RU2176121C2

RU2176121C2 - Amplifier

Info

Publication number: RU2176121C2
Application number: RU2000102341/28A
Authority: RU
Inventors: В.В. Мальцев
Original assignee: Мальцев Виктор Васильевич
Priority date: 2000-02-02
Filing date: 2000-02-02
Publication date: 2001-11-20

Abstract

FIELD: laser engineering; solid-state laser-beam amplifiers. SUBSTANCE: amplifier has three systems of parallel active media spaced apart through certain angle and also pairs of convex and concave mirrors whose optical axes are parallel to active media. Master oscillator radiation is conveyed by means of partially reflecting plate to amplifier along optical axes of mirror pairs. Radiation over active medium makes several passes , is amplified, and arrives at adaptive mirror through hole; adaptive mirror reflects this radiation precisely in reverse direction. Amplified radiation is passed through plate in the form of coherent beam. EFFECT: provision for almost equal thermal conditions for all active media of amplifier. 2 cl, 10 dwg

Description

Усилитель относится к лазерной технике, в частности к твердотельным усилителям лазерного излучения. The amplifier relates to laser technology, in particular to solid-state laser radiation amplifiers.

Известно положительное решение о выдаче патента на изобретение "Лазер" автора данной заявки [1]. Лазер содержит активную среду с формой сечения в виде исходящих из приосевой области секторов, геометрические вершины которых находятся на оптической оси лазера. Недостатком лазера является генерация нескольких когерентных между собой пучков, которые не заполняют полностью апертуру, ограничивающую размер сечения активной среды, что ослабляет осевую силу пучка в дальней зоне [2] из-за дифракции на границах каждого пучка. A positive decision is known on the grant of a patent for the invention of "Laser" by the author of this application [1]. The laser contains an active medium with a cross-sectional shape in the form of sectors emanating from the axial region, the geometric vertices of which are located on the optical axis of the laser. The disadvantage of the laser is the generation of several coherent beams that do not completely fill the aperture, which limits the size of the active medium cross section, which weakens the axial force of the beam in the far zone [2] due to diffraction at the boundaries of each beam.

Известен многоканальный усилитель, содержащий большое количество активных сред [3]. В усилителе несколько каналов активных сред обеспечивают облучение мишени с разных сторон. Недостатком усилителя является отсутствие сплошной апертуры лазерного пучка, что ограничивает осевую силу пучка в дальней зоне. Known multi-channel amplifier containing a large number of active media [3]. In the amplifier, several channels of active media provide irradiation of the target from different sides. The disadvantage of the amplifier is the lack of a continuous aperture of the laser beam, which limits the axial force of the beam in the far zone.

Известен усилитель автора данной заявки [4] - прототип. Усилитель содержит несколько активных сред, которые образуют несколько систем активных сред, ориентированных под углом друг к другу. В каждой системе активные среды расположены параллельно. Усилитель содержит также несколько пар зеркал, состоящих из выпуклого и выгнутого зеркал. При этом оптические оси пар зеркал параллельны активным средам, и активные среды всех систем расположены между выпуклыми и вогнутыми зеркалами пар зеркал. Количество систем активных сред определяется величиной коэффициента увеличения пары зеркал, то есть телескопа из вогнутого и выпуклого зеркал, между которыми находятся активные среды, то есть отношения радиусов вогнутого и выпуклого зеркал. Если отношение радиусов зеркал больше трех, то площадь выпуклых зеркал, то есть площадь областей, не занятых излучением в первых двух системах, будет в девять раз меньше площади областей, занятых излучением. При этом осевая сила пучка по сравнению с осевой силой пучка без пустых областей изменится несущественно и третья система активных сред не нужна, то есть усилитель будет содержать только две первые системы активных сред. Если отношение радиусов вогнутого и выпуклого зеркал меньше двух, то площадь выпуклых зеркал, то есть областей, не занятых излучением, будет больше одной четверти от площади областей, занятых излучением. В этом случае для заполнения пустых областей потребуется третья система активных сред, а если в ней также отношение радиусов зеркал будет меньше двух, то потребуется и четвертая система активных сред для создания пучка почти сплошного сечения. В диапазоне отношения радиусов 2-3 потребуется только третья система активных сред. Усилитель содержит также системы сведения первых двух систем активных сред и третьей системы активных сред, при этом оптические оси пар зеркал различных систем активных сред пересекаются друг с другом в плоскостях систем сведения. Причем в проекции вдоль оптических осей пар зеркал на поверхность первой системы сведения активные среды первой системы расположены дополнительно к активным средам второй системы до сплошного заполнения активными средами поверхности первой системы сведения. Поверхность первой системы сведения в областях проекций активных сред одной системы выполнена отражающей, а в областях проекций активных сред другой системы выполнена пропускающей. Системы сведения выполнены в виде прозрачных пластин. Активные среды первых двух систем в сечении, перпендикулярном оптической оси, выполнены в виде приосевой области с исходящими из нее секторами, геометрические вершины которых расположены на оптической оси, а внешние границы сектора ограничены замкнутым многоугольником, расположенным вокруг оптической оси, - признак автора. Для более полного заполнения апертуры усилителя излучением в области проекций выпуклых зеркал первых двух систем на поверхность первой системы сведения усилитель содержит третью систему активных сред, которые имеют в сечении шестигранную форму с размером выпуклых зеркал первых двух систем. Оптические оси пар зеркал третьей системы пересекаются с оптическими осями пар зеркал первых двух систем в плоскости второй системы сведения. Недостатком усилителя является невозможность использования активных сред первых двух систем в качестве активных сред третьей системы - из-за их формы. Недостатком усилителя является также неравенство тепловых условий работы активных сред в третьей и первых двух системах, то есть неравенство времени охлаждения активных сред до начальной температуры, при которой можно производить следующий пуск. У активных сред большого объема, то есть большого размера поперечного сечения, скорость охлаждения зависит от среднего размера поперечного сечения, поскольку градиент температуры в активной среде большого объема ограничен предельно допустимыми напряжениями, то есть прочностью активной среды. Средний размер сечения шестигранной активной среды третьей системы больше среднего размера одного сектора активной среды первых двух систем, так как их площади различаются в полтора раза. При этом время охлаждения активной среды третьей системы больше, чем время охлаждения активных сред первых двух систем. Known amplifier of the author of this application [4] is a prototype. The amplifier contains several active media, which form several systems of active media, oriented at an angle to each other. In each system, active media are arranged in parallel. The amplifier also contains several pairs of mirrors, consisting of convex and curved mirrors. In this case, the optical axis of the mirror pairs are parallel to the active media, and the active media of all systems are located between the convex and concave mirrors of the mirror pairs. The number of active medium systems is determined by the magnitude of the coefficient of increase of a pair of mirrors, that is, a telescope from concave and convex mirrors, between which there are active media, that is, the ratio of the radii of the concave and convex mirrors. If the ratio of the radii of the mirrors is greater than three, then the area of the convex mirrors, that is, the area of the areas not occupied by radiation in the first two systems, will be nine times smaller than the area of the areas occupied by radiation. In this case, the axial force of the beam compared to the axial force of the beam without empty regions does not change significantly and the third system of active media is not needed, that is, the amplifier will contain only the first two systems of active media. If the ratio of the radii of the concave and convex mirrors is less than two, then the area of the convex mirrors, that is, the areas not occupied by radiation, will be more than one quarter of the area of the areas occupied by radiation. In this case, to fill in the empty regions, a third system of active media is required, and if the ratio of the radii of the mirrors in it is also less than two, then a fourth system of active media will be required to create a beam of almost continuous cross section. In the range of the ratio of radii of 2-3, only a third system of active media is required. The amplifier also contains information systems of the first two systems of active media and the third system of active media, while the optical axis of the pairs of mirrors of different systems of active media intersect each other in the planes of the information systems. Moreover, in the projection along the optical axes of the pairs of mirrors on the surface of the first mixing system, the active media of the first system are located in addition to the active media of the second system until the active media completely fill the surface of the first mixing system. The surface of the first information system in the projection areas of the active media of one system is reflective, and in the projection areas of the active media of another system is transmissive. Information systems are made in the form of transparent plates. The active media of the first two systems in the cross section perpendicular to the optical axis are made in the form of an axial region with sectors emanating from it, the geometrical vertices of which are located on the optical axis, and the external boundaries of the sector are limited by a closed polygon located around the optical axis - this is a sign of the author. For a more complete filling of the amplifier aperture with radiation in the area of the projections of the convex mirrors of the first two systems onto the surface of the first mixing system, the amplifier contains a third system of active media that are hexagonal in cross section with the size of the convex mirrors of the first two systems. The optical axes of the mirror pairs of the third system intersect with the optical axes of the mirror pairs of the first two systems in the plane of the second information system. The disadvantage of the amplifier is the inability to use the active media of the first two systems as active media of the third system - because of their shape. The disadvantage of the amplifier is also the inequality of the thermal conditions of the active media in the third and first two systems, that is, the inequality in the cooling time of the active media to the initial temperature at which the next start can be made. For active media of large volume, that is, a large cross-sectional size, the cooling rate depends on the average size of the cross-section, since the temperature gradient in the active medium of a large volume is limited by the maximum allowable stresses, i.e. the strength of the active medium. The average cross-sectional size of the hexagonal active medium of the third system is larger than the average size of one sector of the active medium of the first two systems, since their areas differ by one and a half times. Moreover, the cooling time of the active medium of the third system is longer than the cooling time of the active media of the first two systems.

