RU2187868C2 - Твердотельный лазер - Google Patents
Твердотельный лазер Download PDFInfo
- Publication number
- RU2187868C2 RU2187868C2 RU99127558A RU99127558A RU2187868C2 RU 2187868 C2 RU2187868 C2 RU 2187868C2 RU 99127558 A RU99127558 A RU 99127558A RU 99127558 A RU99127558 A RU 99127558A RU 2187868 C2 RU2187868 C2 RU 2187868C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- prism
- resonator
- active element
- solid
- output mirror
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Lasers (AREA)
Abstract
Изобретение относится к квантовой электронике и может быть использовано в твердотельных лазерах. В лазере с изломом оси резонатора призмой БР-180o введена вторая призма БР-180o, составляющая с выходным зеркалом единый концевой элемент резонатора. Технический результат изобретения: обеспечение стабильности энергии излучения в условиях значительных разъюстировок концевых элементов резонатора и наведенного термооптического клина в активном элементе. 2 ил.
Description
Изобретение относится к квантовой электронике и может быть использовано в твердотельных лазерах, работающих как в режиме свободной генерации, так и в режиме модуляции добротности, для обеспечения стабильности энергии излучения в условиях наличия значительных разъюстировок концевых элементов резонатора и термооптических искажений активного элемента.
Известно устройство (cм. Белостоцкий и др. Основы лазерной техники. "Сов. радио", М, 1972 г., с. 145), состоящее из лампы накачки, активного элемента и резонатора, образованного выходным зеркалом и двухгранной прямоугольной призмой (призмой БР-180o) в качестве "глухого" зеркала с вершиной на оптической оси резонатора.
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства, относится то, что данное устройство критично к разъюстировкам зеркал резонатора (более 30 угл.сек) в плоскости, содержащей ребро призмы.
Известно устройство, повышающее устойчивость к возможным разъюстировкам резонатора (см. авторское свидетельство 3389608/18-25 от 01.02.82), состоящее из лампы накачки, активного элемента и резонатора, образованного выходным зеркалом и петлеобразной ветвью, образованной трехгранной прямоугольной призмой (триппель-призма), поляризационным расщепителем, зеркалом, фазовращателем и затвором.
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства, относится снижение кпд из-за потерь излучения на дополнительно введенных поверхностях поляризационного расщепителя, зеркала, фазовращателя, а также сложности в изготовлении и значительных габаритах.
Наиболее близким устройством того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков и выбранным за прототип является твердотельный лазер, содержащий активный элемент, лампу накачки и резонатор, образованный плоскими "глухим" и выходным зеркалами, нанесенными на общей подложке. Для излома оси резонатора используется двухгранная прямоугольная призма (призма БР-180o)(см. "Термооптика твердотельных лазеров" / А.В. Мезенов и др. -Л., Машиностроение, 1986; с.148).
К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства относится то, что оно, являясь устойчивым к разъюстировкам в плоскости, перпендикулярной ребру призмы, критично к разъюстировкам резонатора (более 30 угл.сек) в плоскости, содержащей ребро призмы, а также к наведенному термооптическому клину в активном элементе.
Сущность изобретения заключается в повышении стабильности энергии излучения твердотельного лазера и повышении его кпд в условиях возможных разъюстировок концевых элементов резонатора в широком диапазоне температурных и механических воздействий и термооптических искажений активного элемента.
Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в резонатор твердотельного лазера с изломом оптической оси введена вторая двухгранная прямоугольная призма (призма БР-180o), одновременно выполняющая роль "глухого" зеркала и составляющая с плоским выходным зеркалом единый концевой элемент, причем ребра призм взаимоперпендикулярны.
На фиг. 1 изображена оптическая схема устройства; на фиг.2 представлен график зависимости энергии генерации от величины разъюстировок концевых элементов резонатора.
Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения с получением вышеуказанного технического результата, заключаются в следующем.
