RU2682560C1 - Laser radiator - Google Patents

Laser radiator Download PDF

Info

Publication number
RU2682560C1
RU2682560C1 RU2018105236A RU2018105236A RU2682560C1 RU 2682560 C1 RU2682560 C1 RU 2682560C1 RU 2018105236 A RU2018105236 A RU 2018105236A RU 2018105236 A RU2018105236 A RU 2018105236A RU 2682560 C1 RU2682560 C1 RU 2682560C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
mirrors
reflector
mirror
resonator
block
Prior art date
Application number
RU2018105236A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Александр Александрович Гладилин
Михаил Юрьевич Янусов
Роман Андреевич Бызов
Original Assignee
Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом")
Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики имени академика Е.И. Забабахина"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом"), Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт технической физики имени академика Е.И. Забабахина" filed Critical Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом")
Priority to RU2018105236A priority Critical patent/RU2682560C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2682560C1 publication Critical patent/RU2682560C1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/05Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • H01S3/08Construction or shape of optical resonators or components thereof
    • H01S3/081Construction or shape of optical resonators or components thereof comprising three or more reflectors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/05Construction or shape of optical resonators; Accommodation of active medium therein; Shape of active medium
    • H01S3/08Construction or shape of optical resonators or components thereof
    • H01S3/081Construction or shape of optical resonators or components thereof comprising three or more reflectors
    • H01S3/0813Configuration of resonator
    • H01S3/0817Configuration of resonator having 5 reflectors, e.g. W-shaped resonators

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: laser emitter contains a block of resonator mirrors installed on the base, a corner reflector, a laser substance block, a radiation divergence regulator containing at least one lens, and a first two-mirror reflector on which a second two-mirror reflector is mounted. Mirrors of the first and second two-mirror reflectors are mutually perpendicular and turned in one direction. Between the block of resonator mirrors and the corner reflector on the one hand and the second two-mirror reflector on the other hand there is a block of laser matter and a regulator of the radiation divergence. Resonator mirrors are optically coupled to the corner reflector through two-mirror reflectors. At the base there are channels for the passage of radiation, connected to the corresponding channels in the block housings of the resonator mirrors, the corner reflector and the first two-mirror reflector with the formation of a closed volume. Resonator mirrors, mirrors of the first and second two-mirror reflectors and at least two mirrors of the corner reflector are mounted on the body in the alignment frames.
EFFECT: technical result is reducing the size and weight, as well as improving the stability of the laser emitter.
4 cl, 8 dwg

Description

Изобретение относится к лазерной технике, в частности к излучателям лазера, основой которых является многозеркальный оптический резонатор с уголковым отражателем. Изобретение может быть использовано при создании изделий и приборов, например, твердотельных и газовых лазеров, способных работать в различных условиях эксплуатации, в том числе при внешних термических и механических воздействиях.The invention relates to laser technology, in particular to laser emitters, the basis of which is a multi-mirror optical resonator with an angular reflector. The invention can be used to create products and devices, for example, solid-state and gas lasers capable of operating in various operating conditions, including external thermal and mechanical stresses.

Известно изобретение под названием «Лазер с системой быстрой осевой циркуляции газа» (п. США №4709372, H01S 3/22, опубл. 1987 г. ), в котором описан излучатель лазера, который состоит из блока лазерного вещества (БЛВ) и многозеркального оптического резонатора. БЛВ представляет несущую конструкцию, систему подготовки и подачи лазерного вещества - газа, и грубы внутри которых лазерное вещество циркулирует внутри резонатора. Резонатор состоит из расположенных друг напротив друга блока резонаторных зеркал (БРЗ) и уголкового отражателя (УО), установленных непосредственно на несущую конструкцию БЛВ. БРЗ состоит из корпуса и двух зеркал, каждое из которых установлено в угловую котировочную подвижку, снабженную неподвижным центром и регулировочными винтами. УО содержит корпус с установленными непосредственно на нем тремя зеркалами, рабочие поверхности которых взаимно перпендикулярны. УО обеспечивает оптическую связь между резонаторными зеркалами и складывает оптическую ось резонатора с образованием двух параллельных отрезков, проходящих внутри труб БЛВ. Трубы БЛВ соединены с корпусами БРЗ и УО.The invention is known under the name "Laser with a system of rapid axial gas circulation" (p. US No. 4709372, H01S 3/22, publ. 1987), which describes a laser emitter, which consists of a block of laser material (BLV) and multi-mirror optical resonator. BLV is a supporting structure, a system for the preparation and supply of a laser substance - gas, and coarse inside which the laser substance circulates inside the resonator. The resonator consists of opposite block of resonator mirrors (BRZ) and an angular reflector (UO) located directly on the supporting structure of the BLV. RHL consists of a body and two mirrors, each of which is installed in a corner quotation slide, equipped with a fixed center and adjusting screws. The UO contains a housing with three mirrors mounted directly on it, the working surfaces of which are mutually perpendicular. The UO provides an optical connection between the resonator mirrors and adds up the optical axis of the resonator with the formation of two parallel sections passing inside the BLV pipes. BLV pipes are connected to the BRZ and UO cases.

