RU2477553C1 - Источник импульсного лазерного излучения - Google Patents
Источник импульсного лазерного излучения Download PDFInfo
- Publication number
- RU2477553C1 RU2477553C1 RU2011137390/28A RU2011137390A RU2477553C1 RU 2477553 C1 RU2477553 C1 RU 2477553C1 RU 2011137390/28 A RU2011137390/28 A RU 2011137390/28A RU 2011137390 A RU2011137390 A RU 2011137390A RU 2477553 C1 RU2477553 C1 RU 2477553C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- optical
- radiation
- output
- pulsed laser
- laser
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Lasers (AREA)
Abstract
Устройство относится к лазерной технике. Источник импульсного лазерного излучения содержит не менее одного импульсного лазера, оптическое средство суммирования излучения и фокусирующую систему. Дополнительно введен задающий генератор, выход которого подключен к входу импульсного лазера, а выход импульсного лазера оптически соединен последовательно с оптическим коммутатором, блоком согласования, средством оптической задержки и с оптическим средством суммирования излучения и далее с фокусирующей системой, причем выход задающего генератора соединен с управляющим входом оптического коммутатора. Технический результат заключается в увеличении выходной оптической мощности импульсов лазерного излучения. 2 ил.
Description
Изобретение относится к лазерной технике, а именно к сумматорам оптического излучения, например, полупроводниковых лазеров, и может быть использовано для усиления мощности лазерного излучения в волоконно-оптических линиях связи, сетях, информационно-измерительных системах, технологическом оборудовании, в бытовых приборах, медицине, системах опознавания и наведения, для охраны объектов от посторонних и пожара, лазерном оружии и т.п.
Известен мощный волоконный лазер (Светцов В.И. Оптическая и квантовая электроника: уч. пособие. - Иваново: Ивановский гос. хим.-тех. ун-т, 2010 (рис.1.19 на стр.51), состоящий из нескольких одномодовых волоконных лазеров, излучение которых собирается в одном волокне. Суммированное излучение передается волокном на фокусирующую систему.
Недостатком данного устройства является низкий уровень выходной оптической мощности лазерного излучения при относительно высоких затратах мощности от источника питания.
Известны также источники излучения на основе лазерных диодов, излучение которых суммируется оптической системой, например, в виде набора призм (патент РФ №2172972, «Излучающий сумматор» МПК7 G02B 27/09 H01S 5/40; US Patent №5463534. Источник света большой мощности. F21V 7/04) для образования общего пучка излучения. Такие системы позволяют достичь весьма высоких значений интенсивностей благодаря специальному расположению диодов и оптических элементов.
Так, например, известен источник света большой мощности (United States Patent №5463534. Источник света большой мощности. F21V 7/04,), который содержит ряд излучающих источников. Для повышения излучаемой мощности оптическая система коллимирует, фокусирует с помощью линз и суммирует с помощью призм лазерные лучи отдельных лазеров в объединенный выходной пучок оптического излучения.
Недостатком известных устройств является низкая выходная импульсная (пиковая) оптическая мощность излучения, которая определяется количеством подключенных излучающих источников.
Наиболее близким устройством по технической сущности к заявляемому техническому решению является источник излучения на основе лазерных диодов (патент РФ №2163048. Источник излучения на основе лазерных диодов. МПК7 H01S 3/09, H01S 3/091. Опубл.: 10.02.2001). Оптическая система устройства содержит отображающее средство, помещенное между излучающими источниками и зоной фокусировки, в которое входит средство формирования излучения и средство фокусировки излучения.
Средство формирования включает средство коллимирования излучения и средство для создания суммируемого луча. Лазерное излучение от каждого лазерного диода после коллимирования передается на призматическое средство суммирования и общее коллимирующее средство (цилиндрическая линза). В результате формируется единый однородный пучок, который фокусируется сферическим объективом на торце сердцевины оптического волокна.
Недостатком известного устройства является низкая выходная импульсная (пиковая) оптическая мощность излучения, зависящая от количества подключенных лазерных диодов.
Задачей изобретения является увеличение выходной импульсной (пиковой) оптической мощности излучения при значительно меньшей оптической мощности исходного импульсного лазерного излучения.
