RU2242828C2

RU2242828C2 - Method for exciting self-limited-junction pulsed laser

Info

Publication number: RU2242828C2
Application number: RU2002129547/28A
Authority: RU
Inventors: Н.А. Юдин (RU); Н.А. Юдин
Original assignee: Институт физики полупроводников СО РАН; Юдин Николай Александрович
Priority date: 2002-11-04
Filing date: 2002-11-04
Publication date: 2004-12-20

Abstract

FIELD: quantum electronics; pulse-periodic lasers built around vapors of chemical elements.

SUBSTANCE: method for exciting pulsed laser operating in self-heating mode includes generation of one additional pulse of adjustable pulse-to-pulse delay along with each excitation pulse satisfying following condition: (E ₁ + E ₂ )f = P, where E ₁ is excitation pulse energy; E ₂ is additional pulse energy; f is excitation pulse repetition rate; P is power required for heating working space of laser and for maintaining it at working temperature. Minimal voltage of excitation pulse is chosen to afford inversion in active medium, and time position of additional pulse relative to excitation pulse is varied within generation pulse range.

EFFECT: ability of controlling mean and pulse power of laser beam, generation pulse length, and laser beam divergence.

1 cl, 4 dwg

Description

Изобретение относится к области квантовой электроники и может быть использовано при создании импульсных лазеров на парах химических элементов.The invention relates to the field of quantum electronics and can be used to create pulsed vapor laser of chemical elements.

Известен способ возбуждения импульсных лазеров на самоограниченных переходах паров химических элементов, заключающийся в том, что возбуждение активной среды и разогрев активного вещества до рабочей температуры осуществляется периодически повторяющимся импульсом высокой частоты, которые, во-первых, за счет выделяемой при разряде в газовой смеси энергии, производят нагрев активной среды до рабочей температуры и, во-вторых, создают инверсную населенность в активной среде [Исаев А.А., Казарян М.А., Петраш Г.Г. Эффективный импульсный лазер на парах меди с высокой средней мощностью генерации. // Письма в ЖТФ, т.16, с.40, 1972].A known method of excitation of pulsed lasers on self-limited transitions of vapor of chemical elements, which consists in the fact that the excitation of the active medium and heating of the active substance to the operating temperature is carried out by a periodically repeating high-frequency pulse, which, firstly, due to the energy released during the discharge in the gas mixture, they heat the active medium to operating temperature and, secondly, create an inverse population in the active medium [Isaev AA, Kazaryan MA, Petrash G. Efficient pulsed copper vapor laser with high average lasing power. // Letters to the ZhTF, v.16, p.40, 1972].

Данный способ возбуждения является наиболее простым способом получения паров активного вещества и их возбуждения. Однако при этом способе реализуется стационарный режим работы лазера и невозможно производить управление энергетическими характеристиками лазерной генерации (средняя и импульсная мощность лазерного излучения, длительность импульса генерации и расходимость лазерного излучения), поскольку изменение параметров импульса возбуждения, необходимое для осуществления управления энергетическими характеристиками генерации, приводит к нарушению теплового режима работы лазера.This method of excitation is the easiest way to obtain vapors of the active substance and their excitation. However, this method implements a stationary laser operation mode and it is impossible to control the energy characteristics of laser generation (average and pulse laser power, the duration of the laser pulse and the divergence of the laser radiation), since a change in the parameters of the excitation pulse necessary to control the energy characteristics of the laser violation of the thermal regime of the laser.

Известен способ возбуждения импульсных лазеров на самоограниченных переходах, заключающийся в формировании импульсов возбуждения и дополнительных импульсов, не вызывающих генерации [Солдатов А.Н., Федоров В.Ф. Лазер на парах меди со стабилизированными выходными характеристиками. // Квантовая электроника, т.10, с.947-976, 1983].A known method of excitation of pulsed lasers on self-limited transitions, which consists in the formation of excitation pulses and additional pulses that do not cause generation [Soldatov AN, Fedorov V.F. Copper vapor laser with stable output characteristics. // Quantum Electronics, v.10, p. 947-976, 1983].