Применение УО позволило создать относительно компактную конструкцию резонатора за счет складывания оптической оси резонатора. За счет свойства УО возвращать отраженный луч параллельно падающему лучу и благодаря расположению зеркал БРЗ и УО на монолитых корпусах повышается стабильность работы излучателя лазера.The use of EO allowed us to create a relatively compact design of the resonator by folding the optical axis of the resonator. Due to the property of UO to return the reflected beam parallel to the incident beam, and due to the location of the BRZ and UO mirrors on monolithic housings, the stability of the laser emitter is increased.

Однако, наличие непосредственной связи между корпусами БРЗ и УО с элементами БЛВ, а также применение угловых котировочных подвижек в БРЗ. содержащих большое число промежуточных элементов между зеркалами и корпусом, может привести к разъюстировке резонатора при механических и тепловых воздействиях на элементы резонатора. Помимо этого зеркала УО лишены возможности котировки, а точность их установки зависит от точности изготовления корпуса УО, что повышает требования к его изготовлению, либо потребует доводки поверхностей корпуса при сборке резонатора. В противном случае, неточность установки скажется на правильности работы УО, что снизит стабильность работы излучателя.However, there is a direct connection between the BRZ and UO cases with BLV elements, as well as the use of angular quotation movements in the BRZ. containing a large number of intermediate elements between the mirrors and the housing, can lead to misalignment of the resonator under mechanical and thermal effects on the elements of the resonator. In addition, the UO mirrors are deprived of the possibility of quoting, and the accuracy of their installation depends on the accuracy of the manufacture of the UO housing, which increases the requirements for its manufacture, or will require refinement of the housing surfaces during the assembly of the resonator. Otherwise, the inaccuracy of the installation will affect the correct operation of the UO, which will reduce the stability of the emitter.

В ряде случаев, сложение оптической оси резонатора с образованием двух параллельных отрезков не достаточно для создания компактной и жесткой конструкции, так как длина излучателя лазера все равно будет значительно превышать ширину и высоту. Кроме того, в данной конструкции затруднено размещение каких-либо внутрирезонаториых элементов, кроме БЛВ, а конфигурация резонатора может меняться в основном за счет формы зеркал и свойств лазерного вещества.In some cases, the addition of the optical axis of the resonator with the formation of two parallel segments is not enough to create a compact and rigid structure, since the length of the laser emitter will still significantly exceed the width and height. In addition, in this design it is difficult to place any intracavity elements other than the BLV, and the configuration of the resonator can change mainly due to the shape of the mirrors and the properties of the laser substance.

Наиболее близким аналогом заявляемого изобретения, выбранным в качестве прототипа, является излучатель лазера, описанный в изобретении под названием «Поляризующий уголковый отражатель» (п .ЕПВ №0285397, H01S 3/07, 3/08, 3/105, опубл. 1988 г. ). Излучатель состоит из основания в виде плиты, БЛВ и многозеркального оптического резонатора. БЛВ устанавливается на основание и представляет собой конструкцию из несущих элементов и труб, внутри которых циркулирует лазерное вещество в виде газа. Оптический резонатор состоит из расположенных друг напротив друга и установленных па основание БРЗ и УО. БРЗ состоит из корпуса с внутренними каналами и двух зеркал, каждое из которых установлено в угловую юстировочную подвижку, снабженную неподвижным центром и регулировочными винтами. УО содержит корпус с внутренними каналами и с установленными непосредственно на нем тремя зеркалами, рабочие поверхности которых взаимно перпендикулярны. УО обеспечивает оптическую связь между резонаторными зеркалами и складывает оптическую ось резонатора с образованием двух параллельных отрезков, проходящих внутри труб БЛВ.The closest analogue of the claimed invention, selected as a prototype, is the laser emitter described in the invention under the name "Polarizing angular reflector" (p. EPV No. 0285397, H01S 3/07, 3/08, 3/105, publ. 1988 ) The emitter consists of a base in the form of a plate, a BLV and a multi-mirror optical resonator. BLV is installed on the base and is a structure of supporting elements and pipes, inside which the laser substance circulates in the form of gas. The optical cavity consists of opposite to each other and mounted on the base of the BRZ and UO. RHL consists of a housing with internal channels and two mirrors, each of which is installed in an angular adjustment slider, equipped with a fixed center and adjusting screws. The UO contains a housing with internal channels and with three mirrors mounted directly on it, the working surfaces of which are mutually perpendicular. The UO provides an optical connection between the resonator mirrors and adds up the optical axis of the resonator with the formation of two parallel sections passing inside the BLV pipes.

Наличие собственного несущего основания, независимого от системы подготовки и подачи газа, повышает стабильность работы излучателя и его устойчивость при воздействии внешних факторов, а также делает данное техническое решение более универсальным и создаст возможность использования его в излучателях различных типов.The presence of its own carrier base, independent of the gas preparation and supply system, increases the stability of the emitter and its stability when exposed to external factors, and also makes this technical solution more universal and will create the possibility of using it in various types of emitters.

В целом же данное техническое решение обладает теми же достоинствами и недостатками, что и приведенное выше.In general, this technical solution has the same advantages and disadvantages as the above.