Технический результат заключается в увеличении выходной оптической мощности импульсов лазерного излучения за счет возможности накопления энергии в устройстве при одних и тех же источниках питания (энергии) как в прототипе, так и в предложенном устройстве.
Поставленная задача достигается тем, что источник импульсного лазерного излучения содержит не менее одного импульсного лазера, оптическое средство суммирования излучения и фокусирующую систему. Дополнительно введен задающий генератор, выход которого подключен к входу импульсного лазера, а выход импульсного лазера оптически соединен последовательно с оптическим коммутатором, блоком согласования, средством оптической задержки и с оптическим средством суммирования излучения и далее с фокусирующей системой, причем выход задающего генератора соединен с управляющим входом оптического коммутатора.
Работа источника импульсного лазерного излучения показана на структурной схеме - фигура 1. На фигуре 2 приведены временные диаграммы, поясняющие работу источника импульсного лазерного излучения.
Источник импульсного лазерного излучения содержит последовательно соединенные задающий генератор 1, импульсный лазер 2, оптический 3 коммутатор, блок 4 согласования со средством оптической задержки, средство 5 оптической задержки, выполненное, например, из отрезков оптического волокна и имеющее дискретное время задержек оптического импульса. Источник излучения содержит оптическое средство 6 суммирования излучения и фокусирующую 7 систему для формирования заданной диаграммы направленности пучка на выходе оптического средства 6 суммирования излучения.
Блоки 2-7 оптически связаны между собой. Выход задающего генератора 1 соединен с управляющим входом оптического коммутатора 3.
Сигналы, формируемые на выходах блоков схемы: J0k - 1, 2, … N-1, N-й оптические импульсы импульсного лазера 2 (Т - период следования импульсов); J'01…J'0N - оптические импульсы на выходе оптического коммутатора 3; J1…JN - оптические импульсы на выходе блока согласования со средством оптической задержки 4; J'1…J'N - оптические импульсы на входе оптического средства суммирования излучения 6; Jвых - выходное излучение устройства.
На фигуре 2 приведены следующие временные диаграммы (по оси ординат отложены интенсивности J оптических импульсов, по оси абсцисс - время t), где J0k - сигналы оптических импульсов (1, 2, … N-1, N) импульсного лазера 2 (N - количество импульсов, излучаемых лазером, за полный цикл работы коммутатора 3); J1, J2, … JN-1 - первый, второй, N-1 сигналы оптических импульсов на выходе блока согласования со средством оптической задержки 4; JN - сигнал N-го оптического импульса на выходе блока согласования со средством оптической задержки 4, J'N - сигнал N-го оптического импульса на выходе средства оптической задержки 5 (этот сигнал проходит без задержки); J'N-1…J'2, J'1 - сигналы N-1, второго и первого оптических импульсов на входе оптического средства суммирования излучения 6; J'J - сигнал на выходе оптического средства суммирования излучения 6.
Источник импульсного лазерного излучения работает следующим образом. Импульсный сигнал с задающего генератора 1 поступает на вход импульсного лазера 2 и управляет его работой. Импульсы оптического излучения с лазера 2 поступают на вход оптического коммутатора 3. При этом на управляющий вход оптического коммутатора 3 поступают электрические импульсы с выхода задающего генератора 1 с частотой (1/Т), равной частоте излучаемых лазером 2 импульсов оптического излучения. При поступлении первого управляющего импульса с задающего генератора 1 оптический коммутатор 3 направляет импульс оптического излучения через блок согласования со средством оптической задержки 4 на первый элемент блока оптической задержки 5. По второму импульсу с задающего генератора 1 оптический коммутатор 3 направляет оптическое излучение на второй элемент средства оптической задержки 5 и т.д. Средство оптической задержки содержит N-1 элемент. N-й импульс лазера 2 проходит на вход оптического средства суммирования излучения 6 без задержки. Выходы средства оптической задержки 5 соединены с N-1 входами оптического средства суммирования излучения 6. N-й импульс лазерного излучения поступает на N-й вход оптического средства суммирования излучения напрямую. Элементы средства оптической задержки 5 выполнены таким образом, что все задержанные импульсы лазерного излучения поступают на входы оптического средства суммирования излучения 6 одновременно с N-м импульсом. На выходе оптического средства суммирования излучения 6 формируется импульс J'J, равный сумме интенсивностей импульсов лазерного излучения.
