Claims (17)
1. Дисковый лазер, состоящий из оптического резонатора с первой оптической осью, вдоль которой распространяется генерируемое излучение внутри оптического резонатора; активной пластины, имеющей первую поверхность и вторую поверхность, размещенной внутри оптического резонатора и закрепленной на хладопроводящей подложке своей первой поверхностью; лазера накачки; системы фокусировки излучения лазера накачки и многопроходной оптической системы накачки, которая содержит отражающий слой, размещенный между пластиной и подложкой; плоский отражатель с зеркальным покрытием, размещенный рядом с активной пластиной; и, по меньшей мере, один внешний отражатель, имеющий вогнутую поверхность с зеркальным покрытием; в котором пучок излучения лазера накачки первоначально фокусируется в пятно возбуждения на второй поверхности активной пластины в месте пересечения первой оптической осью; проходит через активную пластину, частично поглощаясь в ней; отражается от отражающего слоя; вновь проходит через активную пластину, снова частично поглощаясь в ней; направляется на один из внешних отражателей многопроходной системы накачки; отражаясь от него, фокусируется этим отражателем в пятно изображения на поверхности плоского отражателя с зеркальным покрытием; отражаясь от него и одного из внешних отражателей, возвращается в пятно возбуждения; и процесс повторяется до практически полного поглощения излучения лазера накачки в области возбуждения активной пластине, отличающийся тем, что многопроходная оптическая система накачки представляет собой полуконцентрический резонатор с единственным внешним отражателем с вогнутой зеркальной поверхностью, имеющим вторую оптическую ось и характеризуемым фокусным расстоянием, в котором на двойном фокусном расстоянии от внешнего отражателя перпендикулярно второй оптической оси размещены отражающий слой и зеркальное покрытие плоского отражателя, причем система фокусировки расположена между лазером накачки и активной пластиной таким образом, что пучок излучение лазера накачки направляется к пластине под углом падения, большим половины угла схождения пучка, и фокусируется в пятно возбуждения вблизи точки пересечения второй оптической оси со второй поверхностью активной пластины, не включающее эту точку, и центр пятна возбуждения отстоит от этой точки на расстоянии, превышающем половину диаметра пучка лазера накачки на двойном фокусном расстоянии от пятна возбуждения.1. A disk laser consisting of an optical cavity with a first optical axis along which the generated radiation propagates inside the optical cavity; an active plate having a first surface and a second surface, placed inside the optical resonator and mounted on a cold-conducting substrate with its first surface; pump laser; a focusing system for radiation from a pump laser and a multi-pass optical pump system that includes a reflective layer located between the plate and the substrate; a flat reflector with a mirror coating, located next to the active plate; and at least one external reflector having a concave surface with a mirror coating; in which the pump laser radiation beam is initially focused into the excitation spot on the second surface of the active plate at the intersection of the first optical axis; passes through the active plate, partially absorbed in it; reflected from the reflective layer; again passes through the active plate, again partially absorbed in it; sent to one of the external reflectors of the multipass pump system; being reflected from it, this reflector focuses on the image spot on the surface of a flat reflector with a mirror coating; reflected from him and one of the external reflectors, returns to the spot of excitement; and the process is repeated until the pump laser radiation is almost completely absorbed in the active plate excitation region, characterized in that the multipass optical pump system is a semiconcentric resonator with a single external reflector with a concave mirror surface having a second optical axis and characterized by a focal length in which at double the focal distance from the external reflector perpendicular to the second optical axis is a reflective layer and a mirror coating are flat about the reflector, and the focusing system is located between the pump laser and the active plate in such a way that the beam of the pump laser radiation is directed to the plate at an angle of incidence greater than half the beam convergence angle and is focused into the excitation spot near the intersection point of the second optical axis with the second surface of the active plate that does not include this point, and the center of the excitation spot is separated from this point by a distance exceeding half the diameter of the pump laser beam at a double focal distance from the excitation spot Niya.
2. Дисковый лазер по п. 1, отличающийся тем, что отражающий слой выполнен в виде дихроического зеркального покрытия, нанесенного на первую поверхность активной пластины и имеющего высокий коэффициент отражения как для излучения лазера накачки, так и для излучения дискового лазера.2. The disk laser according to claim 1, characterized in that the reflective layer is made in the form of a dichroic mirror coating deposited on the first surface of the active plate and having a high reflection coefficient for both the pump laser radiation and the disk laser radiation.