Данный способ позволяет осуществлять стабилизацию выходных характеристик лазерного излучения на заданном уровне, но не позволяет управлять энергетическими характеристиками генерации лазера.This method allows stabilization of the output characteristics of laser radiation at a given level, but does not allow you to control the energy characteristics of the laser generation.

Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому способу является способ возбуждения импульсных лазеров на самоограниченных переходах, работающий в режиме саморазогрева, заключающийся в реализации инверсии в активной среде при формировании с каждым импульсом возбуждения одного дополнительного импульса и осуществлении управления энергетическими характеристиками генерации за счет изменения временного расположения дополнительного импульса относительно импульса возбуждения, соблюдая при этом условие:The closest in technical essence to the proposed method is a method of excitation of pulsed lasers on self-limited transitions, operating in self-heating mode, which consists in the implementation of inversion in the active medium during the formation of one additional pulse with each pulse and controlling the energy characteristics of the generation by changing the temporal location of the additional pulse relative to the excitation pulse, while observing the condition:

(E₁+E₂)f=P,(E ₁ + E ₂ ) f = P,

где E₁ - энергия импульса возбуждения; E₂ - энергия дополнительного импульса; f - частота следования импульса возбуждения; Р - мощность, необходимая для разогрева рабочего объема лазера и поддержания его при рабочей температуре.where E ₁ is the energy of the excitation pulse; E ₂ - energy of an additional impulse; f is the pulse repetition rate; P is the power needed to heat up the working volume of the laser and maintain it at operating temperature.

При этом временное расположение дополнительного импульса относительно импульса возбуждения изменяют от момента начала импульса генерации в сторону предыдущего импульса возбуждения, а амплитуду напряжения дополнительного импульса выбирают постоянной в пределах 15-50% амплитуды напряжения импульса возбуждения [Скрипниченко А.С., Солдатов А.Н., Юдин Н.А. Способ возбуждения импульсных лазеров на самоограниченных переходах. // Патент РФ №2082263].In this case, the temporary location of the additional pulse relative to the excitation pulse is changed from the moment the generation pulse starts to the side of the previous excitation pulse, and the voltage amplitude of the additional pulse is chosen constant within 15-50% of the amplitude of the voltage of the excitation pulse [A. Skripnichenko, A. Soldatov , Yudin N.A. The method of excitation of pulsed lasers on self-limited transitions. // RF patent No. 2082263].

Данный способ позволяет управлять лишь средней и импульсной мощностью генерации. Недостатком данного способа является невозможность управления длительностью импульса генерации и расходимостью лазерного излучения.This method allows you to control only the average and pulsed power generation. The disadvantage of this method is the inability to control the duration of the generation pulse and the divergence of the laser radiation.

Техническим результатом изобретения является управление энергетическими характеристиками генерации (средняя и импульсная мощность лазерного излучения, длительность импульса генерации и расходимость лазерного излучения).The technical result of the invention is to control the energy characteristics of the generation (average and pulsed power of the laser radiation, the duration of the generation pulse and the divergence of the laser radiation).