Далее полученный лазерный пучок фокусируется фокусирующей системой 7. В результате на выходе предложенного устройства образуется импульсное лазерное излучение Jвых, значительно превосходящее по интенсивности импульсы исходного лазерного излучения лазера 2. При этом частота следования импульсов на выходе устройства будет в N раз ниже частоты (1/Т) излучаемых лазером импульсов.
Таким образом, по сравнению с известным ближайшим аналогом в предлагаемом техническом решении достигается существенное увеличение выходной импульсной (пиковой) оптической мощности импульсов лазерного излучения за счет возможности накопления энергии при одних и тех же источниках питания как в прототипе, так и в предложенном устройстве.
Так, например, при наличии одного источника лазерного излучения за счет возможности накопления энергии в предложенном устройстве можно получить на выходе примерно в N раз большую мощность импульсов лазерного излучения за исключением потерь оптического излучения по сравнению с мощностью импульсного излучения одного источника с частотой повторения импульсов в N раз меньше частоты импульсов лазера.
С учетом потерь в оптических элементах устройства интенсивность оптического излучения Jвых на выходе предложенного устройства можно записать в следующем виде:
где J0k - интенсивность импульсного излучения на выходе импульсного лазера;
δi - потери интенсивности излучения для каждого импульса при прохождении его через оптическую систему устройства.
Число N определяется заданной интенсивностью оптического излучения Jвых. Снижение Jвых обусловлено коэффициентом затухания излучения в элементах средства оптической задержки.
Достоинством предложенного изобретения является то, что для получения импульсов большой интенсивности оптического излучения требуются маломощные лазер и источник питания.
Claims (1)
- Источник импульсного лазерного излучения, содержащий не менее одного импульсного лазера, оптическое средство суммирования излучения и фокусирующую систему, отличающийся тем, что дополнительно введен задающий генератор, выход которого подключен к входу импульсного лазера, а выход импульсного лазера оптически соединен последовательно с оптическим коммутатором, блоком согласования, средством оптической задержки и с оптическим средством суммирования излучения и далее с фокусирующей системой, причем выход задающего генератора соединен с управляющим входом оптического коммутатора.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011137390/28A RU2477553C1 (ru) | 2011-09-09 | 2011-09-09 | Источник импульсного лазерного излучения |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2011137390/28A RU2477553C1 (ru) | 2011-09-09 | 2011-09-09 | Источник импульсного лазерного излучения |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2477553C1 true RU2477553C1 (ru) | 2013-03-10 |
Family
ID=49124295
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2011137390/28A RU2477553C1 (ru) | 2011-09-09 | 2011-09-09 | Источник импульсного лазерного излучения |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2477553C1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2578722C2 (ru) * | 2014-02-25 | 2016-03-27 | Федеральное государственное казённое военное учреждение высшего профессионального образования "Военная академия материально технического обеспечения имени генерала армии А.В. Хрулева" | Метод засветки оптико-электронных приборов малогабаритных беспилотных летательных аппаратов |
RU189439U1 (ru) * | 2018-10-23 | 2019-05-22 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ижевский государственный технический университет имени М.Т. Калашникова" | Источник импульсного лазерного излучения |
RU2739253C1 (ru) * | 2019-12-19 | 2020-12-22 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ижевский государственный технический университет имени М.Т. Калашникова" | Источник импульсного лазерного излучения |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH01261881A (ja) * | 1988-04-13 | 1989-10-18 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 近波長レーザー光混合装置 |
SU1487770A1 (ru) * | 1986-06-09 | 1991-05-23 | Предприятие П/Я А-1742 | Стабилизированный лазер |
