RU2038666C1 - Лазерное генерационное устройство одномодового излучения - Google Patents
Лазерное генерационное устройство одномодового излучения Download PDFInfo
- Publication number
- RU2038666C1 RU2038666C1 RU92007410A RU92007410A RU2038666C1 RU 2038666 C1 RU2038666 C1 RU 2038666C1 RU 92007410 A RU92007410 A RU 92007410A RU 92007410 A RU92007410 A RU 92007410A RU 2038666 C1 RU2038666 C1 RU 2038666C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- laser
- mirror
- radiation
- mode
- active elements
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Lasers (AREA)
Abstract
Использование: квантовая электроника, а именно неодимсодержащие твердотельные технологические лазеры с пассивной модуляцией добротности. Сущность изобретения: устройство содержит закрепленные неподвижно на основании по ходу светового пучка глухое зеркало, пассивный лазерный затвор на кристалле LiF:F , пропускающее концевое зеркало, два активных элемента и пропускающее выходное зеркало. 1 ил.
Description
Изобретение относится к квантовой электронике, а именно к неодимсодержащим твердотельным технологическим лазерам с пассивной модуляцией добротности резонатора, и может быть использовано для получения одномодового импульсно-периодического режима генерации с высокой пространственной яркостью излучения, обладающего большой длиной когерентности и малой расходимостью.
Известен трехкаскадный усилитель одномодового излучения ИАГ Nd-лазера, задающий генератор которого состоит из активного элемента (АЭ) и пассивного лазерного затвора (ПЛЗ) на кристалле LiF F2 -, расположенных в линейном неустойчивом резонаторе между глухим и пропускающим выходным зеркалами [1] Реализация одномодового режима генерации с гауссовым профилем распределения интенсивности достигается тем, что радиус кривизны глухого зеркала и его расположение в резонаторе выбраны из условия соответствия диаметра пятна нулевой моды и диаметра активного элемента.
Недостатками данного устройства являются ограничение мощности выходного излучения и его пространственной яркости вследствие низкой эффективности модуляции ПЛЗ.
Известно также лазерное генерационное устройство одномодового излучения [2] в котором установлены дополнительные пропускающие зеркала после конечного каскада усилителя и между промежуточными каскадами. При этом задающий генератор состоит из последовательно расположенных выпуклого глухого зеркала, АЭ, ПЛЗ на кристалле LiF F2 - и плоского выходного зеркала. Связанный с задающим генератором резонатор образован выходным зеркалом задающего генератора и выпуклым полупрозрачным зеркалом, между которыми последовательно установлены три квантрона.
Недостатком этого устройства является малый ресурс работы ПЛЗ при высокой мощности накачки активных элементов, что обусловлено чрезмерными оптическими и тепловыми нагрузками на ПЛЗ.
Другой недостаток состоит в невозможности использования данного устройства при импульсно-периодической накачке АЭ с высокой средней мощностью излучения. Этот недостаток обусловлен ограниченной тепловой и оптической стойкостью ПЛЗ с высокой средней мощностью излучения. Этот недостаток обусловлен ограниченной тепловой и оптической стойкостью ПЛЗ на кристалле LiF F2 -.
Техническая задача изобретения увеличение мощности одномодового модулированного излучения и ресурса работы ПЛЗ на кристалле LiF F2 -как при непреpывной, так и импульсно-периодической накачке АЭ.
Техническая задача достигается тем, что пассивный лазерный затвор на кристалле LiF F2 - расположен между глухим и концевым зеркалами, а активные элементы расположены последовательно по ходу светового пучка между концевым и выходным пропускающими зеркалами.
Отличие предлагаемого устройства от прототипа является то, что ПЛЗ расположен не между АЭ и выходным зеркалом задающего генератора, а между глухим и концевым зеркалами, при этом активные элементы расположены последовательно по ходу светового пучка между концевым и выходным пропускающими зеркалами.
Предлагаемое лазерное устройство одномодового излучения может быть изготовлено на базе серийно выпускаемых технологических твердотельных лазеров с непрерывной накачкой типа ЛТН-103, ЛТН-120 или лазеров типа ЛИТ-100, ЛИТ-500, ЛТИ-130 с импульсно-периодической накачкой.
Основные преимущества предлагаемого устройства по сравнению с прототипом наиболее отчетливо проявляются при использовании импульсно-периодической накачки с высокими пиковой и средней мощностями.
