RU2365006C2 - Дисковый лазер с модулированной добротностью резонатора (варианты) - Google Patents
Дисковый лазер с модулированной добротностью резонатора (варианты) Download PDFInfo
- Publication number
- RU2365006C2 RU2365006C2 RU2007128261/28A RU2007128261A RU2365006C2 RU 2365006 C2 RU2365006 C2 RU 2365006C2 RU 2007128261/28 A RU2007128261/28 A RU 2007128261/28A RU 2007128261 A RU2007128261 A RU 2007128261A RU 2365006 C2 RU2365006 C2 RU 2365006C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- resonator
- active element
- laser
- switch
- disk
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Lasers (AREA)
- Semiconductor Lasers (AREA)
Abstract
Изобретение относится к источникам лазерного излучения. Дисковый лазер содержит оптически связанные активный элемент, резонатор, модулятор добротности резонатора, источник накачки активного элемента и систему охлаждения. При этом активный элемент выполнен в виде сферического диска или тонкого плоского диска; источник накачки, выполненный в виде матрицы лазерных диодов, размещен по внешней поверхности активного элемента; модулятор добротности выполнен в виде пассивного или активного модулятора добротности, при этом модулятор и активный элемент образуют единый блок; зеркала основного резонатора нанесены на внешнюю поверхность активного элемента и внешнюю поверхность модулятора; устройство дополнительно снабжено плоским полупрозрачным зеркалом, образующим дополнительный резонатор с высокоотражающим зеркалом основного резонатора. Устройство может быть дополнительно снабжено линзой, установленной в дополнительном резонаторе, или модулятором добротности с боковым выводом излучения, размещенным в дополнительном полуконцентрическом резонаторе, при этом плоское зеркало имеет 100% отражение на длине волны лазерного излучения. Технический результат: создание дискового лазера с длительностью импульса в несколько наносекунд и менее. 3 н.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Изобретение относится к области лазерной физики и может быть использовано при разработке источников лазерного излучения пико и наносекундного диапазона длительностей импульса.
Известен дисковый лазер с модулированной добротностью резонатора [1], содержащий оптически связанные активный элемент, резонатор, модулятор добротности резонатора, расположенные на одной оптической оси, источник накачки активного элемента, систему охлаждения активного элемента.
Недостатком этого лазера является невозможность получения импульса в несколько наносекунд и меньшей длительности ввиду большой длины резонатора и соответственно затягивания времени развития генерации до нескольких сотен наносекунд.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является дисковый лазер с модулированной добротностью резонатора [2], содержащий оптически связанные активный элемент, резонатор, модулятор добротности резонатора, расположенные на одной оптической оси, источник накачки активного элемента и систему охлаждения. Модулятор добротности резонатора расположен внутри резонатора и выполнен в виде отдельно стоящего блока и может быть пассивным или активным.
Недостатком этого лазера является большая длительность импульса генерации (70 нс) ввиду большой длины резонатора.
Задачей данного изобретения является расширение технических возможностей и области применения устройства посредством разработки импульсного дискового лазера с длительностью импульса в несколько наносекунд и менее.
Для решения поставленной задачи предлагается дисковый лазер с модулированной добротностью резонатора, содержащий оптически связанные дисковый активный элемент, резонатор, модулятор добротности резонатора, источник накачки активного элемента и систему охлаждения активного элемента.
Новым, по мнению авторов, является то, что активный элемент выполнен в виде сферического диска, источник накачки в виде матрицы лазерных диодов размещен по внешней поверхности активного элемента, модулятор добротности резонатора представляет собой пассивный модулятор добротности и выполнен в виде пленки, нанесенной на поверхность активного элемента, или представляет собой активный модулятор добротности и выполнен в виде единого блока с активным элементом; зеркала основного резонатора нанесены на внешнюю поверхность активного элемента и внешнюю поверхность модулятора, при этом высокоотражающее зеркало на активном элементе прозрачно для излучения лазерных диодов, а полупрозрачное для лазерного излучения зеркало на внешней поверхности модулятора имеет 100% отражение для излучения лазерных диодов; охлаждающая активный элемент жидкость размещена в зазоре между активным элементом и матрицей лазерных диодов, и устройство дополнительно снабжено плоским полупрозрачным зеркалом, образующим дополнительный полуконцентрический резонатор с высокоотражающим зеркалом основного резонатора.