3. Дисковый лазер по п. 2, отличающийся тем, что плоский отражатель является частью активной пластины, зеркальное покрытие плоского отражателя является частью зеркального покрытия активной пластины, объем активной пластины под пятном возбуждения и пятном изображения является областью возбуждения активной пластины, причем первая оптическая ось проходит через центр пятна возбуждения, преломляется в активной пластине, проходит от пятна возбуждения до внешнего отражателя, преломляется на его вогнутой поверхности, и далее проходит через центр пятна изображения.3. The disk laser according to claim 2, wherein the flat reflector is part of the active plate, the mirror coating of the flat reflector is part of the mirror coating of the active plate, the volume of the active plate under the excitation spot and the image spot is the excitation region of the active plate, the first optical axis passes through the center of the excitation spot, refracts in the active plate, passes from the excitation spot to the external reflector, refracts on its concave surface, and then passes through tr image spot.
4. Дисковый лазер по п. 1, отличающийся тем, что активная пластина выполнена из кристалла соединений А2В6, легированного ионами переходных металлов.4. The disk laser according to claim 1, characterized in that the active plate is made of a crystal of compounds A2B6 doped with transition metal ions.
5. Дисковый лазер по п. 1, отличающийся тем, что активная пластина, хладопроводящая подложка и отражающий слой между ними выполнены в виде единой гетероструктуры со встроенным брэгговским зеркалом.5. The disk laser according to claim 1, characterized in that the active plate, the cold-conducting substrate and the reflective layer between them are made in the form of a single heterostructure with an integrated Bragg mirror.
6. Дисковый лазер по п. 3, отличающийся тем, что активная пластина, хладопроводящая подложка и отражающий слой между ними выполнены в виде единой гетероструктуры с встроенным брэгговским зеркалом.6. The disk laser according to claim 3, characterized in that the active plate, the cold-conducting substrate and the reflective layer between them are made in the form of a single heterostructure with an integrated Bragg mirror.
7. Дисковый лазер по любому п. 5 или 6, отличающийся тем, что гетероструктура выполнена из соединений А2В6 или А3В5.7. Disk laser according to any one of claims 5 or 6, characterized in that the heterostructure is made of compounds A2B6 or A3B5.
8. Дисковый лазер по п. 1, отличающийся тем, что вогнутая поверхность внешнего отражателя является поверхностью параболоида вращения вокруг второй оптической оси.8. The disk laser according to claim 1, characterized in that the concave surface of the external reflector is the surface of a paraboloid of revolution around the second optical axis.
9. Дисковый лазер по п. 1, отличающийся тем, что внешний отражатель выполнен из прозрачного материала для излучения лазера накачки, его зеркальное покрытие на вогнутой поверхности имеет высокий коэффициент пропускания для излучения лазера накачки в области пересечения пучка лазера накачки с вогнутой поверхностью и высокий коэффициент отражения для оставшейся поверхности, и внешняя поверхность внешнего отражателя имеет просветляющее покрытие, по меньшей мере, в области пересечения пучка накачки этой поверхности.9. The disk laser according to claim 1, characterized in that the external reflector is made of a transparent material for pump laser radiation, its mirror coating on the concave surface has a high transmittance for the pump laser radiation at the intersection of the pump laser beam with the concave surface and a high coefficient reflection for the remaining surface, and the outer surface of the external reflector has an antireflection coating, at least in the region where the pump beam intersects this surface.
10. Дисковый лазер по п. 1, отличающийся тем, что внешний отражатель имеет отверстие, через которое проходит пучок излучения лазера накачки, и его зеркальное покрытие на вогнутой поверхности имеет высокий коэффициент отражения для излучения лазера накачки.10. The disk laser according to claim 1, characterized in that the external reflector has an opening through which the pump laser beam passes, and its mirror coating on the concave surface has a high reflection coefficient for the pump laser radiation.
11. Дисковый лазер по п. 9, отличающийся тем, что внешний отражатель выполнен из материала прозрачного для излучения дискового лазера, его зеркальное покрытие на вогнутой поверхности имеет высокий коэффициент пропускания излучения дискового лазера в области вблизи точки пересечения первой оптической оси с вогнутой поверхностью, и внешняя поверхность внешнего отражателя имеет просветляющее покрытие, по меньшей мере, вблизи точки пересечения первой оптической оси с этой поверхностью.11. The disk laser according to claim 9, characterized in that the external reflector is made of a disk laser radiation-transparent material, its mirror coating on the concave surface has a high transmittance of radiation from the disk laser in the region near the point of intersection of the first optical axis with the concave surface, and the outer surface of the external reflector has an antireflection coating, at least near the point of intersection of the first optical axis with this surface.