Импульсный твердотельный лазер (фиг.1) состоит из активного элемента 1, лампы накачки 2, клинового компенсатора 3 для юстировки резонатора, поворотной призмы БР-180o 4 для излома оси резонатора и второй призмы БР-180o 5, жестко закрепленной (на оптическом контакте или приклеенной) на стеклянной подложке 6 с нанесенным на ней выходным зеркалом, причем ребра призм взаимоперпендикулярны, а ребро второй призмы, выполняющей роль "глухого" зеркала, перпендикулярно плоскости, проходящей через оси лампы накачки и активного элемента. В случае необходимости реализации режима модулированной добротности в резонатор может быть введен затвор 7 (пассивный или электрооптический).
Устройство работает следующим образом.
Поток излучения, возникающий в активном элементе 1 под действием излучения лампы накачки 2 (фиг.1), попадает на концевую призму БР-180o 5. Отраженный от призмы поток излучения проходит вторично через активный элемент и, пройдя через поворотную призму 4, попадает на выходное зеркало 6. Часть излучения выводится из резонатора, а часть возвращается обратно. Если в результате механических или температурных деформаций концевые элементы резонатора разъюстируются на угол θ в плоскости, содержащей ребро поворотной призмы, тогда нормально отраженный от выходного зеркала пучок излучения, пройдя через поворотную призму, направляется на концевую призму под углом 2θ к нормали выходного зеркала, оставаясь в плоскости, перпендикулярной ребру концевой призмы, отражается от нее строго в противоположном направлении, и, вновь проходя через поворотную призму, падает по нормали на выходное зеркало.
Для прототипа разъюстировка концевых элементов резонатора в плоскости, содержащей ребро поворотной призмы на угол θ при каждом очередном проходе резонатора приводит к удвоению угла между пучком излучения и осью резонатора, что в конечном итоге приводит к значительному снижению энергии (следовательно, и кпд).
При разъюстировке концевых элементов резонатора в плоскости, перпендикулярной ребру поворотной призмы, устойчивость резонатора не нарушается вплоть до углов порядка 30 угл.мин, а медленное снижение энергии при углах разъюстировки более 30 угл.мин определяется виньетированием пучка излучения на оправе (диаметре) активного элемента.
Сравнительные испытания лазеров (фиг.2), выполненных по прототипу и изобретению, показали, что при разъюстировке концевого элемента на 1 угл.мин в плоскости, содержащей ребро поворотной призмы в лазере, выполненного по известной схеме, энергия генерации снижается в 10 и более раз, в то время как в лазере, выполненном по изобретению, практически остается неизменной (не более 10%) при разъюстировках до 6 угл.мин.
При работе в циклическом режиме с частотой следования импульсов 10 Гц лазер, выполненный по изобретению, по сравнению с прототипом, был менее критичным к наведенному термооптическому клину, возникающему в активном элементе, что обеспечивало стабильность энергии генерации при более продолжительном режиме работы. Так, при работе в циклическом режиме с частотой следования импульсов 10 Гц сериями по 10 сек с перерывом 30 с прототип обеспечивал генерацию излучения с нестабильностью энергии не более 20% только в 6-7 циклах, в то время как лазер, выполненный по изобретению, обеспечивал аналогичные характеристики при той же энергии накачки в 13-14 циклах.
В конкретном варианте твердотельного лазера использовался активный элемент из АИГ: Nd3+ диаметром 3 мм и длиной 50 мм, лампа накачки типа ИНП3-35, установленные в диффузно-отражающем осветителе. Для юстировки лазера использовался клиновый компенсатор. Для работы в режиме пассивной модуляции добротности использовался затвор на центрах окраски из кристалла ГСГГ, активированный хромом с начальным пропусканием То=30%, а для активной модуляции добротности использовался электрооптический затвор типа МЗ-203. При работе лазера в периодическом режиме с частотой следования импульсов более 5 Гц и энергиях накачки более 3 Дж активный элемент помещался в лейкосапфировую трубку для выравнивания температуры между ближней к лампе накачки и противоположной сторонами активного элемента.