Например, при использовании в предлагаемом устройстве двух квантронов типа К301В с АЭ из ИАГ Nd размером 6,3х100 мм, криптоновых ламп накачки ДНП-6/90, блока питания от лазера ЛТИ-130, позволяющего изменять частоту накачки от 1 до 30 Гц, генерируются цуги импульсов, следующие с частотой накачки. Цуги состоят из эквидистантных импульсов, длительность которых и частоту следования можно изменять в широких пределах путем изменения начального пропускания ПЛЗ, коэффициента отражения пропускающих зеркал и мощности накачки.
Так, при начальном пропускании ПЛЗ То 40% частоте накачки fн 30 Гц, мощности накачки Рн 5 кВт, пропускании концевого и выходного зеркал τ1 20% τ2 47% средняя мощность лазерного излучения составила Рс 53 Вт, энергия цуга Wц 1,8 Дж, длительность цуга tц 200 мкс, число импульсов в цуге N 143, средняя энергия импульса Wи 12 мДж, длительность tи 50 нс, период их следования Ти 1,4 мкс, максимальная пиковая мощность излучения достигала Рп 250 кВт. Среднюю мощность лазерного излучения измеряли с помощью калориметрического прибора ТПИ-2М и цифрового вольтметра Ф-283 с погрешностью 5% Импульсы излучения регистрировали с помощью лавинного фотодиода ЛФД-2А на запоминающем осциллографе С8-14. Длина когерентности модулированного лазерного излучения, измеренная с помощью интерферометра Майкельсона, составила 14 см, что соответствует ширине спектра генерации 7 пм. Расходимость лазерного излучения по уровню 0,5 составила 1 мрад, т.е. в 15 раз меньше, чем у базового лазера ЛТИ-130.
Применение предлагаемого устройства позволяет в 1,5-2 раза увеличить среднюю и пиковую мощности лазерного излучения и в 2-3 раза ресурс работы ПЛЗ по сравнению с прототипом при одинаковом числе используемых квантронов. Это обусловлено тем, что в предлагаемом устройстве, в отличие от прототипа, через ПЛЗ проходит незначительная часть лазерного излучения, необходимая только для его периодического самопросветления, что сопровождается малыми потерями энергии в первом плече резонатора с ПЛЗ. В то же время в другом плече резонатора, где расположены активные элементы, развивается высокая мощность генерации, что определяет более высокий КПД лазера.
Одномодовый режим генерации в предлагаемом устройстве обеспечивается за счет неустойчивого линейного резонатора с выпуклым концевым и выходным пропускающими зеркалами, что позволяет выделить основную поперечную моду и уменьшить расходимость лазерного излучения. Использование дополнительного пропускающего концевого зеркала в резонаторе лазера позволяет проводить эффективную селекцию продольных мод, что сопровождается увеличением длины когерентности лазерного излучения в 1,5 и более раз по сравнению с пpототипом.
На чертеже приведена оптическая схема предлагаемого лазерного генерационного устройства одномодового излучения.
Устройство содержит закрепленные неподвижно на основании по ходу светового пучка глухое зеркало 1, пассивный лазерный затвор 2 на кристалле LiF F2 -, пропускающее концевое зеркало 3, активные элементы 4 и 5, выходное пропускающее зеркало 6.
Устройство работает следующим образом.
Лазерное излучение, возникающее при оптической накачке активных элементов 4, 5 лампами накачки, частично проходит через пропускающее концевое зеркало 3, ПЛЗ 2 и отражается от глухого зеркала 1. Вследствие периодического самопросветления кристалла LiF F2 - возникает затpавочный импульс излучения, длительность которого определяется временем релаксации возбужденного состояния рабочих F2 - центров. Этот импульс проходит через пропускающее зеркало 3 и активные элементы 4, 5, усиливаясь после многократного отражения между зеркалами 3 и 6. Возникающее таким образом мощное модулированное лазерное излучение выводится через пропускающее выходное зеркало 6.
Выделение основной поперечной моды осуществляется путем перемещения зеркал 3 и 6 вдоль оптической оси резонатора так, чтобы диаметр пятна нулевой моды равнялся диаметру активного элемента, что обуславливает лучшее заполнение активных элементов и, как результат, большой энергосъем и КПД лазера. При этом на люминесцентном экране, расположенном на выходе лазерного устройства, наблюдают с помощью объектива одномодовую структуру излучения с гауссовым профилем распределения интенсивности.
