RU191113U1 - Импульсный твердотельный лазер - Google Patents
Импульсный твердотельный лазер Download PDFInfo
- Publication number
- RU191113U1 RU191113U1 RU2019114753U RU2019114753U RU191113U1 RU 191113 U1 RU191113 U1 RU 191113U1 RU 2019114753 U RU2019114753 U RU 2019114753U RU 2019114753 U RU2019114753 U RU 2019114753U RU 191113 U1 RU191113 U1 RU 191113U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- active element
- roof
- prism
- axis
- lies
- Prior art date
Links
- 239000007787 solid Substances 0.000 title 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 20
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 3
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 2
- BHOTZHLVAUACCY-LOUZWEESSA-N (2r,3s,4s,5r,6r)-2-(2-hydroxyethyl)-6-[(2r,3r,4s,5s,6r)-3,4,5-trihydroxy-6-(2-hydroxyethyl)oxan-2-yl]oxyoxane-3,4,5-triol Chemical compound O[C@@H]1[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CCO)O[C@@H]1O[C@@H]1[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](CCO)O1 BHOTZHLVAUACCY-LOUZWEESSA-N 0.000 description 1
- 206010011878 Deafness Diseases 0.000 description 1
- 229910013641 LiNbO 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005670 electromagnetic radiation Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 238000002329 infrared spectrum Methods 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- 238000005457 optimization 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 глухое 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 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 установлена четвертьволновая пластина. Зеркало, рядом с которым расположены электрооптический элемент и поляризатор, находится по ту же сторону от активного элемента, что и вторая призма-крыша, и выполнено полностью отражающим излучение лазера. Технический результат заключается в повышении КПД лазера. 2 ил.
Description
Полезная модель относится к лазерной технике, в частности к твердотельным импульсным лазерам в режиме модуляции добротности резонатора.
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 оптически изотропных кристаллах, содержащих ионы Nd3+ (АИГ: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 данного лазера является неоднородной, а средняя плотность энергии в сечение пучка недостаточно высокой, что снижает эффективность процессов преобразования частоты излучения методами нелинейной оптики.
Для повышения плотности энергии моноимпульсов излучения 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 [2], 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 горизонтальной плоскости, проходящей через эту ось, а нерабочая торцевая грань второй призмы-крыши лежит в вертикальной плоскости, проходящей через геометрическую ось активного элемента.
В лазере прототипе [2] 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 частично прозрачное зеркало выбирается с коэффициентом отражения меньшим, чем оптимальный коэффициент отражения, при котором выходная энергия моноимпульсов излучения максимальна при фиксированной энергии импульсов накачки. При этом лучевая нагрузка на электрооптический элемент, который, как правило, является самым нестойким элементом в резонаторе к лазерному излучению, снижается до безопасного уровня. Вследствие этого снижается также КПД лазера.
Задачей полезной модели является повышение КПД импульсного твердотельного лазера с модуляцией добротности резонатора, за счет оптимизации коэффициента полезных потерь резонатора.
Поставленная задача решается за счет того, что в импульсном твердотельном лазере, содержащем в резонаторе 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, а нерабочая торцевая грань второй призмы-крыши лежит в вертикальной плоскости, проходящей через геометрическую ось активного элемента, между активным элементом и поляризатором дополнительно установлена четвертьволновая пластина, а зеркало резонатора выполнено полностью отражающим излучение лазера.
Установка в резонаторе четвертьволновой пластины позволяет оптимизировать коэффициент полезных потерь резонатора за счет значительного уменьшения лучевой нагрузки на электрооптический элемент. Призмы-крыши, вследствие того, что их ребра ортогональны друг другу, не вносят дополнительную разность фаз для излучений с р- и s- поляризациями при полном внутреннем отражении от граней призм. Это обстоятельство позволяет обеспечить изменение коэффициента полезных потерь резонатора в широком диапазоне при изменении азимутальной ориентации четвертьволновой пластины.
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 полностью отражающим излучение лазера глухим зеркалом 1 и призмой-крышей 2, между которыми расположены последовательно по ходу отраженного от зеркала 1 излучения электрооптический элемент 3, поляризатор 4, четвертьволновая пластина 5, активный элемент 6 (первой половиной своего поперечного сечения), призма-крыша 7, активный элемент 6 (второй половиной своего поперечного сечения).
В качестве активного элемента 6 могут быть использованы элементы из кристаллов АИГ: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 глухим зеркалом 1, электрооптическим элементом 3 и поляризатором 4, происходит накопление инверсной населенности или рост коэффициента усиления в активном элементе 6.
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 импульс лазерного излучения. Сниженная лучевая нагрузка на электрооптический элемент позволяет установить четвертьволновую пластину в азимутальной ориентации, соответствующей оптимальному выходному т.н. «поляризационному» зеркалу, что приводит к увеличению энергии моноимпульсов излучения, выходящего из резонатора при отражении от поляризатора.