Задачей изобретения является сближение тепловых условий работы активных сред всех систем. The objective of the invention is the approximation of thermal conditions of the active media of all systems.

Сущность изобретения заключается в том, что в первых двух системах активных сред вокруг оптических осей одной или нескольких пар зеркал расположено несколько активных сред, каждая из которых в сечении, перпендикулярном оптической оси, имеет форму, ограниченную сектором, исходящим от оптической оси, и замкнутым многоугольником, расположенным вокруг оптической оси, при этом активные среды при каждой паре зеркал или выполнены с одинаковой длиной оптического пути вдоль оптической оси пары, или одно из зеркал или оба зеркала пары выполнены из нескольких частей соответственно количеству активных сред, причем для всех частей зеркал оптическая ось пары является общей оптической осью. The essence of the invention lies in the fact that in the first two active media systems around the optical axes of one or more pairs of mirrors there are several active media, each of which in a section perpendicular to the optical axis has a shape limited by a sector emanating from the optical axis and a closed polygon located around the optical axis, wherein the active media for each pair of mirrors are either made with the same optical path length along the optical axis of the pair, or one of the mirrors or both mirrors of the pair are made and several parts corresponding to the number of active media, wherein all parts of the mirrors optical axis is a pair of the common optical axis.

Сущность изобретения заключается также в том, что в парах зеркал первых двух систем активных сред отношения радиусов вогнутого и выпуклого зеркал равно двум, и в третьей системе активных сред вокруг оптических осей одной или нескольких пар зеркал расположены симметрично две активные среды, такие же, как в первых двух системах активных сред, но ориентированные боковыми сторонами к оптической оси и друг к другу. The essence of the invention also lies in the fact that in the pairs of mirrors of the first two active media systems, the ratios of the concave and convex mirrors are equal to two, and in the third active media system, two active media are symmetrically located around the optical axes of one or more pairs of mirrors, the same as in the first two systems of active media, but oriented laterally to the optical axis and to each other.

В первых двух системах активных сред вокруг оптических осей одной или нескольких пар зеркал расположены несколько активных сред. Активная среда в третьей системе активных сред в сечении, перпендикулярном оптической оси, должна иметь размеры, равные или не меньше размеров выпуклого зеркала в парах зеркал первых двух систем. При фокусировке излучения далеко за пределами усилителя выпуклые и вогнутые зеркала в усилителе расположены почти софокусно, то есть образуют почти телескопическую систему. Размеры вогнутых зеркал равны поперечным размерам активных сред, а размеры выпуклых зеркал меньше размеров вогнутых зеркал в коэффициент увеличения телескопа раз, то есть меньше в отношение радиусов вогнутого и выпуклого зеркал раз. Для наиболее часто используемых в твердотельных усилителях коэффициентов увеличения телескопов, лежащих в интервале 2-3, размер активных сред третьей системы в сечении, перпендикулярном оптической оси, должен быть в 2-3 раза меньше размера активных сред первых двух систем в том же сечении. Расположение двух активных сред вокруг оптической оси позволяет вдвое уменьшить поперечные размеры одной активной среды первых двух систем по сравнению с прототипом, то есть приблизить их размеры к размерам активной среды, необходимой для третьей системы. Расположение вокруг оптической оси трех и более активных сред позволяет использовать в первых двух системах активные среды, поперечные размеры которых меньше размеров выпуклого зеркала, то есть из которых можно составлять активную среду для третьей системы. Сближение поперечных размеров активных сред первых двух систем и третьей системы позволяет сблизить тепловые условия работы активных сред всех систем, то есть сблизить время их охлаждения до начальной температуры. In the first two systems of active media, several active media are located around the optical axes of one or more pairs of mirrors. The active medium in the third system of active media in a cross section perpendicular to the optical axis must have dimensions equal to or not less than the dimensions of a convex mirror in pairs of mirrors of the first two systems. When the radiation is focused far beyond the amplifier, the convex and concave mirrors in the amplifier are almost confocal, that is, they form an almost telescopic system. The dimensions of concave mirrors are equal to the transverse dimensions of the active media, and the dimensions of convex mirrors are smaller than the dimensions of concave mirrors by a factor of a telescope magnification, that is, smaller by the ratio of the radii of a concave and convex mirrors times. For the most frequently used in solid-state amplifiers amplification factors of telescopes lying in the range of 2-3, the size of the active media of the third system in a section perpendicular to the optical axis should be 2-3 times smaller than the size of the active media of the first two systems in the same section. The location of the two active media around the optical axis allows to halve the transverse dimensions of one active medium of the first two systems in comparison with the prototype, that is, to bring their dimensions closer to the dimensions of the active medium required for the third system. The location around the optical axis of three or more active media allows the use of active media in the first two systems, the transverse dimensions of which are smaller than the dimensions of a convex mirror, that is, from which it is possible to form an active medium for the third system. The convergence of the transverse dimensions of the active media of the first two systems and the third system makes it possible to bring together the thermal operating conditions of the active media of all systems, that is, to bring their cooling time closer to the initial temperature.

В сечении, перпендикулярном оптической оси, активные среды имеют форму, ограниченную сектором, исходящим от оптической оси, и замкнутым многоугольником, расположенным вокруг оптической оси. Это позволяет составлять из таких активных сред активную среду, размеры и формы которой в сечении, перпендикулярном оптической оси, совпадают с размерами и формой выпуклого зеркала или совпадают с большей частью формы выпуклого зеркала, то есть с размерами и формой активной среды, необходимой для третьей системы активных сред. Другие формы активных сред, например круглые, не позволяют сформировать из активных сред первых двух систем активную среду для третьей системы. In a cross section perpendicular to the optical axis, the active media have a shape bounded by a sector emanating from the optical axis and a closed polygon located around the optical axis. This allows one to compose an active medium from such active media, the dimensions and shapes of which in the cross section perpendicular to the optical axis coincide with the dimensions and shape of the convex mirror or coincide with most of the shape of the convex mirror, that is, with the dimensions and shape of the active medium necessary for the third system active environments. Other forms of active media, for example round ones, do not allow the active medium for the third system to be formed from the active media of the first two systems.