12. Дисковый лазер по п. 10, отличающийся тем, что внешний отражатель выполнен из материала прозрачного для излучения дискового лазера, его зеркальное покрытие на вогнутой поверхности имеет высокий коэффициент пропускания излучения дискового лазера в области вблизи точки пересечения первой оптической оси с вогнутой поверхностью, и внешняя поверхность внешнего отражателя имеет просветляющее покрытие, по меньшей мере, вблизи точки пересечения первой оптической оси с этой поверхностью.12. The disk laser according to claim 10, characterized in that the external reflector is made of a radiation-transparent disk laser material, its mirror coating on the concave surface has a high transmittance of radiation from the disk laser in the region near the intersection of the first optical axis with the concave surface, and the outer surface of the external reflector has an antireflection coating, at least near the point of intersection of the first optical axis with this surface.
13. Дисковый лазер по п. 9, отличающийся тем, что внешний отражатель имеет, по меньшей мере, одно отверстие вблизи точки пересечения первой оптической оси с внешним отражателем.13. The disk laser according to claim 9, characterized in that the external reflector has at least one hole near the point of intersection of the first optical axis with the external reflector.
14. Дисковый лазер по п. 10, отличающийся тем, что внешний отражатель имеет, по меньшей мере, одно отверстие вблизи точки пересечения первой оптической оси с внешним отражателем.14. The disk laser according to claim 10, characterized in that the external reflector has at least one hole near the point of intersection of the first optical axis with the external reflector.
15. Дисковый лазер по любому из пп. 11, 12, 13 и 14, отличающийся тем, что первая оптическая ось пересекает внешний отражатель в двух точках и преломляется на вогнутой поверхности внешнего отражателя в одной точке, вблизи которой зеркальное покрытие на вогнутой поверхности внешнего отражателя выполнено высокоотражающим для излучения дискового лазера.15. Disk laser according to any one of paragraphs. 11, 12, 13 and 14, characterized in that the first optical axis intersects the external reflector at two points and is refracted on the concave surface of the external reflector at one point, near which the mirror coating on the concave surface of the external reflector is highly reflective for radiation from a disk laser.
16. Дисковый лазер, состоящий из оптического резонатора с первой оптической осью, вдоль которой распространяется генерируемое излучение внутри оптического резонатора; активной пластины, имеющей первую поверхность и вторую поверхность, размещенной внутри оптического резонатора и закрепленной на хладопроводящей подложке своей первой поверхностью; лазера накачки; системы фокусировки излучения лазера накачки и многопроходной оптической системы накачки, которая содержит отражающий слой, размещенный между пластиной и подложкой; плоский отражатель с зеркальным покрытием, размещенный рядом с активной пластиной; и, по меньшей мере, один внешний отражатель, имеющий вогнутую поверхность с зеркальным покрытием; в котором пучок излучения лазера накачки первоначально фокусируется в пятно возбуждения на второй поверхности активной пластины в месте пересечения первой оптической осью; проходит через активную пластину, частично поглощаясь в ней; отражается от отражающего слоя; вновь проходит через активную пластину, снова частично поглощаясь в ней; направляется на один из внешних отражателей многопроходной системы накачки; отражаясь от него, фокусируется этим отражателем в пятно изображения на поверхности плоского отражателя с зеркальным покрытием; отражаясь от него и одного из внешних отражателей, возвращается в пятно возбуждения; и процесс повторяется до практически полного поглощения излучения лазера накачки в области возбуждения активной пластине, отличающийся тем, что отражающий слой выполнен в виде высоко отражающего для излучения лазера накачки и излучения дискового лазера зеркального покрытия, нанесенного на первую поверхность активной пластины; плоский отражатель является частью активной пластины; зеркальное покрытие плоского отражателя является частью зеркального покрытия активной пластины; объем активной пластины под пятном возбуждения и пятном изображения является областью возбуждения активной пластины; активная пластина выполнена