RU2714781C1 - Method of transverse pumping of working medium of laser - Google Patents

Method of transverse pumping of working medium of laser Download PDF

Info

Publication number
RU2714781C1
RU2714781C1 RU2019116225A RU2019116225A RU2714781C1 RU 2714781 C1 RU2714781 C1 RU 2714781C1 RU 2019116225 A RU2019116225 A RU 2019116225A RU 2019116225 A RU2019116225 A RU 2019116225A RU 2714781 C1 RU2714781 C1 RU 2714781C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
working medium
laser
forming optics
size
radiation
Prior art date
Application number
RU2019116225A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Григорьевич Гаранин
Станислав Михайлович Куликов
Станислав Александрович Сухарев
Григорий Николаевич Качалин
Николай Александрович Кирдяев
Кирилл Викторович Комаров
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 экспериментальной физики" (ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ")
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 экспериментальной физики" (ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ") filed Critical Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом")
Priority to RU2019116225A priority Critical patent/RU2714781C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2714781C1 publication Critical patent/RU2714781C1/en

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01S—DEVICES 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
    • H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/09—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping
    • H01S3/091—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping
    • H01S3/0915—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by incoherent light
    • H01S3/0933—Processes or apparatus for excitation, e.g. pumping using optical pumping by incoherent light of a semiconductor, e.g. light emitting diode

Abstract

FIELD: laser engineering.
SUBSTANCE: in a method for transverse pumping of a working medium of a laser, which involves transmission of radiation from diode pumping sources to a working medium of a laser using optical fibers tightly packed on an end section with formation of a radiating platform with size d×h, where d≤h, h is the size of the emitting area of the fibers on the radiation propagation axis of generation; d is the size of the emitting area of the fibers perpendicular to the axis of propagation of the generation radiation, and the forming optics, which creates laser pumping field at intersection of pumping beam and working medium of laser, which is located in space between forming optics and plane of actual image of radiating platform, wherein the far boundary of the working medium is aligned with this plane, the forming optics are made of two components. First of the components is an axially symmetric lens which generates an imaginary image of the emitting area, wherein the lens is placed at a minimum distance L from the emitting area, determining its focal distance as
Figure 00000019
where θ is complete divergence of radiation at the output of optical fibers. Second component is installed in rear focal plane of first lens and its focal distance is determined as
Figure 00000020
, where D is the pumping field size, which coincides with the working medium size along the generation radiation propagation axis, wherein at distance
Figure 00000021
from the back focal plane of the second component of the forming optics, a real image of the emitting area is constructed, where
Figure 00000022
is the distance from the emitting area to its imaginary image.
EFFECT: technical result consists in reduction of dimensions of forming optics when creating high pumping intensity in laser medium.
4 cl, 1 dwg

Description

Изобретение относится к лазерной технике и может быть использовано для оптической поперечной накачки рабочей среды в лазерной кювете.The invention relates to laser technology and can be used for optical transverse pumping of a working medium in a laser cell.

При поперечной накачке рабочей среды лазера вектора направленности излучения накачки и генерации находятся во взаимно ортогональных плоскостях, что позволяет увеличивать мощность генерации путем увеличения габаритных размеров накачиваемой рабочей среды за счет наращивания мощности накачки. Благодаря эффективному преобразованию электрической энергии в световую и узкой ширине спектра излучения для накачки рабочей среды лазера широко используются диодные источники накачки. Для достижения высоких энергетических характеристик лазера требуется решить задачу суммирования излучения от диодных источников, его передачу и формирование в рабочей среде лазера с сохранением компактности лазера.When the laser medium is transversely pumped, the directivity vectors of the pump and generation radiation are in mutually orthogonal planes, which makes it possible to increase the generation power by increasing the overall dimensions of the pumped working medium by increasing the pump power. Due to the efficient conversion of electrical energy into light and a narrow width of the radiation spectrum, diode pump sources are widely used to pump the laser working medium. To achieve high energy characteristics of the laser, it is necessary to solve the problem of summing radiation from diode sources, its transmission and formation in the working medium of the laser while maintaining the compactness of the laser.

Известен способ поперечной накачки рабочей среды лазера по патенту US 4713822 «Laser device» опублик. 15.12.1987 г., включающий передачу излучения от диодных источников накачки с помощью оптических волокон к формирующей оптике, создающей поле накачки лазера на пересечении пучка накачки и излучения генерации в рабочей среде лазера, при этом торцы волокон плотно упакованы на концевом участке в ряд и расположены в одной плоскости с образованием излучающей площадки. Излучающую площадку располагают в фокальной плоскости формирующей оптики, состоящей из одной цилиндрической линзы.A known method for the transverse pumping of the working medium of a laser according to the patent US 4713822 "Laser device" is published. 12/15/1987, including the transfer of radiation from diode pump sources using optical fibers to the forming optics, creating a laser pump field at the intersection of the pump beam and the generation radiation in the working medium of the laser, while the ends of the fibers are densely packed in a row at the end section and are located in one plane with the formation of a radiating area. The radiating area is placed in the focal plane of the forming optics, consisting of one cylindrical lens.