Новым, по мнению авторов, является то, что активный элемент выполнен в в виде тонкого плоского диска, нанесенного на прозрачную для излучения накачки подложку, и устройство дополнительно снабжено линзой, установленной в дополнительном резонаторе.
Новым, по мнению авторов, является то, что устройство дополнительно снабжено модулятором добротности с боковым выводом излучения, размещенным в дополнительном полуконцентрическом резонаторе, при этом плоское зеркало дополнительного резонатора имеет 100% отражение на длине волны лазерного излучения.
Сущность изобретения поясняется чертежами, на которых представлено предлагаемое устройство (фиг.1-3).
Дисковый лазер с модулированной добротностью резонатора содержит активный элемент 4 в виде сферического диска (фиг.1), пассивный модулятор добротности 5 в виде пленки, ограниченные зеркалами резонатора 3, 6 (основной резонатор), матрицу лазерных диодов 1 и систему охлаждения 2. Высокоотражающее зеркало 3 совместно с плоским полупрозрачным зеркалом 7 образуют дополнительный концентрический резонатор. Длина дополнительного резонатора выбирается значительно большей длины короткого резонатора. Толщина активного элемента зависит от коэффициента поглощения излучения накачки, и для активного элемента из Nd - SiO2 и излучения накачки с λ=0,8 мкм составит ~ 20 мм.
Лазер работает следующим образом. Импульс излучения диодов 1 накачки создает инверсную населенность в объеме активного элемента 4. На линейном этапе развития генерации, в течение которого мощность излучения в дополнительном концентрическом резонаторе лазера медленно нарастает, начиная со спонтанного шума, происходит формирование пространственной и спектральной структуры излучения. Из пространственных мод наиболее высокую добротность имеет мода, полностью заполняющая активный элемент, с перетяжкой на плоском зеркале, которая и сформируется на этом этапе. При достижении уровня насыщения среды пассивного модулятора 5 происходит высвечивание запасенной в активном элементе энергии. Так как добротность резонатора, образованного зеркалами 3 и 6, выше, чем в резонаторе, образованном внешними зеркалами из-за больших потерь, и время развития генерации в основном резонаторе на порядок меньше, то генерация развивается в основном (коротком) резонаторе и ее длительность составит единицы наносекунд и десятые доли наносекунды в зависимости от параметров активного элемента и длины основного резонатора. Геометрические параметры излучения не изменятся за несколько проходов основного резонатора и будут соответствовать параметрам дополнительного концентрического резонатора.
При активной модуляции добротности с помощью электрооптического активного модулятора добротности 5 (фиг.1), который составляет блочную конструкцию с активным элементом 4, ограниченную зеркалами резонатора 3, 6 (основной резонатор), импульс управления затвора имеет ступенчатую форму, что обеспечит сходный характер развития генерации, но управляемый и более эффективный.
При использовании активного элемента в виде плоского диска 4 (фиг.2) посредством установки в дополнительный резонатор линзы 8 обеспечивается его эквивалентность полуконцентрическому резонатору, но в то же время упрощается технология изготовления активного элемента.
При установке в дополнительный резонатор модулятора добротности 8 с боковым выводом излучения и 100% отражающего плоского зеркала (фиг.3) в исходном состоянии добротность дополнительного резонатора максимальна, а в момент включения добротности основного резонатора модулятор дополнительного резонатора переключают на вывод излучения из дополнительного резонатора в бок и делают его добротность нулевой. Такое устройство снимает ограничения на соотношение длин основного и дополнительного резонаторов и, как следствие, на длительность формируемого импульса излучения.
Таким образом, заявляемый лазер позволяет получать импульсы лазерного излучения длительностью в единицы наносекунд и менее и обеспечивает значительное расширение технических возможностей и области применения дисковых лазеров.