Активные среды при каждой паре зеркал или выполнены с одинаковой длиной оптического пути вдоль оптической оси пары или одно из зеркал или оба зеркала пары выполнены из нескольких частей соответственно количеству активных сред. Каждая пара зеркал с активными средами, расположенными вокруг оптической оси пары, образует один канал усилителя. Пучки излучения от всех каналов усилителя фазируются между собой, при этом образуется один когерентный пучок всего усилителя большого диаметра. Для фазирования каналов пучки должны быть сфазированы также внутри каждого канала. Пучки, проходящие между сферическими зеркалами через активные среды, останутся сфазированными, когда они проходят по активным средам одинаковую длину оптического пути или когда они будут дополнительно сфазированы в случае различных длин оптического пути активных сред. Выполнение одного из зеркал или обоих зеркал пары из нескольких частей соответственно количеству активных сред позволяет выполнить эти части зеркал с возможностью независимых микроперемещений и таким образом сфазировать между собой пучки, проходящие через разные активные среды. Фазировка пучков уменьшает расходимость суммарного пучка и увеличивает его осевую силу. Active media for each pair of mirrors or are made with the same optical path length along the optical axis of the pair or one of the mirrors or both mirrors of the pair are made of several parts, respectively, to the number of active media. Each pair of mirrors with active media located around the optical axis of the pair forms one amplifier channel. The radiation beams from all channels of the amplifier are phased among themselves, while one coherent beam of the entire large-diameter amplifier is formed. For phasing the channels, the beams must also be phased inside each channel. Beams passing between spherical mirrors through active media will remain phased when they pass through the active media for the same optical path length or when they are additionally phased in case of different optical path lengths of the active media. The execution of one of the mirrors or both mirrors of a pair of several parts, corresponding to the number of active media, allows these parts of the mirrors to be capable of independent microdisplacement and thus to phase out beams passing through different active media. Beam phasing reduces the divergence of the total beam and increases its axial force.

Для всех частей зеркал оптическая ось пары является общей оптической осью. Это позволяет фазировать пучки в одном направлении и фокусировать за счет перемещения зеркал общий пучок в одной точке. For all parts of the mirrors, the optical axis of the pair is the common optical axis. This makes it possible to phase the beams in one direction and to focus by moving the mirrors the common beam at one point.

В парах зеркал первых двух систем отношения радиусов вогнутого и выпуклого зеркал равно двум, при этом зеркала расположены почти софокусно, то есть образуют фокусирующий телескоп с коэффициентом увеличения, равным двум. В этом случае в первых двух системах активных сред поперечный размер выпуклого зеркала вдвое меньше размера вогнутого зеркала и равен размеру одной активной среды по радиусу от оптической оси. При этом форма активных сред первых двух систем, ограниченная секторами, исходящими от оптической оси, и многоугольником, расположенным вокруг оптической оси, позволяет сформировать активную среду для третьей системы активных сред с поперечными размерами или большей частью поперечных размеров, точно равных размерам выпуклого зеркала. In the pairs of mirrors of the first two systems, the ratio of the radii of the concave and convex mirrors is two, while the mirrors are almost confocal, that is, they form a focusing telescope with a magnification factor of two. In this case, in the first two systems of active media, the transverse size of the convex mirror is half the size of the concave mirror and is equal to the size of one active medium along the radius from the optical axis. Moreover, the shape of the active media of the first two systems, limited by the sectors emanating from the optical axis, and the polygon located around the optical axis, allows us to form an active medium for the third system of active media with transverse dimensions or most of the transverse dimensions exactly equal to the dimensions of a convex mirror.

Третья система активных сред выполнена и ориентирована аналогично первым двум системам активных сред. При этом в третьей системе активных сред вокруг оптических осей одной или нескольких пар зеркал расположены симметрично две активные среды, такие же, как в первых двух системах активных сред, но ориентированные боковыми сторонами к оптической оси и друг к другу. При этом в сечении, перпендикулярном оптической оси, оптическая ось пары зеркал расположена на равном расстоянии от краев сторон каждой активной среды и края сторон активных сред расположены на одинаковом расстоянии друг от друга. То есть активные среды расположены симметрично вокруг оптической оси, рядом с оптической осью так, что между активными средами существует небольшая щель для прохождения хладагента. В сечении, перпендикулярном оптической оси, стороны активных сред совпадают с несколькими сторонами выпуклого зеркала первых двух систем. Существование щели для прохождения хладагента между активными средами позволяет сблизить тепловые условия активных сред третьей и первых двух систем, то есть сблизить время охлаждения активных сред всех систем после работы усилителя до начальной температуры. Небольшая щель не приводит к существенным потерям излучения, поскольку ее площадь мала по сравнению с площадью сечения активной среды и площадью усиливаемого пучка излучения, проходящего наиболее близко к оптической оси, в центре которого излучение отсутствует. Активные среды могут быть выполнены с возможностью перемещений, то есть в момент пуска они прижаты друг к другу, а после пуска их раздвигают для охлаждения. The third system of active media is made and oriented similarly to the first two systems of active media. Moreover, in the third system of active media around the optical axes of one or more pairs of mirrors are symmetrically two active media, the same as in the first two systems of active media, but oriented laterally to the optical axis and to each other. Moreover, in a section perpendicular to the optical axis, the optical axis of the pair of mirrors is located at an equal distance from the edges of the sides of each active medium and the edges of the sides of the active media are located at the same distance from each other. That is, the active media are located symmetrically around the optical axis, next to the optical axis so that between the active media there is a small gap for the passage of refrigerant. In a section perpendicular to the optical axis, the sides of the active media coincide with several sides of the convex mirror of the first two systems. The existence of a gap for the passage of refrigerant between the active media makes it possible to bring the thermal conditions of the active media of the third and first two systems closer, that is, to bring the cooling time of the active media of all systems after the amplifier has been operated to the initial temperature. A small gap does not lead to significant radiation losses, since its area is small compared to the cross-sectional area of the active medium and the area of the amplified radiation beam passing closest to the optical axis, in the center of which there is no radiation. Active media can be made with the possibility of movement, that is, at the time of start-up they are pressed against each other, and after start-up they are moved apart for cooling.

Использование в третьей системе таких же активных сред, как и в первых двух системах, позволяет использовать одинаковую технологию их изготовления. Одинаковые активные среды позволяют также компоновать пары зеркал на периферии и внутри систем активных сред различным количеством активных сред. Выход из строя одной активной среды не требует замены также и других активных сред, так как активные среды не связаны между собой. The use of the same active media in the third system as in the first two systems allows the use of the same technology for their manufacture. Identical active media also make it possible to assemble pairs of mirrors at the periphery and inside active media systems with a different number of active media. The failure of one active medium does not require replacement of other active media either, since the active media are not interconnected.

На фиг.1 изображена схема продольного сечения усилителя с тремя системами активных сред. Figure 1 shows a diagram of a longitudinal section of an amplifier with three active medium systems.

На фиг. 2 изображена схема продольного и поперечных сечений одного канала первых двух систем активных сред с двумя активными средами вокруг оптической оси пары зеркал. In FIG. 2 is a diagram of longitudinal and cross sections of one channel of the first two active medium systems with two active media around the optical axis of a pair of mirrors.

На фиг. 3 изображена схема продольного и поперечных сечений одного канала третьей системы активных сред, дополнительной к первым двум системам с двумя активными средами вокруг оптической оси пары зеркал. In FIG. 3 shows a diagram of longitudinal and cross sections of one channel of a third active medium system, additional to the first two systems with two active media around the optical axis of a pair of mirrors.