Технический результат, полученный при использовании предлагаемого техническою решения, - уменьшение габаритов и массы, а также повышение стабильности работы излучателя лазера.The technical result obtained by using the proposed technical solution is to reduce the size and weight, as well as increase the stability of the laser emitter.

Указанный технический результат достигается тем. что излучатель лазера, содержащий установленные на основание блок резонаторных зеркал (БРЗ) и уголковый отражатель (УО), в корпусах которых выполнены каналы для прохода излучения, и блок лазерного вещества (БЛВ), резонаторные зеркала оптически связаны между собой при помощи уголкового отражателя, согласно изобретению снабжен установленными на основании регулятором расходимости излучения (РРИ), содержащим как минимум одну линзу, и первым двухзеркальным отражателем (ДО), на котором установлен второй двухзеркальный отражатель, в корпусах двухзеркальных отражателей выполнены каналы для прохода излучения, резонаторные зеркала установлены на корпус в котировочных оправах, зеркала каждого из первого и второго двухзеркальных отражателей установлены на корпус в котировочных оправах и расположены таким образом, что их рабочие поверхности взаимно перпендикулярны и обращены в одну сторону, в основании выполнены каналы для прохода излучения, соединенные с соответствующими каналами в корпусах блока резонаторных зеркал, уголкового отражателя и первого двухзеркального отражателя, с образованием замкнутого объема, между блоком резонаторных зеркал и уголковым отражателем с одной стороны и вторым двухзеркальным отражателем с другой стороны разметен блок лазерного вещества и регулятор расходимости излучения, резонаторные зеркала оптически связаны с уголковым отражателем через двухзеркальные отражатели, зеркала уголкового отражателя установлены на корпус, при этом минимум два из них установлены в котировочных оправах.The specified technical result is achieved by that. that the laser emitter containing mounted on the base of the block of resonator mirrors (BRZ) and an angular reflector (UO), in the housings of which are made channels for the passage of radiation, and a block of laser substance (BLV), the resonator mirrors are optically coupled using an angular reflector, according to the invention is equipped with mounted on the basis of the regulator of divergence of radiation (RIR), containing at least one lens, and the first two-mirror reflector (DO), on which the second two-mirror reflector is mounted, in buildings Uhzirkalnyh reflectors channels are made for the passage of radiation, resonator mirrors are mounted on the housing in quotation frames, the mirrors of each of the first and second two-mirror reflectors are mounted on the housing in quotation frames and are located so that their working surfaces are mutually perpendicular and face one way, at the base channels for the passage of radiation are made, connected to the corresponding channels in the cases of the block of resonator mirrors, the corner reflector and the first two-mirror reflector I, with the formation of a closed volume, between the block of resonator mirrors and the corner reflector on the one hand and the second two-mirror reflector on the other hand, the laser substance block and the radiation divergence regulator are dispersed, the resonator mirrors are optically connected to the corner reflector through two-mirror reflectors, the corner reflector mirrors are mounted on the body while at least two of them are installed in quotation frames.

Кроме того, для увеличения жесткости конструкции возможно изготовление корпусов первого и второго ДО в виде одной детали, корпусов БРЗ и УО в виде одной детали, а также возможно изготовление любого из корпусов БРЗ, УО, первого ДО в виде единой с основанием детали.In addition, to increase the rigidity of the structure, it is possible to manufacture the cases of the first and second DOs in the form of a single part, the chassis of the BRZ and UO in the form of a single part, and it is also possible to manufacture any of the buildings of the BRZ, UO, the first DO in the form of a single part with the base.

РРИ, содержащий как минимум одну линзу, и два независимых ДО, а также наличие замкнутой области, состоящей из каналов основания и корпусов БРЗ, УО, первого ДО позволили получить резонатор с минимально возможной в данных условиях длиной оптической оси. Использование для обеспечения оптической связи между резонаторными зеркалами и УО первого и второго ДО и наличие каналов основания, корпусов БРЗ, УО, ДО а также расположение их зеркал и расположение БЛВ позволяет реализовать наиболее компактный вариант конструкции резонатора. Это, наряду с использованным типом крепления зеркал БРЗ, УО, ДО, обеспечивает высокую жесткость и стабильность конструкции, что в свою очередь повышает стабильность работы излучателя. Установка как минимум двух зеркал УО в котировочных оправах, помимо этого, позволяет проводить точную юстировку зеркал, что особенно важно для стабильной работы резонатора при деформации основания, вызванной тепловыми и механическими и воздействиями.RRI, containing at least one lens, and two independent DOs, as well as the presence of a closed region consisting of base channels and housing of the BRZ, UO, and the first DO, made it possible to obtain a resonator with the optical axis as short as possible under the given conditions. The use of the first and second DOs to provide optical communication between the resonator mirrors and the UO, and the presence of base channels, BRZ, UO, DO housings, as well as the location of their mirrors and the location of the BLV, make it possible to realize the most compact design of the resonator. This, along with the used type of fastening of mirrors BRZ, UO, DO, provides high rigidity and structural stability, which in turn increases the stability of the emitter. The installation of at least two UO mirrors in quotation frames, in addition, allows for accurate alignment of the mirrors, which is especially important for the stable operation of the resonator during base deformation caused by thermal and mechanical influences.