Предлагаемый импульсный лазер превосходит лазер прототип по КПД в 1,2…1,3 раза. При этом увеличение выводной энергии моноимпульсов излучения лазера позволило существенно увеличить эффективность процесса преобразования частоты излучения во вторую гармонику.
Таким образом, задача предлагаемой полезной модели по повышению КПД импульсного твердотельного лазера с модуляцией добротности резонатора 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. А.А. Казаков, А.И. Ляшенко, В.В. Струкова. Импульсный твердотельный лазер с генерацией высших гармоник. Патент РФ №2325021 от 06.09.2006 г. (прототип)
Claims (1)
- Импульсный твердотельный лазер, содержащий в резонаторе 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, а 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 установлена четвертьволновая пластина, а зеркало резонатора выполнено полностью отражающим излучение лазера.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019114753U RU191113U1 (ru) | 2019-05-15 | 2019-05-15 | Импульсный твердотельный лазер |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2019114753U RU191113U1 (ru) | 2019-05-15 | 2019-05-15 | Импульсный твердотельный лазер |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU191113U1 true RU191113U1 (ru) | 2019-07-24 |
Family
ID=67513241
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2019114753U RU191113U1 (ru) | 2019-05-15 | 2019-05-15 | Импульсный твердотельный лазер |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU191113U1 (ru) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4461009A (en) * | 1981-09-15 | 1984-07-17 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Output coupler for laser resonator |
WO1986003066A1 (en) * | 1984-11-09 | 1986-05-22 | The Commonwealth Of Australia Care Of The Assistan | Birefringence compensation in polarisation coupled lasers |
RU2325021C1 (ru) * | 2006-09-06 | 2008-05-20 | Александр Александрович Казаков | Импульсный твердотельный лазер с генерацией высших гармоник излучения |
RU142316U1 (ru) * | 2014-02-18 | 2014-06-27 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт "Полюс" им. М.Ф. Стельмаха | Импульсный твердотельный лазер |
RU185402U1 (ru) * | 2018-07-13 | 2018-12-04 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Научно-технологический центр уникального приборостроения Российской академии наук (НТЦ УП РАН) | Импульсный твердотельный лазер |
-
2019
- 2019-05-15 RU RU2019114753U patent/RU191113U1/ru active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4461009A (en) * | 1981-09-15 | 1984-07-17 | The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Navy | Output coupler for laser resonator |
WO1986003066A1 (en) * | 1984-11-09 | 1986-05-22 | The Commonwealth Of Australia Care Of The Assistan | Birefringence compensation in polarisation coupled lasers |
RU2325021C1 (ru) * | 2006-09-06 | 2008-05-20 | Александр Александрович Казаков | Импульсный твердотельный лазер с генерацией высших гармоник излучения |
RU142316U1 (ru) * | 2014-02-18 | 2014-06-27 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт "Полюс" им. М.Ф. Стельмаха | Импульсный твердотельный лазер |
RU185402U1 (ru) * | 2018-07-13 | 2018-12-04 | 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 |
---|---|---|
CN110943366B (zh) | 双波长交替调q输出群脉冲激光器及激光输出方法 | |
US20130294465A1 (en) | HIGHLY EFFICIENT 3rd HARMONIC GENERATION IN Nd: YAG LASER | |
RU185402U1 (ru) | Импульсный твердотельный лазер | |
RU191113U1 (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 | |
RU203286U1 (ru) | Моноимпульсный твердотельный лазер с параметрическим генератором света | |
US20130127553A1 (en) | Parametric oscillator and method for generating ultra-short pulses | |
RU142316U1 (ru) | Импульсный твердотельный лазер | |
Meng et al. | Beam quality improvement of the high-energy KTA-OPO based on a confocal unstable cavity with Gaussian reflectivity mirror | |
Shirakawa et al. | Highly efficient generation of blue-orange femtosecond pulses from intracavity-frequency-mixed optical parametric oscillator | |
RU185400U1 (ru) | Импульсный твердотельный лазер | |
RU203208U1 (ru) | Моноимпульсный твердотельный лазер | |
RU2325021C1 (ru) | Импульсный твердотельный лазер с генерацией высших гармоник излучения | |
CN111029893A (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 | |
RU141513U1 (ru) | Импульсный твердотельный лазер | |
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 | |
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 | |
Zhang et al. | Second-harmonic generation in ion-implanted KTiOPO4 planar waveguides | |
RU204719U1 (ru) | Моноимпульсный твердотельный лазер | |
RU162310U1 (ru) | Импульсный твердотельный лазер | |
US3922561A (en) | Tunable electromagnetic oscillator using {8 01.4{9 {0 grown linbo{hd 3 {b and method | |
RU210987U1 (ru) | Многофункциональная лазерная система | |
CN216598385U (zh) | 一种中红外序列脉冲激光器 | |
CN200969480Y (zh) | 增益开关型巨脉冲钛宝石激光器 | |
RU205423U1 (ru) | Моноимпульсный твердотельный лазер |