Технический результат достигается тем, что в способе возбуждения импульсных лазеров на самоограниченных переходах, работающих в режиме саморазогрева, заключающемся в реализации инверсии в активной среде при формировании с каждым импульсом возбуждения одного дополнительного импульса и осуществлении управления энергетическими характеристиками генерации за счет изменения временного расположения дополнительного импульса относительно импульса возбуждения, соблюдая при этом условие: (E₁+Е₂)f=Р, где E₁ - энергия импульса возбуждения, Е₂ - энергия дополнительного импульса, f - частота следования импульса возбуждения, Р - мощность, необходимая для разогрева рабочего объема лазера и поддержания его при рабочей температуре, реализуют инверсию в активной среде с максимальной длительностью импульса генерации при минимальном напряжении импульса возбуждения, при этом управление энергетическими характеристиками генерации осуществляют за счет изменения временного расположения дополнительного импульса относительно импульса возбуждения в пределах импульса генерации.The technical result is achieved by the fact that in the method of excitation of pulsed lasers on self-limited transitions operating in the self-heating mode, which consists in implementing inversion in the active medium during the formation of one additional pulse with each pulse and controlling the energy characteristics of the generation by changing the temporal location of the additional pulse relative to the excitation pulse, while observing the condition: (E ₁ + E ₂ ) f = P, where E ₁ is the energy of the excitation pulse, E ₂ is the energy of the additional pulse, f is the repetition rate of the excitation pulse, P is the power necessary to heat the working volume of the laser and maintain it at operating temperature, realize inversion in the active medium with a maximum duration of the generation pulse at a minimum voltage of the excitation pulse, while controlling the energy characteristics of the generation carried out by changing the temporary location of the additional pulse relative to the excitation pulse within the generation pulse.

В отличие от известного, в предлагаемом способе выбирают минимальное напряжение импульса возбуждения, при котором реализуется инверсия в активной среде, а временное расположение дополнительного импульса относительно импульса возбуждения изменяют в пределах импульса генерации.In contrast to the known method, in the proposed method, the minimum voltage of the excitation pulse is selected at which the inversion is realized in the active medium, and the temporary location of the additional pulse relative to the excitation pulse is changed within the generation pulse.

Типичная длительность импульса генерации по полувысоте лазеров на самоограниченных переходах паров химических элементов составляет ~10-20 нc, что определяет большую расходимость лазерного излучения. В типичных экспериментальных условиях расходимость лазерного излучения с плоскопараллельным резонатором на два порядка, а с неустойчивым резонатором на порядок хуже дифракционной. Из-за высоких коэффициентов усиления, короткой длительности существования инверсии и больших осевых размеров активной среды формирование дифракционно направленного излучения происходит с большими энергетическими потерями. Это связано с тем, что время формирования излучения с дифракционной расходимостью сравнимо с длительностью импульса генерации ~20 нc. Так, например, в лазере на парах меди с оптимальным неустойчивым резонатором (увеличение М=30) достигнут коэффициент преобразования лазерного излучения в излучение с дифракционной расходимостью не более 12%.The typical duration of a half-height lasing pulse for lasers at self-limited transitions of vapor of chemical elements is ~ 10–20 ns, which determines a large divergence of laser radiation. Under typical experimental conditions, the divergence of laser radiation with a plane-parallel resonator is two orders of magnitude, and with an unstable cavity an order of magnitude worse than diffraction. Due to the high gain, the short duration of the inversion, and the large axial dimensions of the active medium, the formation of diffraction directed radiation occurs with large energy losses. This is due to the fact that the time of formation of radiation with diffraction divergence is comparable with the generation pulse duration of ~ 20 ns. So, for example, in a copper vapor laser with an optimal unstable resonator (increase M = 30), the coefficient of conversion of laser radiation into radiation with a diffraction divergence of no more than 12% was achieved.