Список литературы
1. Huegel, Helmut; Bohn, Willy L. Solid state thin disk laser. Proc. SPIE Vol.3574, p.15-28, 1998.
2. Adolf Giesen, Thin Disk Lasers - Power scalability and beam quality // Laser Technik Journal. V.2, №2, p.42-45. 2007.
Claims (3)
1. Дисковый лазер с модулированной добротностью резонатора, содержащий оптически связанные дисковый активный элемент, резонатор, модулятор добротности резонатора, источник накачки активного элемента и систему охлаждения активного элемента, отличающийся тем, что активный элемент выполнен в виде сферического диска, источник накачки в виде матрицы лазерных диодов размещен по внешней поверхности активного элемента, модулятор добротности резонатора представляет собой пассивный модулятор добротности и выполнен в виде пленки, нанесенной на поверхность активного элемента, или представляет собой активный модулятор добротности и выполнен в виде единого блока с активным элементом; зеркала основного резонатора нанесены на внешнюю поверхность активного элемента и внешнюю поверхность модулятора, при этом высокоотражающее зеркало на активном элементе прозрачно для излучения лазерных диодов, а полупрозрачное для лазерного излучения зеркало на внешней поверхности модулятора имеет 100% отражение для излучения лазерных диодов; охлаждающая активный элемент жидкость размещена в зазоре между активным элементом и матрицей лазерных диодов, и устройство дополнительно снабжено плоским полупрозрачным зеркалом, образующим дополнительный полуконцентрический резонатор с высокоотражающим зеркалом основного резонатора.
2. Дисковый лазер с модулированной добротностью резонатора, содержащий оптически связанные дисковый активный элемент, резонатор, модулятор добротности резонатора, источник накачки активного элемента и систему охлаждения активного элемента, отличающийся тем, что активный элемент выполнен в виде тонкого плоского диска, источник накачки в виде матрицы лазерных диодов размещен по внешней поверхности активного элемента, модулятор добротности резонатора представляет собой пассивный модулятор добротности и выполнен в виде пленки, нанесенной на поверхность активного элемента, или представляет собой активный модулятор добротности и выполнен в виде единого блока с активным элементом; зеркала основного резонатора нанесены на внешнюю поверхность активного элемента и внешнюю поверхность модулятора, при этом высокоотражающее зеркало на активном элементе прозрачно для излучения лазерных диодов, а полупрозрачное для лазерного излучения зеркало на внешней поверхности модулятора имеет 100% отражение для излучения лазерных диодов; охлаждающая активный элемент жидкость размещена в зазоре между активным элементом и матрицей лазерных диодов, и устройство дополнительно снабжено линзой и плоским полупрозрачным зеркалом, образующим дополнительный резонатор с высокоотражающим зеркалом основного резонатора, при этом линза, установленная в дополнительном резонаторе, обеспечивает его эквивалентность полуконцетрическому резонатору.