RU2163048C1 (ru) * | 2000-01-24 | 2001-02-10 | РЕЙТЭК Лазер Индастрис Лтд. | Источник излучения на основе лазерных диодов |
US6703582B2 (en) * | 1999-12-28 | 2004-03-09 | Gsi Lumonics Corporation | Energy-efficient method and system for processing target material using an amplified, wavelength-shifted pulse train |
WO2009137182A2 (en) * | 2008-03-31 | 2009-11-12 | Electro Scientific Industries, Inc. | Combining multiple laser beams to form high repetition rate, high average power polarized laser beam |
-
2011
- 2011-09-09 RU RU2011137390/28A patent/RU2477553C1/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SU1487770A1 (ru) * | 1986-06-09 | 1991-05-23 | Предприятие П/Я А-1742 | Стабилизированный лазер |
JPH01261881A (ja) * | 1988-04-13 | 1989-10-18 | Mitsubishi Heavy Ind Ltd | 近波長レーザー光混合装置 |
US6703582B2 (en) * | 1999-12-28 | 2004-03-09 | Gsi Lumonics Corporation | Energy-efficient method and system for processing target material using an amplified, wavelength-shifted pulse train |
RU2163048C1 (ru) * | 2000-01-24 | 2001-02-10 | РЕЙТЭК Лазер Индастрис Лтд. | Источник излучения на основе лазерных диодов |
WO2009137182A2 (en) * | 2008-03-31 | 2009-11-12 | Electro Scientific Industries, Inc. | Combining multiple laser beams to form high repetition rate, high average power polarized laser beam |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2578722C2 (ru) * | 2014-02-25 | 2016-03-27 | Федеральное государственное казённое военное учреждение высшего профессионального образования "Военная академия материально технического обеспечения имени генерала армии А.В. Хрулева" | Метод засветки оптико-электронных приборов малогабаритных беспилотных летательных аппаратов |
RU189439U1 (ru) * | 2018-10-23 | 2019-05-22 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ижевский государственный технический университет имени М.Т. Калашникова" | Источник импульсного лазерного излучения |
RU2739253C1 (ru) * | 2019-12-19 | 2020-12-22 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Ижевский государственный технический университет имени М.Т. Калашникова" | Источник импульсного лазерного излучения |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Thomas et al. | Effect of Laser-Focusing Conditions on Propagation and Monoenergetic Electron Production<? format?> in Laser-Wakefield Accelerators | |
US3292102A (en) | Pulsed optical beam generator | |
EP4336681A3 (en) | Laser beams methods and systems | |
RU2007148631A (ru) | Способ и устройство для измерения спектра временной формы импульсов терагерцового излучения | |
RU2477553C1 (ru) | Источник импульсного лазерного излучения | |
CN108563422B (zh) | 随机数发生器及随机数发生方法 | |
US9337606B2 (en) | Spectral-temporal multiplexer for pulsed fiber scaling | |
US20130148685A1 (en) | Two-Laser Generation of Extended Underwater Plasma | |
CN108054623B (zh) | 一种使用“飞行聚焦”产生太赫兹波的系统和方法 | |
CN1318970A (zh) | 光子发生器 | |
CN112332200A (zh) | 一种产生具有烧蚀预脉冲的强场脉冲装置及其实现方法 | |
Wessling et al. | Efficient pumping of inertial fusion energy lasers | |
RU2549585C1 (ru) | Способ противодействия оптико-электронным системам с лазерным наведением и устройство для его осуществления | |
US20230387660A1 (en) | Random number generator comprising a vertical cavity surface emitting laser | |
RU189439U1 (ru) | Источник импульсного лазерного излучения | |
Kimura et al. | CO 2-laser-driven dielectric laser accelerator | |
RU2739253C1 (ru) | Источник импульсного лазерного излучения | |
RU2007112013A (ru) | Лазерный дальномер | |
RU2535529C1 (ru) | Источник импульсного лазерного излучения | |
FR2926932A1 (fr) | Procede d'emission d'un rayonnement laser pulse et source laser associee | |
Canal et al. | Novel high-energy short-pulse laser diode source for 3D lidar systems | |
KR102145443B1 (ko) | 고에너지 광섬유 레이저용 빔 성형장치 및 이를 이용한 고에너지 광섬유 레이저의 빔 성형방법 | |
Kamboj et al. | Resilient Gaussian Self-Focused Laser-Beam In The Manifestation of The Upward Plasma-Density Ramp | |
Ghaderi | Toward a Nanostructured TeV accelerator: The DLA Nanostructured Cyclotron | |
RU2621223C1 (ru) | Способ нелетального лазерного воздействия на нарушителя |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170910 |