Все перечисленное выше позволило уменьшить габариты и массу, а также повысить стабильность работы излучателя лазера.All of the above allowed to reduce the size and weight, as well as to increase the stability of the laser emitter.

При анализе уровня техники не обнаружено аналогов, характеризующихся признаками, тождественными всем существенным признакам данного изобретения. А также не выявлено факта известности влияния признаков, включенных в формулу, на технический результат заявляемого технического решения. Следовательно, заявленное изобретение соответствует условиям «новизна» и «изобретательский уровень».When analyzing the prior art, no analogues were found that are characterized by features identical to all the essential features of this invention. And also not revealed the fact of the fame of the influence of the signs included in the formula on the technical result of the claimed technical solution. Therefore, the claimed invention meets the conditions of "novelty" and "inventive step".

На фиг. 1 представлена упрощенная модель излучателя лазера.In FIG. 1 shows a simplified model of a laser emitter.

На фиг. 2 представлено основание излучателя лазера.In FIG. 2 shows the base of a laser emitter.

На фиг. 3 представлена оптическая схема излучателя лазера.In FIG. 3 shows an optical diagram of a laser emitter.

На фиг. 4 представлен блок резонаторных зеркал (БРЗ).In FIG. 4 presents a block of resonator mirrors (RHL).

На фиг. 5 представлен уголковый отражатель (УО).In FIG. 5 shows a corner reflector (UO).

На фиг. 6 представлены первый и второй двухзеркальные отражатели (ДО).In FIG. 6 shows the first and second two-mirror reflectors (DO).

На фиг. 7 представлен регулятор расходимости излучения (РРИ).In FIG. 7 shows the radiation divergence regulator (RIR).

На фиг. 8 представлен задающий генератор, созданный на основе данного технического решения.In FIG. 8 shows a master oscillator based on this technical solution.

Излучатель лазера (фиг. 1) состоит из основания 1 в виде плиты и расположенных на ней одного или нескольких блоков лазерного вещества (БЛВ) 2, РРИ 3 и многозеркального оптического резонатора, состоящего из БРЗ 4, УО 5 и двух (первого и второго) ДО 6, 7. Под БЛВ понимается часть конструкции излучателя, служащая для размещения лазерного вещества, например, квантрон для твердотельного лазера, кювета с газом для газового лазера и т.п. Помимо этого на основании могут быть расположены и другие оптические элементы (на фигурах не показаны). Внутри основания 1 (фиг. 2) выполнены два (первый и второй) сквозных канала 1а и 1б.The laser emitter (Fig. 1) consists of a base 1 in the form of a plate and one or more blocks of laser substance (BLV) 2, RRI 3 located on it and a multi-mirror optical resonator consisting of BRZ 4, UO 5 and two (the first and second) UP TO 6, 7. BLV means a part of the design of the emitter, which serves to accommodate a laser substance, for example, a quantron for a solid-state laser, a cuvette with gas for a gas laser, etc. In addition, other optical elements (not shown in the figures) may be located on the base. Inside the base 1 (Fig. 2), two (first and second) through channels 1a and 1b are made.

БРЗ 4 (фиг. 3) содержит: корпус 8, две юстировочные оправы 9, крепежные элементы - винты 10, резонаторные (заднее и выходное) зеркала 11 и 12, рабочие поверхности 11а и 12а которых обращены в одну сторону. Каждое резонаторное зеркало крепится в котировочной оправе 9. Каждая из оправ 9 устанавливается на поверхность корпуса 8 тремя выступами 9а и прижимается винтами 10. Корпус 8 представляет собой единую деталь и содержит внутренний канал 8а для прохода излучения, соединенный с каналом 16 основания 1.RHL 4 (Fig. 3) contains: body 8, two alignment frames 9, fasteners - screws 10, resonator (rear and output) mirrors 11 and 12, the working surfaces 11a and 12a of which are turned in one direction. Each resonator mirror is mounted in a quotation frame 9. Each of the frames 9 is mounted on the surface of the housing 8 with three protrusions 9a and is pressed by the screws 10. The housing 8 is a single part and contains an internal channel 8a for the passage of radiation connected to the channel 16 of the base 1.

УО 5 (фиг. 4) содержи т: корпус 13, две юстировочные оправы 9 с выступами 9а, винты 10, пластину 14, три зеркала 15 с плоскими рабочими поверхностями 15а. Одно из зеркал 15 крепится непосредственно в корпусе, а два других в котировочных оправах 9, закрепленных на корпусе 13 аналогично зеркалам БРЗ. Возможен вариант, когда все три зеркала 15 крепятся в юстировочных оправах. Зеркала в УО 5 расположены таким образом, что их рабочие поверхности 15а перпендикулярны друг другу. Корпус 13 представляет собой единую деталь и содержит внутренний канал 13а для прохода излучения, который одним концом соединен с каналом 1а основания, а с другого конца закрыт пластиной 14, изготовленной из материала прозрачного для лазерного излучения.UO 5 (Fig. 4) contains: a housing 13, two alignment frames 9 with projections 9a, screws 10, a plate 14, three mirrors 15 with flat working surfaces 15a. One of the mirrors 15 is mounted directly in the housing, and the other two in quotation frames 9, mounted on the housing 13 similarly to BRZ mirrors. It is possible that all three mirrors 15 are mounted in alignment frames. Mirrors in UO 5 are arranged so that their working surfaces 15a are perpendicular to each other. The housing 13 is a single part and contains an internal channel 13A for the passage of radiation, which is connected at one end to the channel 1a of the base and is closed at the other end by a plate 14 made of a material transparent to laser radiation.