Недостатками указанного способа является использование цилиндрической линзы, приводящее к формированию поля накачки лишь по одной оси, что приводит к уменьшению интенсивности пучка накачки в активной среде лазера и не позволяет сохранить размер формируемой области накачки постоянным вдоль оси распространения излучения генерации, образуя в активной среде лазера зоны с отсутствием излучения накачки, что приводит к снижению выходных энергетических характеристик лазера. Кроме того, увеличение мощности накачки путем добавления новых рядов волокон нарушает коллимацию пучка накачки в активной среде, что приводит к уменьшению длины области накачки и не позволяет достичь высоких выходных энергетических характеристик лазера. Использование только одного типа формы излучающей площадки уменьшает экспериментальные возможности применения данного способа, а необходимость расположения активной среды вблизи формирующей оптики усложняет доступ к элементам лазера и сокращает варианты модернизации центральной части лазера.The disadvantages of this method is the use of a cylindrical lens, which leads to the formation of a pump field along only one axis, which leads to a decrease in the intensity of the pump beam in the active medium of the laser and does not allow keeping the size of the formed pump region constant along the axis of propagation of the generation radiation, forming zones in the active medium of the laser with the absence of pump radiation, which leads to a decrease in the output energy characteristics of the laser. In addition, an increase in the pump power by adding new rows of fibers violates the collimation of the pump beam in the active medium, which leads to a decrease in the length of the pump region and does not allow to achieve high output energy characteristics of the laser. The use of only one type of shape of the emitting area reduces the experimental possibilities of using this method, and the need to place an active medium near the forming optics complicates access to the laser elements and reduces the options for upgrading the central part of the laser.

Совокупность признаков, наиболее близкая к совокупности существенных признаков заявляемого изобретения, присуща известному способу поперечной накачки рабочей среды лазера по патенту RU №2657125 «Способ поперечной накачки рабочей среды лазера» опублик. 08.06.2018 г., включающему передачу излучения от диодных источников накачки в рабочую среду лазера с помощью оптических волокон, плотно упакованных на концевом участке с образованием излучающей площадки размером d×h, где d≤h, h - размер излучающей площадки волокон по оси распространения излучения генерации d - размер излучающей площадки волокон перпендикулярно оси распространения излучения генерации, и формирующей оптики, которая создает поле накачки лазера на пересечении пучка накачки и рабочей среды лазера, которую располагают в пространстве между формирующей оптикой и плоскостью действительного изображения излучающей площадки, причем дальнюю границу рабочей среды совмещают с этой плоскостью.The set of features closest to the set of essential features of the claimed invention is inherent in the known method of transverse pumping of a laser working environment according to patent RU No. 2657125 "Method of transverse pumping of a laser working medium" published. 06/08/2018, including the transfer of radiation from diode pump sources to the laser medium using optical fibers tightly packed at the end portion to form a radiating area of size d × h, where d≤h, h is the size of the radiating area of the fibers along the propagation axis generation radiation d is the size of the fiber emitting area perpendicular to the propagation axis of the generation radiation, and the forming optics, which creates a laser pump field at the intersection of the pump beam and the laser working medium, which are located in the spaces e between the forming optics and the plane of the actual image of the emitting area, and the far boundary of the working medium is combined with this plane.

Недостатками указанного способа, принятого за прототип, является рост габаритов формирующей оптики при увеличении мощности накачки за счет увеличения размеров излучающей площадки, поскольку излучающую площадку располагают на расстоянии

Figure 00000001
от передней главной плоскости формирующей оптики, где D - размер области накачки, совпадающий с размером рабочей среды по оси распространения излучения генерации. Так, при квадратной излучающей площадке со стороной h и размере рабочей среды D=h, минимальный диаметр формирующей оптики составит около 4h. Крупногабаритная оптика сложна в изготовлении, имеет высокую стоимость, а также приводит к увеличению габаритов самого лазера. Кроме того, соответствующее увеличение толщины формирующей оптики приводит к уменьшению ее заднего рабочего отрезка, что усложняет внедрение конструкторских решений, направленных на модернизацию центральной части лазерной кюветы, а также уменьшает экспериментальные возможности применения данного способа.The disadvantages of this method, adopted as a prototype, is the increase in the size of the forming optics with increasing pump power due to the increase in the size of the radiating area, since the radiating area is located at a distance
Figure 00000001
from the front main plane of the forming optics, where D is the size of the pumping region, which coincides with the size of the working medium along the propagation axis of the generation radiation. So, with a square radiating area with side h and the size of the working medium D = h, the minimum diameter of the forming optics will be about 4h. Oversized optics are difficult to manufacture, have a high cost, and also lead to an increase in the dimensions of the laser itself. In addition, a corresponding increase in the thickness of the forming optics leads to a decrease in its rear working segment, which complicates the implementation of design solutions aimed at modernizing the central part of the laser cell, and also reduces the experimental possibilities of using this method.