На фиг. 4 изображены поперечные сечения первых двух систем активных с двумя активными средами вокруг оптической оси пары зеркал, а также поперечное сечение третьей системы активных сред и поперечное сечение выходящего из усилителя пучка. In FIG. 4 shows the cross sections of the first two active systems with two active media around the optical axis of a pair of mirrors, as well as the cross section of the third system of active media and the cross section of the beam emerging from the amplifier.

На фиг. 5 изображена схема продольного и поперечных сечений одного канала первых двух систем активных сред с тремя активными средами вокруг оптической оси пары зеркал. In FIG. 5 shows a diagram of longitudinal and cross sections of one channel of the first two systems of active media with three active media around the optical axis of a pair of mirrors.

На фиг. 6 изображена схема продольного и поперечных сечений одного канала третьей системы активных сред, дополнительной к первым двум системам активных сред с тремя активными средами вокруг оптической оси пары зеркал. In FIG. 6 shows a diagram of longitudinal and cross sections of one channel of the third active medium system, additional to the first two active medium systems with three active media around the optical axis of a pair of mirrors.

На фиг.7 изображены поперечные сечения первых двух систем активных сред с тремя активными средами вокруг оптической оси пары зеркал, а также поперечное сечение третьей системы активных сред и поперечное сечение выходящего из усилителя пучка. Figure 7 shows the cross sections of the first two active medium systems with three active media around the optical axis of a pair of mirrors, as well as the cross section of the third active medium system and the cross section of the beam emerging from the amplifier.

На фиг. 8 изображена схема продольного и поперечных сечений одного канала первых двух систем активных сред с четырьмя активными средами вокруг оптической оси пары зеркал. In FIG. 8 is a diagram of longitudinal and cross sections of one channel of the first two active media systems with four active media around the optical axis of a pair of mirrors.

На фиг. 9 изображена схема продольного и поперечных сечений одного канала третьей системы активных сред, дополнительной к первым двум системам активных сред с четырьмя активными средами вокруг оптической оси пары зеркал. In FIG. 9 is a diagram of longitudinal and cross sections of one channel of a third active medium system, additional to the first two active medium systems with four active media around the optical axis of a pair of mirrors.

На фиг. 10 изображены поперечные сечения первых двух систем активных сред с четырьмя активными средами вокруг оптической оси пары зеркал, а также поперечное сечение третьей системы активных сред и поперечное сечение выходящего из усилителя пучка. In FIG. 10 shows the cross sections of the first two active medium systems with four active media around the optical axis of a pair of mirrors, as well as the cross section of the third active medium system and the cross section of the beam emerging from the amplifier.

Усилитель (на фиг. 1) содержит несколько активных сред, сгруппированных в две системы активных сред 1, 2 и третью систему активных сред 3. Системы активных сред ориентированы под углом 90 градусов друг к другу, и в каждой из них активные среды расположены параллельно. Усилитель содержит также несколько пар зеркал 4, 5, состоящих из выпуклого 4 и вогнутого 5 зеркал. При этом вогнутые зеркала выполнены с возможностью микроперемещений для фазировки каналов усилителя. Оптические оси 6 пар зеркал 4, 5 параллельны активным средам, и активные среды в каждой системе расположены между выпуклыми 4 и вогнутыми 5 зеркалами пар зеркал. Усилитель содержит систему сведения первых двух систем активных сред 1, 2, выполненную в виде прозрачной пластины 7, одна из поверхностей которой расположена в плоскости точек пересечения оптических осей пар зеркал систем 1, 2, а также вторую систему сведения третьей системы активных сред 3 и первых двух систем 1, 2, выполненную также в виде прозрачной пластины 8, одна из поверхностей которой расположена в плоскости точек пересечения оптических осей пар зеркал систем 3 и 1, 2. При этом в проекции вдоль оптических осей 6 пар зеркал на поверхности первой системы сведения 7 активные среды системы 1, как показано на фиг. 4, 7, 10, виды B-B, расположены дополнительно к активным средам системы 2, как показано на фиг. 4, 7, 10, виды А-А, до сплошного заполнения активными средами поверхности системы сведения. Поверхность системы сведения 7 в плоскости точек пересечения точек оптических осей пар зеркал систем 1, 2 в областях проекций активных сред системы 1 выполнена пропускающей, а в областях проекций активных сред системы 2 выполнена отражающей. Поверхность второй системы сведения 8 в плоскости точек пересечения оптических осей пар зеркал системы 3 и систем 1, 2 в областях проекций вдоль оптических осей выпуклых зеркал систем 1, 2 выполнена отражающей, а в остальных областях выполнена пропускающей. Усилитель дополнен также непрерывным одночастотным лазером 9, предназначенным для фазировки каналов усилителя в промежутках между работой и во время работы усилителя, а также для управления частотой задающего генератора 10. Задающий генератор формирует импульсы излучения высокого качества на частоте работы непрерывного лазера. Поляризационный анализатор 11 предназначен для пропускания излучения непрерывного лазера 9 и задающего генератора 10, идущего к усилителю, и задержки излучения, идущего от усилителя, с плоскостью поляризации, повернутой на 90 градусов фазовыми пластинами 12. Окулятор 13, выполненный в виде рассеивающей линзы, вместе с объективом 14, выполненным в виде собирающей линзы, образует телескоп, формирующий излучение задающего генератора и непрерывного лазера необходимого размера для ввода в усилитель. Пластина 15 предназначена для отражения части излучения, выходящего из усилителя на телевизионный приемник 16, находящийся в фокальной плоскости объектива 14. Телевизионный приемник 16 чувствителен к излучению усилителя, задающего генератора и непрерывного лазера и предназначен для регистрации распределения излучения усилителя в дальней зоне, а также для регистрации дифракционной картины от различных каналов усилителя при фазировке каналов между собой. Прозрачные пластина 17 отражает в усилитель часть излучения, идущего от задающего генератора и непрерывного лазера, а также отражает в направлении телевизионного приемника часть излучения, выходящего из усилителя. Электрооптические затворы 18 предназначены для пропускания или задержки проходящего через них излучения под действием управляющего электрического сигнала. С их помощью фазируются любые два канала усилителя. Фазовые четвертьволновые пластинки 12 поворачивают плоскость поляризации проходящего через них излучения на 90 градусов за два прохода туда и назад так, что поляризационный анализатор 11 не пропускает к задающему генератору и непрерывному лазеру излучение, выходящее из усилителя. Телескоп 19 согласовывает апертуры отверстия вогнутого зеркала 5 и адаптивного зеркала 20. Адаптивное зеркало 20 предназначено для отражения в строго обратном направлении всех частей падающего на него пучка излучения путем изменения кривизны любой части отражающей поверхности под действием внешних управляющих сигналов. The amplifier (in Fig. 1) contains several active media grouped into two active media systems 1, 2 and a third active media system 3. The active media systems are oriented at an angle of 90 degrees to each other, and in each of them the active media are arranged in parallel. The amplifier also contains several pairs of mirrors 4, 5, consisting of convex 4 and concave 5 mirrors. In this case, concave mirrors are made with the possibility of micromotion for phasing the amplifier channels. The optical axes of 6 pairs of mirrors 4, 5 are parallel to the active media, and the active media in each system are located between the convex 4 and concave 5 mirrors of the pairs of mirrors. The amplifier contains a system of mixing the first two systems of active media 1, 2, made in the form of a transparent plate 7, one of the surfaces of which is located in the plane of the intersection points of the optical axes of the pairs of mirrors of systems 1, 2, as well as a second system of mixing the third system of active media 3 and the first two systems 1, 2, also made in the form of a transparent plate 8, one of the surfaces of which is located in the plane of the intersection points of the optical axes of the pairs of mirrors of systems 3 and 1, 2. Moreover, in the projection along the optical axes 6 pairs of mirrors on the surface 7 howling active media information system system 1, as shown in FIG. 4, 7, 10, views B-B, are located in addition to the active media of system 2, as shown in FIG. 4, 7, 10, types A-A, until the active medium completely fills the surface of the information system. The surface of the information system 7 in the plane of the intersection points of the optical axes of the pairs of mirrors of systems 1, 2 in the projection areas of the active media of system 1 is transmissive, and in the projection areas of the active media of system 2 is reflective. The surface of the second reduction system 8 in the plane of the intersection points of the optical axes of the pairs of mirrors of system 3 and systems 1, 2 in the projection areas along the optical axes of convex mirrors of systems 1, 2 is made reflective, and in the remaining regions it is made transmitting. The amplifier is also supplemented by a continuous single-frequency laser 9, designed to phase the amplifier channels between work and during operation of the amplifier, as well as to control the frequency of the master oscillator 10. The master oscillator generates high-quality radiation pulses at the frequency of operation of the continuous laser. The polarization analyzer 11 is designed to transmit radiation from a continuous laser 9 and a master oscillator 10, which goes to the amplifier, and to delay the radiation, coming from the amplifier, with a plane of polarization rotated 90 degrees by phase plates 12. Osculator 13, made in the form of a scattering lens, together with the lens 14, made in the form of a collecting lens, forms a telescope that generates the radiation of the master oscillator and a continuous laser of the required size for input into the amplifier. The plate 15 is designed to reflect part of the radiation coming from the amplifier to the television receiver 16 located in the focal plane of the lens 14. The television receiver 16 is sensitive to the radiation of the amplifier, the master oscillator and the continuous laser and is designed to record the distribution of the radiation of the amplifier in the far zone, as well as registration of the diffraction pattern from various channels of the amplifier when phasing the channels with each other. The transparent plate 17 reflects into the amplifier a part of the radiation coming from the master oscillator and the cw laser, and also reflects in the direction of the television receiver a part of the radiation coming out of the amplifier. Electro-optical shutters 18 are designed to transmit or delay the radiation passing through them under the influence of a control electric signal. With their help, any two channels of the amplifier are phased. The quarter-wave phase plates 12 rotate the plane of polarization of the radiation passing through them 90 degrees in two passes back and forth so that the polarization analyzer 11 does not pass radiation coming out of the amplifier to the master oscillator and cw laser. The telescope 19 coordinates the apertures of the holes of the concave mirror 5 and the adaptive mirror 20. The adaptive mirror 20 is designed to reflect in the strictly opposite direction all parts of the incident radiation beam by changing the curvature of any part of the reflecting surface under the action of external control signals.