3. Дисковый лазер с модулированной добротностью резонатора, содержащий оптически связанные дисковый активный элемент, резонатор, модулятор добротности резонатора, источник накачки активного элемента и систему охлаждения активного элемента, отличающийся тем, что активный элемент выполнен в виде сферического диска, источник накачки в виде матрицы лазерных диодов размещен по внешней поверхности активного элемента, модулятор добротности резонатора представляет собой пассивный модулятор добротности и выполнен в виде пленки, нанесенной на поверхность активного элемента, или представляет собой активный модулятор добротности и выполнен в виде единого блока с активным элементом; зеркала основного резонатора нанесены на внешнюю поверхность активного элемента и внешнюю поверхность модулятора, при этом высокоотражающее зеркало на активном элементе прозрачно для излучения лазерных диодов, а полупрозрачное для лазерного излучения зеркало на внешней поверхности модулятора имеет 100% отражение для излучения лазерных диодов; охлаждающая активный элемент жидкость размещена в зазоре между активным элементом и матрицей лазерных диодов, и устройство дополнительно снабжено плоским зеркалом, образующим дополнительный полуконцентрический резонатор с высокоотражающим зеркалом основного резонатора, и модулятором добротности с боковым выводом излучения, размещенным в дополнительном полуконцентрическом резонаторе, при этом плоское зеркало имеет 100% отражение на длине волны лазерного излучения.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007128261/28A RU2365006C2 (ru) | 2007-07-23 | 2007-07-23 | Дисковый лазер с модулированной добротностью резонатора (варианты) |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2007128261/28A RU2365006C2 (ru) | 2007-07-23 | 2007-07-23 | Дисковый лазер с модулированной добротностью резонатора (варианты) |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2007128261A RU2007128261A (ru) | 2009-01-27 |
RU2365006C2 true RU2365006C2 (ru) | 2009-08-20 |
Family
ID=40543748
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2007128261/28A RU2365006C2 (ru) | 2007-07-23 | 2007-07-23 | Дисковый лазер с модулированной добротностью резонатора (варианты) |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2365006C2 (ru) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2454760C1 (ru) * | 2010-12-27 | 2012-06-27 | Российская академия наук Учреждение Российской академии наук Институт систем обработки изображений РАН (ИСОИ РАН) | Планарная бинарная микролинза |
RU2517963C1 (ru) * | 2010-04-19 | 2014-06-10 | Хуачжун Юниверсити Оф Сайенс Энд Текнолоджи | Твердотельный лазер дисковидной формы |
-
2007
- 2007-07-23 RU RU2007128261/28A patent/RU2365006C2/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2517963C1 (ru) * | 2010-04-19 | 2014-06-10 | Хуачжун Юниверсити Оф Сайенс Энд Текнолоджи | Твердотельный лазер дисковидной формы |
RU2454760C1 (ru) * | 2010-12-27 | 2012-06-27 | Российская академия наук Учреждение Российской академии наук Институт систем обработки изображений РАН (ИСОИ РАН) | Планарная бинарная микролинза |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2007128261A (ru) | 2009-01-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN109950784B (zh) | 激光器和激光雷达 | |
CA2182368C (en) | Passively q-switched picosecond microlaser | |
US6259711B1 (en) | Laser | |
JP2682881B2 (ja) | 突き合わせ連結された単横モード励起レーザ | |
US7149231B2 (en) | Monolithic, side-pumped, passively Q-switched solid-state laser | |
US4942582A (en) | Single frequency solid state laser | |
EP1764886B1 (en) | Passively Q-switched microlaser with controllable peak power density | |
JP5281922B2 (ja) | パルスレーザ装置 | |
FR2660493A1 (fr) | Dispositif laser a changeur de frequence integre de facon monolithique. | |
JP2002503396A (ja) | レーザー | |
US9627843B2 (en) | Method and laser pulse source apparatus for generating fs laser pulses | |
CN103872575A (zh) | 一种yag泵浦的共焦非稳腔气体拉曼激光器 | |
RU2365006C2 (ru) | Дисковый лазер с модулированной добротностью резонатора (варианты) | |
RU2304332C2 (ru) | Микролазер | |
RU2402847C2 (ru) | Способ получения ультракоротких импульсов лазерного излучения большой мощности и устройство для его осуществления | |
RU2302064C2 (ru) | Твердотельный лазер для накачки активной среды | |
US6650685B2 (en) | Single laser transmitter for Q-switched and mode-locked vibration operation | |
RU2346367C2 (ru) | Твердотельный моноимпульсный лазер и двухволновый лазерный генератор | |
RU2683875C1 (ru) | Диодный лазер с внешним резонатором | |
CN113540952B (zh) | 一种高低温环境下即开即用的ld泵浦结构及调q激光器 | |
RU2144722C1 (ru) | Лазерная система и двухимпульсный лазер | |
RU2302065C2 (ru) | Твердотельный лазер для накачки активной среды | |
BE623059A (ru) | ||
FR2589290A1 (fr) | Laser a doublement de frequence par accord de phase de type ii | |
RU2304830C1 (ru) | Устройство для частотного преобразования лазерного излучения на основе вынужденного комбинационного рассеяния (варианты) |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20100724 |