Возбуждение активной среды лазеров на самоограниченных переходах паров химических элементов осуществляется прямым электронным ударом из основного состояния атома рабочего вещества. Электронная температура, определяющая скорости заселения верхних и нижних лазерных уровней рабочего вещества, отслеживает изменение напряженности поля на активной среде. При низких значениях электронной температуры, когда скорость заселения верхних лазерных уровней незначительно превышает скорость заселения нижних, реализуется минимальное значение инверсной населенности в активной среде, но максимальное время ее существования. С увеличением электронной температуры возрастает величина инверсной населенности в активной среде, но сокращается время ее существования. Эту особенность формирования инверсии в активной среде лазеров на самоограниченных переходах паров химических элементов предлагается использовать для управления энергетическими характеристиками лазерного излучения. Управление энергетическими характеристиками лазерного излучения заключается в том, что выбирается минимальное напряжение импульса возбуждения, при котором реализуется инверсия в активной среде с максимальной длительностью импульса генерации, а дополнительным импульсом, формируя его во время импульса генерации, осуществляется ее усиление. В этом случае управление энергетическими характеристиками лазерного излучения будет осуществляться за счет изменения временного расположения дополнительного импульса относительно импульса возбуждения в пределах импульса генерации.The active medium of lasers based on self-limited transitions of vapor of chemical elements is excited by a direct electron impact from the ground state of the atom of the working substance. The electron temperature, which determines the population rates of the upper and lower laser levels of the working substance, tracks the change in field strength in the active medium. At low electron temperatures, when the population rate of the upper laser levels is slightly higher than the population rate of the lower ones, the minimum value of the inverse population in the active medium, but the maximum time of its existence, is realized. With an increase in the electron temperature, the inverse population in the active medium increases, but its lifetime decreases. It is proposed to use this feature of the formation of inversion in the active medium of lasers based on self-limited transitions of vapor of chemical elements to control the energy characteristics of laser radiation. The energy characteristics of the laser radiation are controlled by the fact that the minimum voltage of the excitation pulse is selected at which the inversion is realized in the active medium with the maximum duration of the generation pulse, and its additional pulse, forming it during the generation pulse, is amplified. In this case, the energy characteristics of the laser radiation will be controlled by changing the temporal location of the additional pulse relative to the excitation pulse within the generation pulse.

Способ можно реализовать следующим образом.The method can be implemented as follows.

На фиг.1 приведена блок-схема устройства, реализующего данный способ, где изображены регулируемые высоковольтные источники питания 1, 2; генератор запускающих импульсов 3; коммутаторы 4, 5; линии задержки 6, 7 (в качестве которых можно использовать, например, ждущие мультивибраторы); резонатор 8; лазерная трубка 9; зарядная индуктивность 10; накопительные конденсаторы 11, 12.Figure 1 shows a block diagram of a device that implements this method, which depicts an adjustable high-voltage power supplies 1, 2; trigger pulse generator 3; switches 4, 5; delay lines 6, 7 (which can be used, for example, waiting multivibrators); resonator 8; laser tube 9; charge inductance 10; storage capacitors 11, 12.

От регулируемого высоковольтного источника питания 1 заряжается накопительный конденсатор 11, а от регулируемого высоковольтного источника питания 2 заряжается накопительный конденсатор 12. Накопительные конденсаторы заряжаются через зарядную индуктивность 10, подключенную параллельно лазерной трубке 9. Генератор запускающих импульсов 3 через линию задержки 6 запускает коммутатор 4, который формирует импульсы возбуждения на лазерной трубке 9, помещенной в резонатор 8. Параллельно генератор запускающих импульсов 3 через линию задержки 7 (регулируемая линия задержки) запускает коммутатор 5, который формирует на лазерной трубке 9 дополнительный импульс.The storage capacitor 11 is charged from the regulated high-voltage power supply 1, and the storage capacitor 12 is charged from the adjustable high-voltage power supply 2. The storage capacitors are charged through the charging inductance 10 connected in parallel with the laser tube 9. The trigger pulse generator 3 starts the switch 4 through the delay line 6, which generates excitation pulses on a laser tube 9 placed in the resonator 8. In parallel, the trigger pulse generator 3 through the delay line 7 (p adjust- able delay line) triggers the switch 5 which forms on the laser tube 9 momentum.

Настройка лазера производится следующим образом.Laser tuning is as follows.