В каждой системе активных сред 1, 2 вокруг оптических осей одной или нескольких пар зеркал может быть расположено две активные среды. Продольное и поперечные сечения одного такого канала и сечения всех таких систем активных сред показаны на фиг. 2, 3, 4. Положение оптической оси отмечено крестиком. In each system of active media 1, 2, two active media can be located around the optical axes of one or more pairs of mirrors. Longitudinal and cross sections of one such channel and sections of all such active medium systems are shown in FIG. 2, 3, 4. The position of the optical axis is marked with a cross.

Здесь каждая активная среда 21 первых двух систем активных сред в сечении, перпендикулярном оптической оси (вид Е-Е, фиг. 2), имеет форму, ограниченную замкнутым многоугольником в виде квадрата, расположенного симметрично вокруг оптической оси, и 90-градусным сектором, исходящим от оптической оси к серединам сторон квадрата. При этом с углов сняты технологические фаски и может быть удалена часть активной среды, не занятия излучением. Выпуклое зеркало 22 так же, как многоугольник, ограничивающий активные среды, выполнено в форме квадрата (вид Г, фиг. 2). Вогнутое зеркало 23 выполнено из двух частей (вид Ж-Ж, фиг. 2) соответственно количеству активных сред, расположенных вокруг оптической оси, и имеет квадратное отверстие на оптической оси, отсекающее от зеркал часть приосевой области. Для всех частей зеркала 23 оптическая ось пары зеркал 22, 23 является общей оптической осью. Лампы оптической накачки 24 расположены вдоль активных сред между выпуклым и вогнутым зеркалами. Отношение радиусов вогнутого и выпуклого зеркал равно двум, и они расположены софокусно, образуя телескоп. При этом размер выпуклого зеркала вдвое меньше размера вогнутого зеркала, размеры которого совпадают с размерами квадрата, ограничивающего активные среды, то есть размер выпуклого зеркала равен размеру сечения одной активной среды. При этом в третьей системе активных сред на оптической оси пары зеркал достаточно расположить одну активную среду (такую же, как в первых двух системах активных сред), как показано на фиг.3. Здесь 21 - активная среда, 25 - выпуклое зеркало, 26 - вогнутое зеркало с квадратным отверстием на оптической оси, 24 - лампы оптической накачки. В сечениях систем активных сред, перпендикулярных оптическим осям (фиг. 4), активные среды первой системы (вид А-А) расположены дополнительно к активным средам второй системы (вид В-В) до сплошного заполнения активными средами поверхности системы сведения. Здесь каналы второй системы получены из каналов первой системы путем их поворота вокруг оси, перпендикулярной оптической оси, на 180 градусов. В третьей системе активных сред (вид С-С) размер активных сред равен размеру выпуклых зеркал первых двух систем. Их проекция вдоль оптических осей на поверхность второй системы сведения совпадает с отражающими частями этой поверхности. Активные среды 21 и лампы оптической накачки 24 находятся в корпусе 27. Системы сведения 7, 8 обеспечивают получение почти сплошного выходящего из усилителя пучка, сечение которого показано на виде Д-Д фиг. 4. Here, each active medium of the 21 first two systems of active media in a cross section perpendicular to the optical axis (view EE, Fig. 2) has a shape bounded by a closed polygon in the form of a square located symmetrically around the optical axis and a 90-degree sector from the optical axis to the midpoints of the sides of the square. At the same time, technological chamfers were removed from the corners and part of the active medium can be removed without occupying radiation. The convex mirror 22, as well as the polygon bounding the active media, is made in the form of a square (type G, Fig. 2). The concave mirror 23 is made of two parts (view FJ, Fig. 2), respectively, the number of active media located around the optical axis, and has a square hole on the optical axis, cutting off part of the axial region from the mirrors. For all parts of the mirror 23, the optical axis of the pair of mirrors 22, 23 is a common optical axis. Optical pumping lamps 24 are located along active media between convex and concave mirrors. The ratio of the radii of the concave and convex mirrors is equal to two, and they are confocal, forming a telescope. In this case, the size of the convex mirror is half that of the concave mirror, the sizes of which coincide with the dimensions of the square bounding the active media, i.e., the size of the convex mirror is equal to the size of the cross section of one active medium. Moreover, in the third system of active media on the optical axis of a pair of mirrors it is enough to place one active medium (the same as in the first two systems of active media), as shown in Fig.3. Here 21 is the active medium, 25 is a convex mirror, 26 is a concave mirror with a square hole on the optical axis, 24 is an optical pump lamp. In cross sections of active media systems perpendicular to the optical axes (Fig. 4), the active media of the first system (view A-A) are located in addition to the active media of the second system (view B-B) until the surface of the mixing system is completely filled with active media. Here, the channels of the second system are obtained from the channels of the first system by rotating them around an axis perpendicular to the optical axis by 180 degrees. In the third system of active media (type CC), the size of the active media is equal to the size of the convex mirrors of the first two systems. Their projection along the optical axes on the surface of the second information system coincides with the reflecting parts of this surface. Active media 21 and optical pumping lamps 24 are located in the housing 27. The mixing systems 7, 8 provide an almost continuous beam emerging from the amplifier, the cross-section of which is shown in DD form of FIG. 4.