Каждый ДО 6, 7 (фиг. 5) содержит: корпус 16 (17), две юстировочные оправы 9 с выступами 9а, винты 10, два зеркала 15 с плоскими рабочими поверхностями 15а. Каждое зеркало 15 крепится в котировочной оправе 9. Каждая из оправ 9 устанавливается на поверхность корпуса 16 аналогично зеркалам БРЗ. Зеркала в ДО расположены таким образом, что их рабочие поверхности 15а перпендикулярны друг другу. Каждый корпус 16 (17) представляют собой деталь с внутренним каналом 16а (17а) для прохода излучения. Второй ДО 7 установлен на первый ДО 6 гак, что рабочие поверхности 15а их зеркал попарно параллельны. С основанием 1 контактирует только корпус 16 первого ДО 6, при этом его канал 16а соединен одним концом с каналом 1а, а другим с каналом 1б корпуса 1.Each DO 6, 7 (Fig. 5) contains: a housing 16 (17), two alignment frames 9 with protrusions 9a, screws 10, two mirrors 15 with flat working surfaces 15a. Each mirror 15 is mounted in a quotation frame 9. Each of the frames 9 is mounted on the surface of the housing 16 similarly to BRZ mirrors. The mirrors in the DO are arranged so that their working surfaces 15a are perpendicular to each other. Each housing 16 (17) is a part with an internal channel 16a (17a) for the passage of radiation. The second DO 7 is installed on the first DO 6 hook, so that the working surfaces 15A of their mirrors are pairwise parallel. Only the housing 16 of the first DO 6 is in contact with the base 1, while its channel 16a is connected at one end to the channel 1a, and the other to the channel 1b of the housing 1.

В ряде случаев, если не требуется перемещения второго ДО относительно первого в процессе настройки и эксплуатации излучателя, их корпуса 16, 17 можно выполнить в виде единой детали.In some cases, if you do not need to move the second TO relative to the first during the setup and operation of the emitter, their housing 16, 17 can be made in the form of a single part.

Для увеличения жесткости конструкции и при наличии технологической возможности корпуса 8 и 13 можно изготовить в виде единой детали. Помимо этого любой из корпусов 8, 13, 16, 17 можно изготовить в виде единой с основанием 1 детали.To increase the rigidity of the structure and in the presence of technological capabilities, the housing 8 and 13 can be made in the form of a single part. In addition, any of the buildings 8, 13, 16, 17 can be made in the form of a single part with the base 1.

Оптическая связь заднего и выходного зеркал резонатора осуществляется с помощью зеркал УО, первого и второго ДО, которые обеспечивают сложение оптической оси резонатора с образованием четырех параллельных отрезков 18а, 18б, 18в, 18г (фиг. 6). Оптическая ось резонатора от заднего зеркала 11 (по нормали к его рабочей поверхности 11а) проходит до первого ДО 6 (отрезок 18а). затем, после отражения со смешением (отрезок 18д) в плоскости, параллельной основанию, проходит до УО 5 (отрезок 18б), затем, после отражения со смещением (отрезки 18е) в плоскости, перпендикулярной основанию, проходит до второго ДО 7 (отрезок 18в), затем, после отражения со смешением (отрезок 18ж) в плоскости, параллельной основанию проходит (отрезок 18г) до выходного резонаторного зеркала 12 (по нормали к его рабочей поверхности 12а). БЛВ 2 расположен на поверхности основания 1 между БРЗ 4 и УО 5 с одной стороны и вторым ДО 7 с друзой стороны так, что отрезки оптической оси 18в и (или) 18г проходят через лазерное вещество 2а.The optical connection of the rear and output mirrors of the resonator is carried out using the mirrors of the UO, the first and second DOs, which add up the optical axis of the resonator with the formation of four parallel segments 18a, 18b, 18c, 18g (Fig. 6). The optical axis of the resonator from the rear mirror 11 (normal to its working surface 11a) extends to the first DO 6 (segment 18a). then, after reflection with mixing (segment 18e) in a plane parallel to the base, it passes to UO 5 (segment 18b), then, after reflection with a displacement (segments 18e) in a plane perpendicular to the base, it passes to the second DO 7 (segment 18c) Then, after reflection with mixing (segment 18g) in a plane parallel to the base, it passes (segment 18g) to the output resonator mirror 12 (normal to its working surface 12a). BLV 2 is located on the surface of the base 1 between the BRZ 4 and UO 5 on the one hand and the second DO 7 on the other side so that the segments of the optical axis 18b and (or) 18g pass through the laser substance 2a.