Claims (1)
- Твердотельный лазер, содержащий поворотную двухгранную прямоугольную призму для излома оси резонатора, лампу накачки, активный элемент, выходное зеркало, клиновый компенсатор, отличающийся тем, что в резонатор введена вторая двухгранная прямоугольная призма, составляющая с выходным зеркалом единый концевой элемент резонатора, причем ребра призм при двухгранных преломляющих углах взаимоперпендикулярны, а ребро второй призмы, выполняющей роль "глухого" зеркала, перпендикулярно плоскости, проходящей через оси лампы накачки и активного элемента.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99127558A RU2187868C2 (ru) | 1999-12-22 | 1999-12-22 | Твердотельный лазер |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU99127558A RU2187868C2 (ru) | 1999-12-22 | 1999-12-22 | Твердотельный лазер |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU99127558A RU99127558A (ru) | 2001-10-10 |
RU2187868C2 true RU2187868C2 (ru) | 2002-08-20 |
Family
ID=20228721
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU99127558A RU2187868C2 (ru) | 1999-12-22 | 1999-12-22 | Твердотельный лазер |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2187868C2 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2548592C2 (ru) * | 2013-07-16 | 2015-04-20 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Карат" (ОАО "НПО КАРАТ") | Импульсный двухрежимный твердотельный лазер |
-
1999
- 1999-12-22 RU RU99127558A patent/RU2187868C2/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Термооптика твердотельных лазеров. - Л.: Машиностроение, 1986, с.148. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2548592C2 (ru) * | 2013-07-16 | 2015-04-20 | Открытое акционерное общество "Научно-производственное объединение "Карат" (ОАО "НПО КАРАТ") | Импульсный двухрежимный твердотельный лазер |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5052815A (en) | Single frequency ring laser with two reflecting surfaces | |
US7149231B2 (en) | Monolithic, side-pumped, passively Q-switched solid-state laser | |
US6259711B1 (en) | Laser | |
JP3199120B2 (ja) | ダイオード励起多軸モード空洞内周波数2倍型レーザ | |
JPS63501994A (ja) | レ−ザ共振器 | |
EP1493213B1 (en) | Intracavity resonantly enhanced fourth-harmonic generation using uncoated brewster surfaces | |
EP0985257A1 (en) | Single mode laser | |
JP2001251002A (ja) | レーザ装置 | |
US6501772B1 (en) | Microlaser assembly having a microresonator and aligned electro-optic components | |
EP0951111A2 (en) | Polarisation based mode-locking of a laser | |
US7839904B1 (en) | Monoblock laser systems and methods | |
EP1875565A1 (en) | Monolithic solid state laser apparatus | |
US5640412A (en) | Prism folded laser cavity with controlled intractivity beam polarization | |
KR0169538B1 (ko) | 모노리식 다기능 광 소자 및 이를 사용하여 구성된 장치 | |
JP2824884B2 (ja) | 偏光制御素子および固体レーザー装置 | |
RU2187868C2 (ru) | Твердотельный лазер | |
JP3683360B2 (ja) | 偏光制御素子および固体レーザー | |
KR100269028B1 (ko) | 반일체 고리형 공진기를 이용한 단방향 발진 레이저 장치 | |
US4390991A (en) | Adaptive laser output coupler | |
US4507785A (en) | Unpolarized electro-optically Q-switched laser | |
Elder et al. | Efficient conversion into the near-and mid-infrared using a PPLN OPO | |
JPH04229690A (ja) | 弱吸収レーザ材をポンピングするための装置及び方法 | |
Lee et al. | Nd: YAG laser with cholesteric liquid crystal cavity mirrors | |
CN114696195B (zh) | 可插入式单块环形腔激光装置 | |
CN217934552U (zh) | 纳秒-皮秒组合激光器 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PD4A | Correction of name of patent owner |