В каждой системе активных сред 1, 2 вокруг оптической осей одной или нескольких пар зеркал может быть расположено три активные среды. Продольное и поперечные сечения одного такого канала и сечения всех систем активных сред показаны на фиг. 5, 6, 7. Здесь каждая активная среда 28 в сечении, перпендикулярном оптической оси (вид М-М, фиг. 5), имеет форму, ограниченную замкнутым многоугольником в виде равностороннего шестиугольника, расположенного симметрично вокруг оптической оси, отмеченной крестиком, и 60-градусным сектором, исходящим от оптической оси к вершинам шестиугольника. При этом с углов активной среды сняты технологические фаски и может быть удалена часть приосевой активной среды, не занятая излучением. Выпуклое зеркало 29 так же, как многоугольник, ограничивающий активные среды, выполнено в форме шестиугольника (вид Л, фиг. 5). Вогнутое зеркало 30 выполнено из трех частей (вид Н-Н, фиг. 5) соответственно количеству активных сред и имеет шестиугольное отверстие на оптической оси, отсекающее от зеркал часть приосевой области. Для всех частей зеркала 30 оптическая ось пары зеркал 29, 30 является общей оптической осью. Лампы оптической накачки 24 расположены вдоль активных сред между выпуклым и вогнутым зеркалами и между активными средами. Отношение радиусов вогнутого и выпуклого зеркал равно двум, и они расположены почти софокусно, образуя фокусирующий телескоп. При этом размер выпуклого зеркала вдвое меньше размера вогнутого зеркала, размеры которого совпадают с размерами шестиугольника, ограничивающего активные среды, то есть радиальный размер выпуклого зеркала равен размеру стороны сечения одной активной среды. При этом в третьей системе активных сред на оптической оси пары зеркал достаточно расположить две такие активные среды сторонами вдоль радиального размера выпуклого зеркала, как показано на фиг. 6. Обе активные среды 28 (вид П-П, фиг. 6) расположены симметрично и ориентированы боковыми сторонами к оптической оси, отмеченной крестиком, и друг к другу. При этом оптическая ось пары зеркал расположена на равном расстоянии от краев сторон каждой активной среды и края сторон активных сред расположены на одинаковом расстоянии друг от друга, образуя щель между активными средами для протекания хладагента. Симметричное и одинаковое расположение активных сред вокруг оптической оси и небольшой размер щели между активными средами обеспечивают в проекции вдоль оптической оси на поверхность второй системы сведения совпадение четырех сторон активных сред с четырьмя сторонами соответствующих выпуклых зеркал первой и второй системы активных сред, также в проекции вдоль оптической оси на поверхность второй системы сведения. Такой же размер и ориентацию, как у этого выпуклого зеркала, имеет вогнутое зеркало 31, выполненное из двух частей (вид Р-Р, фиг.6) соответственно количеству активных сред и имеющее шестиугольное отверстие на оптической оси, отсекающее от зеркала часть приосевой области. Форма выпуклого зеркала 32 третьей системы активных сред также выполнена шестиугольный (вид О, фиг. 6). В сечениях систем активных сред, перпендикулярных оптических осям (фиг. 7), активные среды первой системы (вид А-А) расположены дополнительно к активным средам второй системы (вид В-В) до сплошного заполнения активными средами поверхности системы сведения. Здесь центральный канал второй системы получен из центрального канала первой системы путем его поворота вокруг оптической оси на 60 градусов. На периферии этих систем расположены каналы, не полностью укомплектованные активными средами и содержащие по одной или две активные среды. Это позволяет ограничить форму системы активных сред шестиугольником с прямолинейными сторонами без выступов и выемок. В свою очередь, это позволяет выполнить пластину системы сведения такой же формы и полностью заполнить ее излучением, либо проходящим, либо отражаемым. Отсутствие в пластине областей, не заполненных излучением, позволяет уменьшить температурные напряжения в пластине, то есть улучшить расходимость и повысить осевую силу излучения. В третьей системе активных сред (вид С-С, фиг. 7) вокруг оптической оси каждой пары зеркал расположены одна или две активные среды. В центральном канале системы расположены две активные среды, а в периферийных каналах - по одной активной среде. Это позволяет более полно заполнить излучением внутренний участок пластины системы сведения и обеспечивает более полное заполнение прямолинейных границ пластины излучением. Активные среды 28 и лампы оптической накачки 24 находятся в корпусе 33. Системы сведения 7, 8 обеспечивают получение почти сплошного выходящего из усилителя пучка, сечение которого показано на виде Д-Д фиг. 7. In each system of active media 1, 2, three active media can be located around the optical axis of one or more pairs of mirrors. Longitudinal and cross sections of one such channel and sections of all active medium systems are shown in FIG. 5, 6, 7. Here, each active medium 28 in the cross section perpendicular to the optical axis (view MM, Fig. 5) has a shape bounded by a closed polygon in the form of an equilateral hexagon symmetrically around the optical axis marked with a cross, and 60 -degree sector emanating from the optical axis to the vertices of the hexagon. Moreover, technological chamfers were removed from the corners of the active medium and part of the axial active medium not occupied by radiation can be removed. The convex mirror 29, like the polygon bounding the active medium, is made in the form of a hexagon (type A, Fig. 5). The concave mirror 30 is made of three parts (type H-N, Fig. 5), corresponding to the number of active media and has a hexagonal hole on the optical axis that cuts off part of the axial region from the mirrors. For all parts of the mirror 30, the optical axis of the pair of mirrors 29, 30 is a common optical axis. Optical pump tubes 24 are located along active media between convex and concave mirrors and between active media. The ratio of the radii of the concave and convex mirrors is two, and they are almost confocal, forming a focusing telescope. In this case, the size of the convex mirror is half that of the concave mirror, the dimensions of which coincide with the dimensions of the hexagon bounding the active media, i.e., the radial size of the convex mirror is equal to the size of the side of the cross section of one active medium. Moreover, in the third system of active media on the optical axis of a pair of mirrors it is sufficient to arrange two such active media with the sides along the radial size of the convex mirror, as shown in FIG. 6. Both active media 28 (type PP, FIG. 6) are symmetrically located and oriented laterally to the optical axis marked with a cross and to each other. The optical axis of the pair of mirrors is located at an equal distance from the edges of the sides of each active medium and the edges of the sides of the active media are located at the same distance from each other, forming a gap between the active media for the flow of refrigerant. The symmetrical and uniform arrangement of active media around the optical axis and the small gap between the active media ensure that the four sides of the active media coincide with the four sides of the corresponding convex mirrors of the first and second active media systems in the projection along the optical axis onto the surface of the second system, and also in the projection along the optical axis to the surface of the second information system. The concave mirror 31, made of two parts (type PP, FIG. 6), corresponding to the number of active media and having a hexagonal hole on the optical axis, cutting off part of the axial region from the mirror, has the same size and orientation as this convex mirror. The shape of the convex mirror 32 of the third active medium system is also hexagonal (view O, FIG. 6). In sections of active media systems perpendicular to the optical axes (Fig. 7), the active media of the first system (type A-A) are located in addition to the active media of the second system (type B-B) until the active media completely fill the surface of the mixing system. Here, the central channel of the second system is obtained from the central channel of the first system by rotating it around the optical axis by 60 degrees. On the periphery of these systems are channels that are not fully equipped with active media and contain one or two active media. This allows you to limit the shape of the active media system to a hexagon with straight sides without protrusions and recesses. In turn, this makes it possible to perform a plate of the information system of the same shape and completely fill it with radiation, either transmitted or reflected. The absence of areas in the plate that are not filled with radiation can reduce the temperature stresses in the plate, that is, improve the divergence and increase the axial force of the radiation. In the third system of active media (type CC, Fig. 7), one or two active media are located around the optical axis of each pair of mirrors. Two active media are located in the central channel of the system, and one active medium in the peripheral channels. This allows you to more fully fill with radiation the inner portion of the plate of the mixing system and provides a more complete filling of the rectilinear boundaries of the plate with radiation. Active media 28 and optical pumping lamps 24 are located in the housing 33. The mixing systems 7, 8 provide an almost continuous beam emerging from the amplifier, the cross-section of which is shown in DD form of FIG. 7.