Вокруг части оптической оси образован замкнутый пылезащитный объем 19, состоящий из каналов основания и каналов корпусов БРЗ, УО, первого ДО. Замкнутый объем начинается от прозрачной пластины 14 в УО 5, далее следует канал 13а корпуса УО, который соединяется с первым каналом 1а основания, первый канал la основания соединяется с каналом 16а корпуса первого ДО, который соединяется со вторым каналом 1б основания, канал основания соединяется с каналом 8а корпуса БРЗ, который соединяется с задним резонаторным зеркалом 11. Защита объема 19 от пыли осуществлена следующим образом: зеркала 15 УО 5, первого ДО 6 и заднее резонаторное зеркало 11 вклеиваются в юстировочные оправы 9, корпуса 8, 13, 16 устанавливаются на основание 1 без зазора, прозрачная пластина 14 вклеивается в корпус 13. Уплотнение юстировочных оправ 9 происходит за счет размещения уплотнительных элементов (в простейшем случае кольцевых резиновых прокладок) 20 между корпусами 8, 13, 16 и нерабочей поверхностью 9б котировочной оправы.Around the optical axis part a closed dustproof volume 19 is formed, consisting of base channels and channels of the BRZ, UO, first DO units. The enclosed volume starts from the transparent plate 14 in the VO 5, then follows the channel 13A of the casing UO, which is connected to the first channel 1a of the base, the first channel la of the base is connected to the channel 16a of the housing of the first DO, which is connected to the second channel 1b of the base, the channel of the base is connected to a channel 8a of the BRZ case, which is connected to the rear resonator mirror 11. The volume 19 is protected from dust as follows: mirrors 15 UO 5, the first DO 6 and the rear resonator mirror 11 are glued into the alignment frames 9, the cases 8, 13, 16 are installed Lebanon to the base 1 without a gap, the transparent plate 14 is glued into the housing 13. Sealing adjusting frames 9 occurs by placing the sealing elements (in the simplest case of annular rubber gasket) 20 between the housings 8, 13, 16 and the broken surface 9b quoted rim.

РРИ 3 (фиг. 7) может быть расположен (в зависимости от схемы) на любом из отрезков 18а, 18б, 18в, 18г и в простейшем случае представляет из себя линзу 21, установленную на основании при помощи элемента крепления 22, в качестве которого может выступать стойка, которая при необходимости позволяет регулировать положение линзы. 13 более сложном случае РРИ 3 состоит из собирающей линзы 21 и рассеивающей линзы 23. Линзы 21, 23 могут быть расположены в каналах 1а и 1б основания, при этом в качестве элементов фиксации могут выступать прижимы или клей.RRI 3 (Fig. 7) can be located (depending on the scheme) on any of the segments 18a, 18b, 18b, 18g and in the simplest case is a lens 21 mounted on the base with the help of an attachment element 22, which can stand out, which, if necessary, allows you to adjust the position of the lens. 13 of the more complex case, the RIR 3 consists of a collecting lens 21 and a diffusing lens 23. The lenses 21, 23 can be located in the channels 1a and 1b of the base, while clamps or glue can act as fixing elements.

При работе излучателя энергия накачки в БЛВ преобразуется в излучение, которое распространяется вдоль оптической оси резонатора и выводится через выходное зеркало. Для уменьшения длины оптической оси, при сохранении требуемого качества излучения, используется конфигурация, эквивалентная полуконфокальной, которая обеспечивается при помощи РРИ. Для обеспечения компактности конструкции оптическая ось сложена при помощи УО, а также первого и второго ДО, при этом часть отрезков оси проходит в каналах, выполненных внутри деталей резонатора. Расположение БЛВ и других габаритных оптических элементов лазерного излучателя при этом возможно только па основании. Применение УО повышает стабильность и надежность работы лазерного излучателя, что объясняется его свойством возвращать отраженный луч параллельно падающему. При этом правильность работы УО напрямую зависит от точности расположения ею зеркал, поэтому минимум два его зеркала юстируются. Юстировка углового положения зеркал УО, а также БРЗ и первою, второго ДО осуществляется путем удаления части материала выступов котировочных оправ. При этом следят за тем, чтобы рабочие поверхности трех выступов каждой оправы лежали в одной плоскости, что наряду с отсутствием каких-либо элементов (угловых котировочных подвижек, пружинящих или эластичных элементов, котировочных винтов) между котировочной оправой и корпусами БРЗ, УО, ДО обеспечивает стабильное угловое положение зеркал даже в условиях воздействия механических и термических нагрузок. На оптической оси в промежутке от РРИ до области перетяжки (горловины) луча, расположенной вблизи заднего резонаторного зеркала, плотность оптической энергии может возрасти настолько, что случайно попавшие частицы пыли будут вызывать оптический пробой и как следствие ухудшение работы излучателя и повреждение оптических элементов. Для предупреждения этого каналы деталей резонатора в области повышенной плотности энергии формируют герметичный объем, предотвращающий попадание пыли.When the emitter is operating, the pump energy in the BLV is converted into radiation, which propagates along the optical axis of the resonator and is output through the output mirror. To reduce the length of the optical axis, while maintaining the required radiation quality, the configuration is used, equivalent to the semi-confocal one, which is provided with the help of RIR. To ensure compact design, the optical axis is folded with the help of the UO, as well as the first and second DOs, with some of the segments of the axis passing in the channels made inside the parts of the resonator. The location of the BLV and other overall optical elements of the laser emitter is possible only on the base. The use of UO increases the stability and reliability of the laser emitter, which is explained by its ability to return the reflected beam parallel to the incident. In this case, the correct operation of the EO directly depends on the accuracy of the location of the mirrors, so at least two of its mirrors are aligned. Adjustment of the angular position of the mirrors UO, as well as RHL and the first, second DO is carried out by removing part of the material of the protrusions of the quotation frames. At the same time, it is ensured that the working surfaces of the three protrusions of each frame lie in the same plane, which, along with the absence of any elements (angular quotation movements, spring or elastic elements, quotation screws) between the quotation frame and the BRZ, UO, DO cases, provides stable angular position of the mirrors even under the influence of mechanical and thermal loads. On the optical axis in the interval from the XRD to the region of the waist (neck) of the beam located near the rear resonator mirror, the optical energy density can increase so much that accidentally falling dust particles will cause optical breakdown and, as a result, deterioration of the emitter and damage to optical elements. To prevent this, the channels of the resonator parts in the region of high energy density form a sealed volume that prevents dust from entering.