из кристалла соединений А2В6, легированного ионами переходных металлов; многопроходная оптическая система накачки представляет собой полуконцентрический резонатор с единственным внешним отражателем, имеющим вторую оптическую ось и характеризуемым фокусным расстоянием, в котором на двойном фокусном расстоянии от внешнего отражателя перпендикулярно второй оптической оси размещен отражающий слой; система фокусировки расположена между лазером накачки и активной пластиной таким образом, что пучок излучение лазера накачки направляется к пластине под углом падения, большим половины угла схождения пучка, и фокусируется в пятно возбуждения вблизи точки пересечения второй оптической оси со второй поверхностью активной пластины, не включающее эту точку; центр пятна возбуждения отстоит от этой точки на расстоянии, превышающем половину диаметра пучка лазера накачки на двойном фокусном расстоянии от пятна возбуждения; и внешний отражатель имеет форму с ограниченными поперечными размерами, позволяющую вводить в полуконцетрический резонатор и выводить из него пучки лазера накачки и генерируемого излучения, не пересекая вогнутую поверхность внешнего отражателя, на которой зеркальное покрытие является однородным и высоко отражающим для излучения лазера накачки.16. A disk laser consisting of an optical cavity with a first optical axis along which the generated radiation propagates inside the optical cavity; an active plate having a first surface and a second surface, placed inside the optical resonator and mounted on a cold-conducting substrate with its first surface; pump laser; a focusing system for radiation from a pump laser and a multi-pass optical pump system that includes a reflective layer located between the plate and the substrate; a flat reflector with a mirror coating, located next to the active plate; and at least one external reflector having a concave surface with a mirror coating; in which the pump laser radiation beam is initially focused into the excitation spot on the second surface of the active plate at the intersection of the first optical axis; passes through the active plate, partially absorbed in it; reflected from the reflective layer; again passes through the active plate, again partially absorbed in it; sent to one of the external reflectors of the multipass pump system; being reflected from it, this reflector focuses on the image spot on the surface of a flat reflector with a mirror coating; reflected from him and one of the external reflectors, returns to the spot of excitement; and the process is repeated until the pump laser radiation is almost completely absorbed in the field of excitation of the active plate, characterized in that the reflective layer is made in the form of a highly reflective mirror laser radiation for the pump laser and the radiation of the disk laser deposited on the first surface of the active plate; a flat reflector is part of the active plate; the mirror coating of the flat reflector is part of the mirror coating of the active plate; the volume of the active plate under the excitation spot and the image spot is the area of excitation of the active plate; the active plate is made of a crystal of compounds A2B6 doped with transition metal ions; the multi-pass optical pumping system is a semiconcentric resonator with a single external reflector having a second optical axis and characterized by a focal length, in which a reflective layer is placed perpendicular to the second optical axis at a double focal length; the focusing system is located between the pump laser and the active plate in such a way that the beam from the pump laser is directed to the plate at an angle of incidence greater than half of the beam convergence angle and focuses on the excitation spot near the point of intersection of the second optical axis with the second surface of the active plate, not including point; the center of the excitation spot is separated from this point at a distance exceeding half the diameter of the pump laser beam at a double focal distance from the excitation spot; and the external reflector has a shape with limited transverse dimensions, which allows pump beams and generated radiation to be introduced into and out of the semiconcentric resonator without crossing the concave surface of the external reflector, on which the mirror coating is uniform and highly reflective for the pump laser radiation.
