементом и поляризатором дополнительно установлено плоское глухое зеркало с прямолинейным краем, лежащим в горизонтальной плоскости, проходящей через геометрическую ось активного элемента, причем рабочая грань плоского глухого зеркала перпендикулярна геометрической оси активного элемента.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018125979U RU185402U1 (ru) | 2018-07-13 | 2018-07-13 | Импульсный твердотельный лазер |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2018125979U RU185402U1 (ru) | 2018-07-13 | 2018-07-13 | Импульсный твердотельный лазер |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU185402U1 true RU185402U1 (ru) | 2018-12-04 |
Family
ID=64577209
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2018125979U RU185402U1 (ru) | 2018-07-13 | 2018-07-13 | Импульсный твердотельный лазер |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU185402U1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU191113U1 (ru) * | 2019-05-15 | 2019-07-24 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Научно-технологический центр уникального приборостроения Российской академии наук (НТЦ УП РАН) | Импульсный твердотельный лазер |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2206162C2 (ru) * | 2001-09-05 | 2003-06-10 | ООО "Лагран" им. Е.М.Швома" | Импульсный твердотельный лазер с каскадным преобразованием частоты излучения в высшие гармоники |
RU2004120612A (ru) * | 2004-07-05 | 2005-12-10 | Открытое акционерное общество "Вологодский оптико-механический завод" (RU) | Импульсный твердотельный двухчастотный лазер дальномера-целеуказателя |
RU142316U1 (ru) * | 2014-02-18 | 2014-06-27 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт "Полюс" им. М.Ф. Стельмаха | Импульсный твердотельный лазер |
US9810775B1 (en) * | 2017-03-16 | 2017-11-07 | Luminar Technologies, Inc. | Q-switched laser for LIDAR system |
-
2018
- 2018-07-13 RU RU2018125979U patent/RU185402U1/ru active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2206162C2 (ru) * | 2001-09-05 | 2003-06-10 | ООО "Лагран" им. Е.М.Швома" | Импульсный твердотельный лазер с каскадным преобразованием частоты излучения в высшие гармоники |
RU2004120612A (ru) * | 2004-07-05 | 2005-12-10 | Открытое акционерное общество "Вологодский оптико-механический завод" (RU) | Импульсный твердотельный двухчастотный лазер дальномера-целеуказателя |
RU142316U1 (ru) * | 2014-02-18 | 2014-06-27 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт "Полюс" им. М.Ф. Стельмаха | Импульсный твердотельный лазер |
US9810775B1 (en) * | 2017-03-16 | 2017-11-07 | Luminar Technologies, Inc. | Q-switched laser for LIDAR system |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU191113U1 (ru) * | 2019-05-15 | 2019-07-24 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Научно-технологический центр уникального приборостроения Российской академии наук (НТЦ УП РАН) | Импульсный твердотельный лазер |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN101414729B (zh) | 一种自锁模激光器 | |
CN110943366B (zh) | 双波长交替调q输出群脉冲激光器及激光输出方法 | |
RU185402U1 (ru) | Импульсный твердотельный лазер | |
WO2022246967A1 (zh) | 一种基于Nd:MgO:APLN晶体的多波长中红外激光脉冲串腔倒空激光器 | |
RU191113U1 (ru) | Импульсный твердотельный лазер | |
RU142316U1 (ru) | Импульсный твердотельный лазер | |
CN111029893B (zh) | 双波长交替调q单纵模输出群脉冲激光器及激光输出方法 | |
RU192817U1 (ru) | Импульсный твердотельный лазер с усилителем | |
Carrig et al. | Acousto-optic mode-locking of a Cr2+: ZnSe laser | |
RU185400U1 (ru) | Импульсный твердотельный лазер | |
RU141513U1 (ru) | Импульсный твердотельный лазер | |
RU203208U1 (ru) | Моноимпульсный твердотельный лазер | |
Maker et al. | Doubly resonant optical parametric oscillator synchronously pumped by a frequency‐doubled, mode‐locked, and Q‐switched diode laser pumped neodymium yttrium lithium fluoride laser | |
CN115473116A (zh) | 基于非均匀可饱和吸收体的脉冲激光空间整形装置及方法 | |
RU162310U1 (ru) | Импульсный твердотельный лазер | |
RU204719U1 (ru) | Моноимпульсный твердотельный лазер | |
CN200969480Y (zh) | 增益开关型巨脉冲钛宝石激光器 | |
CN216598385U (zh) | 一种中红外序列脉冲激光器 | |
CN107978961B (zh) | 飞秒激光器同步泵浦高功率宽带简并飞秒光学参量振荡器 | |
CN1119846C (zh) | 超短脉冲啁啾光参量激光器 | |
RU210987U1 (ru) | Многофункциональная лазерная система | |
RU2390891C1 (ru) | Импульсный твердотельный лазер | |
CN114204398A (zh) | 一种中红外序列脉冲激光器 | |
RU2545387C1 (ru) | Импульсный твердотельный лазер с преобразованием длины волны излучения на вынужденном комбинационном рассеянии | |
RU205423U1 (ru) | Моноимпульсный твердотельный лазер |