Описанное здесь техническое решение использовано при создании задающего генератора (фиг. 8) мощного импульсного твердотельного лазера с диодной накачкой и полностью подтвердило свою состоятельность. В качестве БЛВ использованы два квантрона, а в качестве РРИ собирающая и рассеивающая линзы. Параметры задающего генератора: диаметр выходного пучка - 2 мм, длина оптической оси резонатора - 900 мм. Габаритные размеры задающего генератора - 230×105×75 мм3. Масса - 2,2 кг. Задающий излучатель в составе лазера выдержал перевозку на расстояние более 1000 км и в процессе работы показал стабильность выходной энергии ± 1%.The technical solution described here was used to create a master oscillator (Fig. 8) of a high-power pulsed diode-pumped solid-state laser and fully confirmed its viability. Two quantrons were used as BLV, and collecting and scattering lenses as RIR. The parameters of the master oscillator: the diameter of the output beam is 2 mm, the length of the optical axis of the resonator is 900 mm. The overall dimensions of the master oscillator are 230 × 105 × 75 mm 3 . Weight - 2.2 kg. The master emitter as a part of the laser withstood transportation over a distance of more than 1000 km and during operation showed stability of the output energy of ± 1%.

Таким образом, представленные данные свидетельствуют о выполнении при использовании заявляемого изобретения следующей совокупности условий:Thus, the data presented indicate that when using the claimed invention, the following combination of conditions:

- средство, воплощающее заявленное устройство при его осуществлении, предназначено для использования в оптико-механической промышленности при изготовлении оптических излучателей лазеров;- a tool embodying the claimed device in its implementation, is intended for use in the optical-mechanical industry in the manufacture of optical laser emitters;

- для заявляемого устройства в том виде, в котором оно охарактеризовано в формуле изобретения, подтверждена возможность его осуществления.- for the claimed device in the form in which it is described in the claims, the possibility of its implementation is confirmed.

Следовательно, заявляемое изобретение соответствует условию «промышленная применимость».Therefore, the claimed invention meets the condition of "industrial applicability".

Claims (4)

1. Излучатель лазера содержит установленные на основание блок резонаторных зеркал и уголковый отражатель, в корпусах которых выполнены каналы для прохода излучения, и блок лазерного вещества, резонаторные зеркала оптически связаны между собой при помощи уголкового отражателя, отличающийся тем, что снабжен установленными на основании регулятором расходимости излучения, содержащим как минимум одну линзу, и первым двухзеркальным отражателем, на котором установлен второй двухзеркальный отражатель, в корпусах которых выполнены каналы для прохода излучения, резонаторные зеркала установлены на корпус в юстировочных оправах, зеркала каждого из первого и второго двухзеркальных отражателей установлены на корпус в юстировочных оправах и расположены таким образом, что их рабочие поверхности взаимно перпендикулярны и обращены в одну сторону, в основании выполнены каналы для прохода излучения, соединенные с соответствующими каналами в корпусах блока резонаторных зеркал, уголкового отражателя и первого двухзеркального отражателя с образованием замкнутого объема, между блоком резонаторных зеркал и уголковым отражателем с одной стороны и вторым двухзеркальным отражателем с другой стороны размещены блок лазерного вещества и регулятор расходимости излучения, резонаторные зеркала оптически связаны с уголковым отражателем через двухзеркальные отражатели, зеркала уголкового отражателя установлены на корпус, при этом минимум два из них установлены в юстировочных оправах.1. The laser emitter contains a block of resonator mirrors mounted on the base and an angle reflector, in the housings of which channels for the passage of radiation are made, and a laser substance block, resonator mirrors are optically coupled by means of an angle reflector, characterized in that it is equipped with a divergence regulator mounted on the base radiation containing at least one lens and the first two-mirror reflector, on which the second two-mirror reflector is mounted, in the housings of which channels are made for radiation pass, resonator mirrors are mounted on the housing in alignment frames, the mirrors of each of the first and second two-mirror reflectors are mounted on the housing in alignment frames and are arranged so that their working surfaces are mutually perpendicular and face one way, channels for radiation passage are made at the base connected to the corresponding channels in the cases of the block of resonator mirrors, the corner reflector and the first two-mirror reflector with the formation of a closed volume, between the block m of resonator mirrors and an angular reflector on one side and a second two-mirror reflector on the other hand contain a block of laser substance and a radiation divergence regulator, resonator mirrors are optically coupled to the angular reflector via two-mirror reflectors, corner reflector mirrors are mounted on the body, and at least two of them are installed in adjusting frames. 2. Излучатель лазера по п. 1, отличающийся тем, что корпуса первого и второго двухзеркальных отражателей выполнены в виде единой детали.2. The laser emitter according to claim 1, characterized in that the housing of the first and second two-mirror reflectors are made in the form of a single part. 3. Излучатель лазера по п. 1, отличающийся тем, что корпуса блока резонаторных зеркал и уголкового отражателя выполнены в виде единой детали.3. The laser emitter according to claim 1, characterized in that the housing of the block of resonator mirrors and the corner reflector are made in the form of a single part. 4. Излучатель лазера по п. 1, отличающийся тем, что как минимум один из корпусов блока резонаторных зеркал, первого двухзеркального отражателя, уголкового отражателя выполнен в виде единой с основанием детали.4. The laser emitter according to claim 1, characterized in that at least one of the cases of the block of resonator mirrors, the first two-mirror reflector, and the corner reflector is made in the form of a single part with the base.
RU2018105236A 2018-02-12 2018-02-12 Laser radiator RU2682560C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018105236A RU2682560C1 (en) 2018-02-12 2018-02-12 Laser radiator