Включают оба источника питания 1, 2 и разогревают рабочий объем лазерной трубки 9 до рабочей температуры, а с помощью регистрирующей аппаратуры регистрируют импульсы тока, напряжения, генерации, рабочую температуру. С помощью линии задержки 7 дополнительный импульс помещают за импульсом возбуждения. Затем проводят настройку лазера по возбуждению, подбирая параметры импульса возбуждения, при которых реализуется минимальное значение энергии импульса генерации, но максимальная длительность импульса генерации. Затем с помощью линии задержки 7 дополнительный импульс помещают перед импульсом возбуждения и проводят настройку лазера, подбирая параметры дополнительного импульса, при которых реализуется максимальное значение энергии импульса генерации. При этом должно выполняться условие: (E₁+E₂)f=Р, где E₁ - энергия импульса возбуждения; Е₂ - энергия дополнительного импульса; f - частота следования импульсов возбуждения; Р - мощность, необходимая для разогрева рабочего объема лазера и поддержания его при рабочей температуре. Выполнение данного условия необходимо для сохранения теплового режима работы лазера. Изменением задержки (линия задержки 7) дополнительного импульса относительно импульса возбуждения в пределах импульса генерации, формируемой импульсом возбуждения, можно осуществлять управление энергетическими характеристиками генерации от максимального значения до минимального значения. При этом излучение лазера будет иметь дифракционную расходимость при задержке дополнительного импульса >20 нс относительно начала импульса генерации в импульсе возбуждения.Both power supplies 1, 2 are turned on and the working volume of the laser tube 9 is heated to the operating temperature, and current, voltage, generation, and operating pulses are recorded using recording equipment. Using the delay line 7, an additional pulse is placed behind the excitation pulse. Then the laser is tuned by excitation, selecting the parameters of the excitation pulse at which the minimum value of the energy of the generation pulse, but the maximum duration of the generation pulse, is realized. Then, using the delay line 7, an additional pulse is placed in front of the excitation pulse and the laser is tuned, selecting the parameters of the additional pulse at which the maximum value of the energy of the generation pulse is realized. In this case, the condition must be satisfied: (E ₁ + E ₂ ) f = P, where E ₁ is the energy of the excitation pulse; E ₂ - energy of an additional impulse; f is the pulse repetition rate; P is the power needed to heat up the working volume of the laser and maintain it at operating temperature. The fulfillment of this condition is necessary to maintain the thermal regime of the laser. By varying the delay (delay line 7) of the additional pulse relative to the excitation pulse within the generation pulse generated by the excitation pulse, it is possible to control the energy characteristics of the generation from the maximum value to the minimum value. In this case, the laser radiation will have diffraction divergence when the delay of the additional pulse is> 20 ns relative to the beginning of the generation pulse in the excitation pulse.

Практически реализация данного способа была осуществлена в лазере на парах меди (ЛПМ). В качестве активного элемента использовалась промышленная лазерная трубка УЛ-102 "Квант", рабочий канал которой изготовлен из алундовой керамики – Аl₂О₃ диаметром 20 мм и длиной 400 мм. Для формирования импульса возбуждения использовался в качестве коммутатора 4 - тиратрон ТГИ1-270/12. Дополнительный импульс формировался коммутатором 5 - тиратрон ТГИ2-500/20. В качестве линий задержки использовались два ждущих мультивибратора, которые запускались от одного генератора.Practically the implementation of this method was carried out in a copper vapor laser (CVL). An UL-102 Quantum industrial laser tube was used as an active element, the working channel of which was made of alundum ceramics — Al ₂ O _{3 with a} diameter of 20 mm and a length of 400 mm. For the formation of an excitation pulse, 4 - the TGI1-270 / 12 thyratron was used as a switch. An additional impulse was formed by switch 5 - the thyratron TGI2-500 / 20. As the delay lines, two waiting multivibrators were used, which were launched from one generator.