17. Дисковый лазер, состоящий из оптического резонатора с первой оптической осью, вдоль которой распространяется генерируемое излучение внутри оптического резонатора; активной пластины, имеющей первую поверхность и вторую поверхность, размещенной внутри оптического резонатора и закрепленной на хладопроводящей подложке своей первой поверхностью; лазера накачки; системы фокусировки излучения лазера накачки и многопроходной оптической системы накачки, которая содержит отражающий слой, размещенный между пластиной и подложкой; плоский отражатель с зеркальным покрытием, размещенный рядом с активной пластиной; и, по меньшей мере, один внешний отражатель, имеющий вогнутую поверхность с зеркальным покрытием; в котором пучок излучения лазера накачки первоначально фокусируется в пятно возбуждения на второй поверхности активной пластины в месте пересечения первой оптической осью; проходит через активную пластину, частично поглощаясь в ней; отражается от отражающего слоя; вновь проходит через активную пластину, снова частично поглощаясь в ней; направляется на один из внешних отражателей многопроходной системы накачки; отражаясь от него, фокусируется этим отражателем в пятно изображения на поверхности плоского отражателя с зеркальным покрытием; отражаясь от него и одного из внешних отражателей, возвращается в пятно возбуждения; и процесс повторяется до практически полного поглощения излучения лазера накачки в области возбуждения активной пластине, отличающийся тем, что отражающий слой выполнен в виде высоко отражающего для излучения лазера накачки и излучения дискового лазера зеркального покрытия, нанесенного на первую поверхность активной пластины; плоский отражатель является частью активной пластины; зеркальное покрытие плоского отражателя является частью зеркального покрытия активной пластины; объем активной пластины под пятном возбуждения и пятном изображения является областью возбуждения активной пластины; активная пластина, хладопроводящая подложка и отражающий слой между ними выполнены из соединений А2В6 или А3В5 в виде единой гетероструктуры с встроенным брэгговским зеркалом; многопроходная оптическая система накачки представляет собой полуконцентрический резонатор с единственным внешним отражателем, имеющим вторую оптическую ось и характеризуемым фокусным расстоянием, в котором на двойном фокусном расстоянии от внешнего отражателя перпендикулярно второй оптической оси размещен отражающий слой; система фокусировки расположена между лазером накачки и активной пластиной таким образом, что пучок излучение лазера накачки направляется к пластине под углом падения, большим половины угла схождения пучка, и фокусируется в пятно возбуждения вблизи точки пересечения второй оптической оси со второй поверхностью активной пластины, не включающее эту точку; центр пятна возбуждения отстоит от этой точки на расстоянии, превышающем половину диаметра пучка лазера накачки на двойном фокусном расстоянии от пятна возбуждения; и внешний отражатель имеет форму с ограниченными поперечными размерами, позволяющую вводить в полуконцетрический резонатор и выводить из него пучки лазера накачки и генерируемого излучения, не пересекая вогнутую поверхность внешнего отражателя, на которой зеркальное покрытие является однородным и высоко отражающим для излучения лазера накачки.
17. A disk laser consisting of an optical cavity with a first optical axis along which the generated radiation propagates inside the optical cavity; an active plate having a first surface and a second surface, placed inside the optical resonator and mounted on a cold-conducting substrate with its first surface; pump laser; a focusing system for radiation from a pump laser and a multi-pass optical pump system that includes a reflective layer located between the plate and the substrate; a flat reflector with a mirror coating, located next to the active plate; and at least one external reflector having a concave surface with a mirror coating; in which the pump laser radiation beam is initially focused into the excitation spot on the second surface of the active plate at the intersection of the first optical axis; passes through the active plate, partially absorbed in it; reflected from the reflective layer; again passes through the active plate, again partially absorbed in it; sent to one of the external reflectors of the multipass pump system; being reflected from it, this reflector focuses on the image spot on the surface of a flat reflector with a mirror coating; reflected from him and one of the external reflectors, returns to the spot of excitement; and the process is repeated until the pump laser radiation is almost completely absorbed in the field of excitation of the active plate, characterized in that the reflective layer is made in the form of a highly reflective mirror laser radiation for the pump laser and the radiation of the disk laser deposited on the first surface of the active plate; a flat reflector is part of the active plate; the mirror coating of the flat reflector is part of the mirror coating of the active plate; the volume of the active plate under the excitation spot and the image spot is the area of excitation of the active plate; the active plate, the cold-conducting substrate and the reflective layer between them are made of A2B6 or A3B5 compounds in the form of a single heterostructure with an integrated Bragg mirror; the multi-pass optical pumping system is a semiconcentric resonator with a single external reflector having a second optical axis and characterized by a focal length, in which a reflective layer is placed perpendicular to the second optical axis at a double focal length; the focusing system is located between the pump laser and the active plate in such a way that the beam from the pump laser is directed to the plate at an angle of incidence greater than half of the beam convergence angle and focuses on the excitation spot near the point of intersection of the second optical axis with the second surface of the active plate, not including point; the center of the excitation spot is separated from this point at a distance exceeding half the diameter of the pump laser beam at a double focal distance from the excitation spot; and the external reflector has a shape with limited transverse dimensions, which allows pump beams and generated radiation to be introduced into and out of the semiconcentric resonator without crossing the concave surface of the external reflector, on which the mirror coating is uniform and highly reflective for the pump laser radiation.