В каждой системе активных сред 1, 2 вокруг оптических осей одной или нескольких пар зеркал может быть расположено четыре активные среды. Продольное и поперечные сечения одного такого канала и сечения всех систем активных сред показаны на фиг. 8, 9, 10. Здесь каждая активная среда 34 в сечении, перпендикулярном оптической оси (вид Т-Т, фиг. 8), имеет форму, ограниченную замкнутым многоугольником в виде квадрата, расположенного симметрично вокруг оптической оси, отмеченной крестиком, и 45-градусным сектором, исходящим от оптической оси к углам и серединам сторон квадрата. При этом с углов активной среды сняты технологические фаски и может быть удалена часть приосевой активной среды, не занятая излучением. Выпуклое зеркало 15 так же, как многоугольник, ограничивающий активные среды, выполнено в форме квадрата (вид С, фиг. 8). Вогнутое зеркало 36 выполнено из четырех частей (вид У-У, фиг 8) соответственно количеству активных сред и имеет квадратное отверстие на оптической оси, отсекающее от зеркал часть приосевой области. Для всех частей зеркала 36 оптическая ось пары зеркал 35, 36 является общей оптической осью. Лампы оптической накачки 24 расположены вдоль активных сред между активными средами. Отношение радиусов вогнутого и выпуклого зеркал равно двум, и они расположены почти софокусно, образуя фокусирущий телескоп. При этом размер выпуклого зеркала вдвое меньше размера вогнутого зеркала, размеры которого совпадают с размерами квадрата, ограничивающего активные среды, то есть размер выпуклого зеркала равен размеру катета сечения одной активной среды. При этом в третьей системе активных сред на оптической оси пары зеркал расположены две активные среды большими сторонами друг к другу, как показано на фиг. 9. Обе активные среды 34 (вид Х-Х, фиг. 9) ориентированы боковыми сторонами к оптической оси, отмеченной крестиком, и друг к другу. При этом оптическая ось пары зеркал расположена на равном расстоянии от краев сторон каждой активной среды, и края сторон активных сред расположены на одинаковом расстоянии друг от друга, образуя щель между активными средами для протекания хладагента. Симметричное и одинаковое расположение активных сред вокруг оптической оси и небольшой размер щели между ними обеспечивают совпадение сторон активных сред и сторон выпуклого зеркала 35 первых двух систем. Такой же размер, как у этого выпуклого зеркала, имеет вогнутое зеркало 37, выполненное из двух частей (вид Ц-Ц, фиг. 9), соответственно количеству активных сред и имеющее квадратное отверстие на оптической оси, отсекающее от зеркал часть приосевой области. Форма выпуклого зеркала 38 третьей системы активных сред также выполнена квадратной (вид Ф, фиг. 9). В сечениях систем активных сред, перпендикулярных оптических осям (фиг. 10), активные среды первой системы (вид А-А) расположены дополнительно к активным средам второй системы (вид В-В) до сплошного заполнения активными средами поверхности системы сведения. Здесь каналы второй системы получены из каналов первой системы путем их поворота вокруг оси, перпендикулярной оптической оси на 180 градусов. В третьей системе активных сред (вид С-С) размер активных сред равен размеру выпуклых зеркал первых двух систем. Их проекция вдоль оптических осей на поверхность второй системы сведения совпадает с отражающими частями этой поверхности. Активные среды 34 и лампы оптической накачки 24 находятся в корпусе 39. Системы сведения 7, 8 обеспечивают получение почти сплошного пучка, выходящего из усилителя, сечение которого показано на виде Д-Д, фиг. 10. In each system of active media 1, 2, four active media can be located around the optical axes of one or more pairs of mirrors. Longitudinal and cross sections of one such channel and sections of all active medium systems are shown in FIG. 8, 9, 10. Here, each active medium 34 in the cross section perpendicular to the optical axis (view TT, Fig. 8) has a shape bounded by a closed polygon in the form of a square located symmetrically around the optical axis marked with a cross, and 45- degree sector, proceeding from the optical axis to the corners and midpoints of the sides of the square. Moreover, technological chamfers were removed from the corners of the active medium and part of the axial active medium not occupied by radiation can be removed. The convex mirror 15, like the polygon bounding the active medium, is made in the form of a square (type C, Fig. 8). The concave mirror 36 is made of four parts (type U-U, FIG. 8) according to the number of active media and has a square hole on the optical axis that cuts off part of the axial region from the mirrors. For all parts of the mirror 36, the optical axis of the pair of mirrors 35, 36 is a common optical axis. Optical pump lamps 24 are located along the active media between the active media. The ratio of the radii of the concave and convex mirrors is two, and they are located almost confocal, forming a focusing telescope. In this case, the size of the convex mirror is half that of the concave mirror, the sizes of which coincide with the dimensions of the square bounding the active media, i.e., the size of the convex mirror is equal to the size of the cross section of one active medium. Moreover, in the third system of active media, on the optical axis of a pair of mirrors, two active media are located with large sides to each other, as shown in FIG. 9. Both active media 34 (view XX, FIG. 9) are oriented laterally to the optical axis marked with a cross and to each other. In this case, the optical axis of the pair of mirrors is located at an equal distance from the edges of the sides of each active medium, and the edges of the sides of the active media are located at the same distance from each other, forming a gap between the active media for the flow of refrigerant. The symmetrical and identical arrangement of active media around the optical axis and the small size of the gap between them ensure that the sides of the active media and the sides of the convex mirror 35 of the first two systems coincide. The concave mirror 37 has the same size as this convex mirror, made of two parts (type C-C, Fig. 9), corresponding to the number of active media and having a square hole on the optical axis that cuts off part of the axial region from the mirrors. The shape of the convex mirror 38 of the third system of active media is also made square (view F, Fig. 9). In sections of active media systems perpendicular to the optical axes (Fig. 10), the active media of the first system (view A-A) are located in addition to the active media of the second system (view B-B) until the surface of the mixing system is completely filled with active media. Here, the channels of the second system are obtained from the channels of the first system by rotating them around an axis perpendicular to the optical axis by 180 degrees. In the third system of active media (type CC), the size of the active media is equal to the size of the convex mirrors of the first two systems. Their projection along the optical axes on the surface of the second information system coincides with the reflecting parts of this surface. Active media 34 and optical pumping lamps 24 are located in the housing 39. The mixing systems 7, 8 provide an almost continuous beam emerging from the amplifier, the cross section of which is shown in DD form, FIG. 10.