Claims (1)
- ЛАЗЕРНОЕ ГЕНЕРАЦИОННОЕ УСТРОЙСТВО ОДНОМОДОВОГО ИЗЛУЧЕНИЯ, содержащее один или более активных элементов и пассивный лазерный затвор на кристалле LiF:F
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU92007410A RU2038666C1 (ru) | 1992-11-20 | 1992-11-20 | Лазерное генерационное устройство одномодового излучения |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU92007410A RU2038666C1 (ru) | 1992-11-20 | 1992-11-20 | Лазерное генерационное устройство одномодового излучения |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU92007410A RU92007410A (ru) | 1995-02-27 |
RU2038666C1 true RU2038666C1 (ru) | 1995-06-27 |
Family
ID=20132308
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU92007410A RU2038666C1 (ru) | 1992-11-20 | 1992-11-20 | Лазерное генерационное устройство одномодового излучения |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2038666C1 (ru) |
-
1992
- 1992-11-20 RU RU92007410A patent/RU2038666C1/ru active
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
1. Басиев Т.Т. и др. Трехкаскадный усилитель одномодового излучения ИАГ: Nd - лазера с пассивным затвором на кристалле LiF:F(2)(-). Квантовая электроника/ 1991, т.18, N 7, с.822-824. * |
2. Басиев Т.Т. и др. Модуляция добротности ИАГ Nd - лазера с линейным трехзеркальным резонатором кристаллами LiF:F(2)(-). "Квантовая электроника", 1992, т.19, N 8, с.772-773. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP0744089B1 (en) | Passively q-switched picosecond microlaser | |
US4914663A (en) | Generation of short high peak power pulses from an injection mode-locked Q-switched laser oscillator | |
Wang et al. | Picosecond laser pulse generation in a monolithic self-Q-switched solid-state laser | |
US5046184A (en) | Method and apparatus for passive mode locking high power lasers | |
US4860301A (en) | Multiple crystal pumping cavity laser with thermal and mechanical isolation | |
RU2038666C1 (ru) | Лазерное генерационное устройство одномодового излучения | |
Basiev et al. | High-average-power SRS conversion of radiation in a BaWO4 crystal | |
JPH02500943A (ja) | ラーマン空洞ダンプレーザ | |
Hausherr et al. | Influence of saturable-absorber transmission and optical pumping on the reproducibility of passive mode locking | |
Ewart | Frequency tunable, nanosecond duration pulses from flashlamp pumped dye lasers by pulsed Q-modulation | |
McIntyre et al. | Linewidth-determining processes in distributed feedback dye lasers | |
Basiev et al. | Q switching of a periodic-pulse-pumped industrial Nd: YAG laser by means of F2−-LiF crystals | |
US3493885A (en) | Photobleachable q-spoiler dye for laser operation | |
RU2056686C1 (ru) | Лазерное многокаскадное генераторно-усилительное устройство | |
Basiev et al. | Three-stage amplifier of single-mode radiation generated by a YAG: Nd laser with a passive switch made of an LiF: F2-crystal | |
RU2044066C1 (ru) | Лазерное устройство одномодового модулированного излучения для термической обработки материалов | |
Ernsting et al. | Undamped relaxation oscillations due to self-gain-switching of laser dye mixtures | |
Ogino et al. | Single-frequency injection seeded pulsed Ti: Al2O3 ring laser | |
Knox | Revolution in femtosecond near-infrared pulse generation | |
Dashkevich et al. | Eye-Safe KGd (WO 4) 2: Nd Laser: Nano-and Subnanosecond Pulse Generation in Self-Frequency Raman Conversion Mode with Active Q-Switching | |
Huber et al. | Q-switching of a diode cladding-pumped Erbium Fibrelaser at 2.7 μm | |
Agnesi et al. | The effect of transverse multi-mode oscillation in passively modelocked solid-state lasers | |
Ustimenko et al. | Peculiarities of dynamics of oscillation of Q-switched Nd: YAG and Nd: KGW minilasers | |
Bagnasco et al. | Two frequency self-injected flashlamp pumped dye laser for nonlinear optics experiments | |
Al'tshuler et al. | Amplification of picosecond pulses in a synchronously pumped dye laser |