На начальной стадии эксперимента выбиралась величина задержки между импульсами такой, чтобы дополнительный импульс, формируемый коммутатором 5, находился непосредственно за импульсом возбуждения. Параметры импульсов выбирались исходя из условия саморазогревного режима работы лазерной трубки УЛ-102. После выхода лазера на рабочий режим проводилась оптимизация параметров накачки. Напряжение на регулируемом высоковольтном источнике питания 1 выбиралось минимальным, при котором появляется генерация в импульсе возбуждения, а напряжение на регулируемом высоковольтном источнике питания 2 выбиралось из условия обеспечения саморазогревного режима работы ЛПМ. Следует отметить, что регулируемые источники питания 1, 2 представляли собой регулируемый высоковольтный выпрямитель. Выход выпрямителя соединялся с накопительным конденсатором через последовательно включенные зарядные дроссель и диод, чтобы обеспечивать резонансный заряд накопительного конденсатора. Дальнейшие исследования проводились при выбранных параметрах накачки на частоте следования импульсов (ЧСИ) возбуждения - 12,5 кГц. Импульс возбуждения формировался за счет разряда накопительного конденсатора 11-2200 пФ при напряжении на регулируемом высоковольтном источнике питания 1-2,3 кВ и потребляемом токе ~190 мА. Дополнительный импульс формировался за счет разряда накопительного конденсатора 12-1340 пФ при напряжении на регулируемом высоковольтном источнике питания 2-5,1 кВ и потребляемом токе ~210 мА. Импульс генерации в импульсе возбуждения появлялся через ~70 нc от начала импульса возбуждения. Длительность импульса генерации по полувысоте составляла ~45 нc, а по основанию ~110 нс, при средней мощности генерации ~13 мВт. Генерации в дополнительном импульсе при этом не наблюдалось. Изменение положения импульсов возбуждения относительно друг друга привело к появлению типичного для ЛПМ импульса генерации в дополнительном импульсе. Импульс генерации в этом случае появлялся через ~40 нc от начала дополнительного импульса. Длительность импульса генерации по полувысоте составляла ~20 нc при средней мощности генерации ~3,2 Вт. Дальнейшие исследования проводились для случая, когда дополнительный импульс находился за импульсом возбуждения. С изменением задержки между импульсами, в сторону совмещения импульсов, наблюдалось усиление той части импульса генерации, которая совпадала с фронтом напряжения дополнительного импульса, как показано на фиг.2. На фиг.2 приведены импульсы тока (13), напряжения (14) на лазерной трубке и импульсы генерации (15) - во время импульса возбуждения, и (16) - усиленный дополнительным импульсом. Стрелкой показано направление изменения задержки между импульсами. На фиг.3 показано изменение средней мощности генерации ЛПМ, а на фиг.4 - длительности усиленного импульса генерации по полувысоте при перемещении дополнительного импульса по импульсу генерации в импульсе возбуждения от "хвоста" импульса генерации к основанию (показано стрелкой на фиг.3 и фиг.4). Коэффициент преобразования лазерного излучения в излучение с дифракционной расходимостью в данном режиме работы ЛПМ достигает значения ~80%. Характерно, что наблюдаемое усиление генерации дополнительным импульсом возбуждения отражает радиально-временной профиль импульса генерации, формируемый импульсом возбуждения. Так на "хвосте" импульса генерации наблюдалось усиление в виде кольца у стенок газоразрядного канала лазерной трубки на длине волны генерации 578,2 нм. При перемещении дополнительного импульса вдоль импульса генерации от "хвоста" импульса генерации к основанию наблюдалось постепенное выравнивание радиального профиля генерации на λ=578,2 нм в течение ~20-25 нс, затем появлялось усиление генерации в виде кольца и на λ=510,6 нм с последующим выравниванием радиального профиля генерации.At the initial stage of the experiment, a delay between pulses was chosen such that the additional pulse generated by switch 5 was located directly behind the excitation pulse. The parameters of the pulses were selected based on the conditions of self-heating operation of the laser tube UL-102. After the laser reached the operating mode, the pump parameters were optimized. The voltage at the regulated high-voltage power supply 1 was chosen to be minimal, at which generation appears in the excitation pulse, and the voltage at the regulated high-voltage power supply 2 was chosen from the conditions for ensuring self-heating operation of the CVL. It should be noted that the regulated power supplies 1, 2 were