RU2083040C1

RU2083040C1 - Laser with cylindrical active element

Info

Publication number: RU2083040C1
Application number: RU93003281A
Authority: RU
Inventors: В.И. Тригуб; Г.Б. Бронфельд
Original assignee: Тригуб Виктор Иванович; Бронфельд Геннадий Борисович
Priority date: 1993-01-19
Filing date: 1993-01-19
Publication date: 1997-06-27

Abstract

FIELD: quantum electronics; large solid-state lasers. SUBSTANCE: laser has open optical cavity, pump lamp, solid-state active element in the form of round cylindrical rod provided with longitudinal slots. Width of round cylindrical slot equals radius of active element and its depth equals fifteen hundredths of active element radius. EFFECT: improved design. 1 dwg

Description

Изобретение относится к приборам квантовой электронике, а именно к мощным твердотельным лазерам. The invention relates to devices for quantum electronics, namely to powerful solid-state lasers.

Известен твердотельный лазер, активный элемент которого выполнен в форме круглого цилиндрического стержня (см. Качмарек Ф. Введение в физику лазеров. Пер. с польского М. Мир, 1980, стр. 36). A solid-state laser is known whose active element is in the form of a round cylindrical rod (see F. Kachmarek Introduction to Laser Physics. Transl. From Polish M. Mir, 1980, p. 36).

Однако в известном устройстве значительная часть энергии накачки отбирается кольцевыми модами. Поскольку кольцевые моды не имеют выхода, поэтому запасенная ими энергия переходит в тепловую. However, in the known device, a significant part of the pump energy is selected by ring modes. Since ring modes have no way out, therefore, the energy stored by them goes into thermal energy.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является лазер, описанный в патенте США N 3516013, HO1S3/3, 1970 г. (фиг. 2), активный элемент которого имеет кольцевые канавки. The closest in technical essence and the achieved result is the laser described in US patent N 3516013, HO1S3 / 3, 1970 (Fig. 2), the active element of which has annular grooves.

Недостатком данного лазера является то, что наличие двух смежных боковых зеркал и двух источников накачки в устройстве, размещенным над вогнутостями активного элемента, ухудшают теплоотвод по сравнению с устройством описанном в нашей заявке. The disadvantage of this laser is that the presence of two adjacent side mirrors and two pump sources in a device located above the concavities of the active element impair heat dissipation compared to the device described in our application.

В известном устройстве, содержащем открытый оптический резонатор, лампу накачки, активный элемент в форме круглого цилиндрического стержня, на поверхности которого имеются две продольные (параллельно геометрической оси) цилиндрические канавки шириной равной величине радиуса, активного элемента, а глубиной равной пятнадцати сотым величины радиуса активного элемента. Канавки расположены симметрично относительно геометрической оси активного элемента. In the known device containing an open optical resonator, a pump lamp, an active element in the form of a round cylindrical rod, on the surface of which there are two longitudinal (parallel to the geometric axis) cylindrical grooves with a width equal to the radius of the active element, and a depth equal to fifteen hundredths of the radius of the active element . The grooves are located symmetrically with respect to the geometric axis of the active element.

Использование твердотельного активного элемента в форме кругового цилиндрического стержня, на поверхности которого имеются круглые цилиндрические канавки шириной равной величине радиуса активного элемента, а глубиной равной пятнадцати сотым величины радиуса активного элемента позволяет повысить эффективность использования излучения накачки. The use of a solid-state active element in the form of a circular cylindrical rod, on the surface of which there are circular cylindrical grooves with a width equal to the radius of the active element and a depth equal to fifteen hundredths of the radius of the active element, can increase the efficiency of the use of pump radiation.

Авторам не известны лазеры, имеющие признаки, сходные с отличительными признаками предлагаемого устройства, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "существенные отличия". The authors are not aware of lasers having features similar to the distinguishing features of the proposed device, which allows us to conclude that the criterion of "significant differences" is met.

На чертеже изображен "Лазер с цилиндрическим активным элементом". The drawing shows a "Laser with a cylindrical active element."

Лазер с цилиндрическим активным элементом состоит: из открытого оптического резонатора 1, лампы накачки 2, твердотельного, в форме круглого цилиндрического стержня активного элемента 3, имеющего цилиндрические канавки 4. A laser with a cylindrical active element consists of: an open optical resonator 1, a pump lamp 2, a solid-state, in the form of a round cylindrical rod of the active element 3, having cylindrical grooves 4.

Лазер с цилиндрическим активным элементом работает следующим образом. A laser with a cylindrical active element operates as follows.

Оптическое излучение от лампы накачки 2 попадает на активный элемент - 3, цилиндрические канавки 4 позволяют устранить кольцевые моды и тем самым повысить выходную мощность излучения. Кроме того цилиндрические канавки 4 при подсвете лампой накачки 2 со стороны выпуклости активного элемента 3 позволяют снизить тепловую деформацию активного элемента 3, искажающего волновой фронт световой волны. The optical radiation from the pump lamp 2 falls on the active element 3, the cylindrical grooves 4 make it possible to eliminate ring modes and thereby increase the output radiation power. In addition, the cylindrical grooves 4 when illuminated by a pump lamp 2 from the convex side of the active element 3 can reduce the thermal deformation of the active element 3, distorting the wavefront of the light wave.

Предлагаемый лазер с цилиндрическим активным элементом на поверхности которого имеются цилиндрические канавки шириной равной величине радиуса активного элемента, а глубиной равной пятнадцати сотым величины радиуса активного элемента выгодно отличается от указанного прототипа, так как позволяет более эффективно использовать оптическое излучение накачки. The proposed laser with a cylindrical active element on the surface of which there are cylindrical grooves with a width equal to the radius of the active element, and a depth equal to fifteen hundredths of the radius of the active element compares favorably with the specified prototype, as it allows more efficient use of optical pump radiation.

Активный элемент может быть выполнен из стекла активированного Nd³⁺, Al₂O₃:Cr³⁺ и др.The active element can be made of activated glass Nd ³⁺ , Al ₂ O ₃ : Cr ³⁺ , etc.

Claims

A laser with a cylindrical active element, comprising a pump lamp, an open optical resonator and an active element made in the form of a round cylindrical rod, on the surface of which there are longitudinal grooves, characterized in that the round cylindrical grooves have a width equal to the radius of the active element and a depth of equal to 0.15 of the radius of the active element, and the grooves are located symmetrically with respect to the geometric axis of the active element.