Работает усилитель следующим образом. Излучение одночастотного непрерывного лазера 9 управляет частотой излучения импульсов задающего генератора 10. Излучение задающего генератора проходит через поляризационный анализатор 11, расширяется телескопом 13, 14 до размера апертуры усилителя и вводится в усилитель после частичного отражения от прозрачной пластины 17. Пластина 8 второй системы сведения отражает часть излучения в третью систему активных сред 3 и пропускает остальное излучение к пластине 7 первой системы сведения, которая разделяет излучение на две части и направляет одну часть во вторую систему активных сред 2, а вторую часть пропускает в первую систему активных сред 1. В каждом канале всех систем активных сред излучение проходит вокруг выпуклого зеркала 4 через активные среды 1, 2, 3 на вогнутое зеркало 5, от которого оно отражается через активную среду на выпуклое зеркало 4. Между вогнутым и выпуклым зеркалом через активную среду излучение совершает несколько проходов, усиливаясь с каждым проходом и уменьшаясь в поперечном размере, и целиком выходит через отверстие в вогнутом зеркале, расположенном в центре зеркала на оптической оси. Вышедшее через отверстие зеркала излучение проходит через открытый электрооптический затвор 18, проходит через фазовую пластину 12 и расширяется телескопом 19 до апертуры адаптивного зеркала 20. Адаптивное зеркало, управляемое внешними сигналами, отражает все части падающего на него пучка излучения строго в обратном направлении. При этом, проходя в обратном направлении через фазовую пластину 12, поляризация излучения становится перпендикулярной к поляризации идущего навстречу излучения. Пройдя весь путь в обратном направлении, излучение усиливается и после частичного отражения от пластины 17, частично отражается от прозрачной пластинки 15 и попадает в телевизионный приемник 16, который регистрирует распределение излучения в дальней зоне. При этом с помощью микроперемещений вогнутых зеркал сохраняют фазировку каналов. Прошедшее через пластину 15 к поляризационному анализатору 11 излучение не проходит через него, так как имеет перпендикулярную поляризацию, то есть не мешает работе задающего генератора 10 и непрерывного лазера 9. Прошедшее через пластину 17 усиленное излучение выходит из усилителя когерентным пучком. The amplifier works as follows. The radiation of a single-frequency cw laser 9 controls the frequency of the pulses of the master oscillator 10. The radiation of the master oscillator passes through a polarization analyzer 11, is expanded by a telescope 13, 14 to the size of the aperture of the amplifier, and is introduced into the amplifier after partial reflection from the transparent plate 17. The plate 8 of the second information system reflects part radiation into the third system of active media 3 and passes the rest of the radiation to the plate 7 of the first information system, which divides the radiation into two parts and directs one Well, part into the second system of active media 2, and the second part passes into the first system of active media 1. In each channel of all systems of active media, radiation passes around the convex mirror 4 through active media 1, 2, 3 to the concave mirror 5, from which it is reflected through the active medium to the convex mirror 4. Between the concave and convex mirror, the radiation makes several passes through the active medium, amplifying with each pass and decreasing in the transverse size, and completely exits through the hole in the concave mirror located in the center e mirrors on the optical axis. The radiation emerging through the hole of the mirror passes through an open electro-optical shutter 18, passes through a phase plate 12, and is expanded by a telescope 19 to the aperture of the adaptive mirror 20. The adaptive mirror controlled by external signals reflects all parts of the incident radiation beam in exactly the opposite direction. In this case, passing in the opposite direction through the phase plate 12, the polarization of the radiation becomes perpendicular to the polarization of the incoming radiation. After going all the way in the opposite direction, the radiation is amplified and after partial reflection from the plate 17, partially reflected from the transparent plate 15 and gets into the television receiver 16, which registers the distribution of radiation in the far zone. In this case, with the help of micromotion of concave mirrors, the phasing of the channels is maintained. The radiation passing through the plate 15 to the polarization analyzer 11 does not pass through it, since it has perpendicular polarization, that is, it does not interfere with the operation of the master oscillator 10 and the cw laser 9. The amplified radiation passing through the plate 17 leaves the amplifier with a coherent beam.

Перед работой усилителя при фазировке излучения в одном канале закрывают электрооптические затворы 18 других каналов и с помощью микроперемещений частей вогнутого зеркала 5 получают необходимое распределение излучения в плоскости телевизионного приемника 16. Таким образом фазируют все каналы. При фазировке каналов между собой открывают электрооптический затвор опорного канала и электрооптический затвор фазируемого канала и с помощью микроперемещений вогнутого зеркала фазируемого канала получают необходимое распределение излучения в плоскости телевизионного приемника. Остальные электрооптические затворы закрыты. При фазировке следующего канала открывается его электрооптический затвор и закрывается затвор предыдущего канала. После фазировки всех каналов усилитель готов к работе. Before the operation of the amplifier, when phasing the radiation in one channel, the electro-optical shutters 18 of the other channels are closed and, using micro-movements of the parts of the concave mirror 5, the necessary radiation distribution is obtained in the plane of the television receiver 16. In this way, all channels are phased. When phasing the channels between themselves, the electro-optical shutter of the reference channel and the electro-optical shutter of the phased channel are opened, and the necessary distribution of radiation in the plane of the television receiver is obtained using micromotion of the concave mirror of the phased channel. The rest of the electro-optical shutters are closed. When phasing the next channel, its electro-optical shutter opens and the shutter of the previous channel closes. After phasing all the channels, the amplifier is ready for operation.

После работы усилителя активные среды охлаждаются хладагентом. При этом время охлаждения третьей системы активных сред близко ко времени охлаждения первых двух систем активных сред, так как размеры всех активных сред одинаковы. After the amplifier operates, the active media are cooled by the refrigerant. In this case, the cooling time of the third active medium system is close to the cooling time of the first two active medium systems, since the sizes of all active media are the same.

Пучок излучения на выходе из усилителя в сечении почти целиком заполнен излучением, имеет большие габариты и когерентен по всему сечению. Это обеспечивает высокую осевую силу пучка. Микроприводы вогнутых зеркал и адаптивные зеркала, обеспечивающие когерентность пучка, позволяют также в небольшом диапазоне управлять направлением и кривизной пучка, то есть обеспечивают наведение и фокусировку пучка в нужном месте. The radiation beam at the output of the amplifier in the section is almost completely filled with radiation, has large dimensions and is coherent throughout the section. This provides a high axial beam force. Micro drives of concave mirrors and adaptive mirrors that ensure beam coherence also allow controlling the direction and curvature of the beam in a small range, that is, they provide guidance and focusing of the beam in the right place.

Литература
1. Положительное решение по заявке N 93028142/25 (028035) от 29.08.1995 г. под названием "Лазер", автор и заявитель Мальцев В.В.Literature
1. A positive decision on the application N 93028142/25 (028035) dated 08/29/1995 under the name "Laser", the author and applicant Maltsev V.V.

2. Ю.А. Ананьев. Оптические резонаторы и лазерные пучки. М., 1990 г., с. 46. 2. Yu.A. Ananyev. Optical resonators and laser beams. M., 1990, with. 46.

3. А.М. Василевский и др. Оптическая электроника. Л., 1990 г., с. 73. 3. A.M. Vasilevsky and others. Optical electronics. L., 1990, with. 73.

4. Патент на изобретение N 2130675, с приоритетом от 15.07.97 г. под названием "Усилитель", авторы и заявители В.В. Мальцев, В.И. Югов. 4. Patent for the invention N 2130675, with priority from 07.15.97, under the name "Amplifier", the authors and applicants V.V. Maltsev, V.I. Yugov.

Claims

1. An amplifier containing several active media that form several active media systems oriented at an angle to each other, in each system the active media are arranged in parallel, also containing several pairs of mirrors consisting of convex and concave mirrors, the active media being active media systems are located between convex and concave mirrors of pairs of mirrors and the optical axes of pairs of mirrors are parallel to active media, which also contains at least one system for reducing active media systems, and optical si pairs of mirrors of different systems of active media intersect each other in the plane of one or more information systems, while in the projection along the optical axes of the pairs of mirrors of the first two active media systems onto the surface of the first information system, active media of the first system are located in addition to the active media of the second system up to continuous filling with active media of the surface of the first information system, characterized in that in the first two systems of active media around the optical axes of one or more pairs of mirrors are located of several active mediums, each of which in cross-section perpendicular to the optical axis has a shape bounded sector emanating from the optical axis, and the closed polygon, arranged around the optical axis, wherein for all parts of the mirrors optical axis is a pair of the common optical axis.

2. The amplifier according to claim 1, characterized in that in the pairs of mirrors of the first two systems of active media, the ratio of the radii of the concave and convex mirrors is equal to two, and in the third system of active media around the optical axes of one or more pairs of mirrors there are symmetrically two active media, the same as in the first two systems of active media, but oriented laterally to the optical axis and to each other.