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2018105236A RU2682560C1 (en) 2018-02-12 2018-02-12 Laser radiator

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2682560C1 true RU2682560C1 (en) 2019-03-19

Family

ID=65805961

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2018105236A RU2682560C1 (en) 2018-02-12 2018-02-12 Laser radiator

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2682560C1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2785283C1 (en) * 2022-01-27 2022-12-06 Акционерное Общество "Наука И Инновации" Optically pumped inrete gas laser

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4709372A (en) * 1985-12-19 1987-11-24 Spectra-Physics, Inc. Fast axial flow laser circulating system
EP0285397A2 (en) * 1987-03-31 1988-10-05 Spectra-Physics, Inc. Cube corner polarizer
US5923695A (en) * 1997-06-11 1999-07-13 Raytheon Company Compact pumped laser resonator and method
RU59332U1 (en) * 2006-07-17 2006-12-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральное конструкторское бюро точного приборостроения" SOLID LASER RADIATOR
RU170707U1 (en) * 2015-05-20 2017-05-03 Открытое Акционерное Общество "Пеленг" Solid state laser

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4709372A (en) * 1985-12-19 1987-11-24 Spectra-Physics, Inc. Fast axial flow laser circulating system
EP0285397A2 (en) * 1987-03-31 1988-10-05 Spectra-Physics, Inc. Cube corner polarizer
US5923695A (en) * 1997-06-11 1999-07-13 Raytheon Company Compact pumped laser resonator and method
RU59332U1 (en) * 2006-07-17 2006-12-10 Федеральное государственное унитарное предприятие "Центральное конструкторское бюро точного приборостроения" SOLID LASER RADIATOR
RU170707U1 (en) * 2015-05-20 2017-05-03 Открытое Акционерное Общество "Пеленг" Solid state laser

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2785283C1 (en) * 2022-01-27 2022-12-06 Акционерное Общество "Наука И Инновации" Optically pumped inrete gas laser

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0512816B1 (en) Laser resonator assembly
GB1274491A (en) Laser device
ATE143183T1 (en) FREQUENCY DOUBLE LASER
CN211700916U (en) Long-wave infrared Raman laser
US3697889A (en) Tunable laser
KR980006669A (en) Laser light generator
RU2682560C1 (en) Laser radiator
CA2103630A1 (en) Self Aligning Intracavity Raman Laser
US3617926A (en) Laser using a cube corner reflector at one end of the discharge tube so that both cavity reflectors are at the other end to compensate for thermal distortion
JP2002252401A (en) Laser device
EP0623979B1 (en) Laser oscillator
US7068700B2 (en) Optical bench for diode-pumped solid state lasers in field applications
CN107561818B (en) Terahertz pulse generation device and method based on transmission grating inclined wavefront
US4504956A (en) Laser resonator cavity
KR950002068B1 (en) Second harmonic generating system and method
CN209805087U (en) Double 45-degree refraction and reflection solid laser resonant cavity
CN1243399C (en) Ring laser device
JPH04231825A (en) Laser-output measuring apparatus
CN101291038B (en) Optic system for outputting ultraviolet
CN109217087A (en) A kind of laser light path system
EP0591541A4 (en) Laser.
CN210668980U (en) Wavelength-tunable titanium sapphire continuous laser
CN201041920Y (en) Ultraviolet output optical system
CN212676597U (en) Laser device
CN217467450U (en) Projection equipment