an adjustable high-voltage rectifier. The output of the rectifier was connected to the storage capacitor through a series-connected charging choke and diode to provide the resonant charge of the storage capacitor. Further studies were carried out with the selected pump parameters at the pulse repetition rate (FER) of the excitation - 12.5 kHz. An excitation pulse was formed due to the discharge of the storage capacitor 11-2200 pF at a voltage of 1-2.3 kV regulated high-voltage power supply and a current consumption of ~ 190 mA. An additional pulse was formed due to the discharge of the storage capacitor 12-1340 pF at a voltage of 2-5.1 kV regulated high-voltage power supply and a current consumption of ~ 210 mA. The generation pulse in the excitation pulse appeared after ~ 70 ns from the beginning of the excitation pulse. The half-width of the lasing pulse was ~ 45 ns, and that of the base ~ 110 ns, with an average lasing power of ~ 13 mW. No generation in an additional pulse was observed. A change in the position of the excitation pulses relative to each other led to the appearance of a generation pulse typical of the CVL in an additional pulse. In this case, the generation pulse appeared ~ 40 ns from the start of the additional pulse. The half-width of the lasing pulse was ~ 20 ns at an average lasing power of ~ 3.2 W. Further studies were carried out for the case when the additional pulse was located behind the excitation pulse. With a change in the delay between pulses, in the direction of combining pulses, an increase was observed in that part of the generation pulse that coincided with the voltage front of the additional pulse, as shown in Fig. 2. Figure 2 shows the current pulses (13), voltage (14) on the laser tube and the generation pulses (15) during the excitation pulse, and (16) is amplified by an additional pulse. The arrow shows the direction of the delay between pulses. Figure 3 shows the change in the average output power of the CVL, and figure 4 shows the duration of the amplified half-height generation pulse when the additional pulse is moved along the generation pulse in the excitation pulse from the tail of the generation pulse to the base (shown by the arrow in Fig. 3 and Fig. .4). The coefficient of conversion of laser radiation into radiation with diffraction divergence in this mode of operation of the CVL reaches ~ 80%. It is characteristic that the observed generation gain by an additional excitation pulse reflects the radial-temporal profile of the generation pulse generated by the excitation pulse. Thus, amplification in the form of a ring near the walls of the gas-discharge channel of a laser tube at a generation wavelength of 578.2 nm was observed on the tail of the generation pulse. When the additional pulse was moved along the generation pulse from the tail of the generation pulse to the base, a gradual alignment of the radial generation profile was observed at λ = 578.2 nm for ~ 20-25 ns, then lasing amplification appeared in the form of a ring and at λ = 510.6 nm followed by alignment of the radial generation profile.

Данное техническое решение позволяет значительно расширить функциональные возможности лазеров на самоограниченных переходах.This technical solution can significantly expand the functionality of lasers on self-limited transitions.

Представляет интерес практически во всех областях, где нашли применение данные лазеры.It is of interest in almost all areas where these lasers are used.

Claims

The method of excitation of a pulsed laser at self-limited transitions operating in the self-heating mode, which consists in implementing inversion in the active medium during the formation of one additional pulse with each pulse and controlling the energy characteristics of the generation by changing the temporal location of the additional pulse relative to the excitation pulse, while observing the condition

(E ₁ + E ₂ ) f = P,

where E ₁ is the energy of the excitation pulse;

E ₂ - energy of an additional impulse;

f is the pulse repetition rate;

P is the power needed to heat the working volume of the laser and maintain it at operating temperature,

characterized in that the inversion is realized in an active medium with a maximum generation pulse duration at a minimum excitation pulse voltage, while the generation energy characteristics are controlled by changing the temporal location of the additional pulse relative to the excitation pulse within the generation pulse.