Задачей, на решение которой направлено заявляемое изобретение, является формирование поля накачки в рабочей среде лазера с сохранением постоянного размера вдоль оси генерации на всем протяжении рабочей среды по оси накачки и с созданием высокой интенсивности излучения, при удержании габаритов формирующей оптики, близкими к размерам излучающей площадки.The problem to which the claimed invention is directed is the formation of a pump field in the working medium of the laser with maintaining a constant size along the axis of generation throughout the working medium along the pump axis and creating a high radiation intensity, while maintaining the dimensions of the forming optics close to the size of the emitting area .

Техническим результатом настоящего изобретения является значительное уменьшение габаритов формирующей оптики при создании высокой интенсивности накачки в среде лазера, что увеличивает экспериментальные возможности применения данного способа.The technical result of the present invention is a significant reduction in the dimensions of the forming optics when creating a high pump intensity in a laser medium, which increases the experimental possibilities of using this method.

Технический результат достигается тем, что в способе поперечной накачки рабочей среды лазера, включающем передачу излучения от диодных источников накачки в рабочую среду лазера с помощью оптических волокон, плотно упакованных на концевом участке с образованием излучающей площадки размером d×h, где d≤h, h -размер излучающей площадки волокон по оси распространения излучения генерации d - размер излучающей площадки волокон перпендикулярно оси распространения излучения генерации, и формирующей оптики, которая создает поле накачки лазера на пересечении пучка накачки и рабочей среды лазера, которая располагается в пространстве между формирующей оптикой и плоскостью действительного изображения излучающей площадки, причем дальнюю границу рабочей среды совмещают с этой плоскостью, новым является то, что формирующую оптику выполняют из двух компонентов, первый из которых представляет собой аксиально-симметричную линзу, формирующую мнимое изображение излучающей площадки, причем линзу располагают на минимальном расстоянии L от излучающей площадки, определяют ее фокусное расстояние как

Figure 00000002
, где θ - полная расходимость излучения на выходе из оптических волокон, а второй компонент устанавливают в задней фокальной плоскости первой линзы и определяют его фокусное расстояние как
Figure 00000003
где D - размер поля накачки, совпадающий с размером рабочей среды по оси распространения излучения генерации, при этом на расстоянии
Figure 00000004
от задней фокальной плоскости второго компонента формирующей оптики строится действительное изображение излучающей площадки, где
Figure 00000005
- расстояние от излучающей площадки до ее мнимого изображения.The technical result is achieved in that in a method for transversely pumping a laser working medium, including transmitting radiation from diode pump sources into a laser working medium using optical fibers tightly packed at an end portion to form a radiating area of size d × h, where d≤h, h -size of the radiating fiber pad along the axis of propagation of the generation radiation d is the size of the radiating fiber pad perpendicular to the axis of propagation of the generation radiation, and the forming optics, which creates a laser pump field at the intersection of the pump beam and the laser working medium, which is located in the space between the forming optics and the plane of the actual image of the emitting area, and the far boundary of the working medium is combined with this plane, new is that the forming optics are made of two components, the first of which is axially -symmetric lens forming an imaginary image of the radiating area, and the lens is placed at a minimum distance L from the radiating area, determine its focal length melting like
Figure 00000002
, where θ is the total divergence of radiation at the exit from the optical fibers, and the second component is installed in the rear focal plane of the first lens and determine its focal length as
Figure 00000003
where D is the size of the pump field, which coincides with the size of the working medium along the axis of propagation of the generation radiation, while at a distance
Figure 00000004
from the back focal plane of the second component of the forming optics, a real image of the radiating area is constructed, where
Figure 00000005
- the distance from the radiating area to its imaginary image.

Расположение первой линзы формирующей оптики вблизи от излучающей площадки позволяет удержать ее размер, сопоставимым с размером излучающей площадки, а расчет ее фокусного расстояния направлен на коллимацию крайних лучей от большей стороны излучающей площадки, что приводит к сохранению размера пучка излучения накачки на расстоянии, равном фокусному расстоянию этой линзы.The location of the first lens of the forming optics near the emitting area allows you to keep its size comparable to the size of the emitting area, and calculating its focal length is aimed at collimating the extreme rays from the larger side of the emitting area, which leads to maintaining the size of the pump radiation beam at a distance equal to the focal length this lens.

Установка второго компонента формирующей оптики, состоящего из одной или нескольких линз, в фокусе первой, также сохраняет его габариты, сопоставимыми с размером излучающей площадки, а использование двух линз во втором компоненте формирующей оптики уменьшает сферическую аберрацию и увеличивает задний фокальный отрезок данной линзовой системы. Уменьшение сферической аберрации формирующей оптики увеличивает интенсивность в формируемом поле накачки и делает его границы более резкими, что позволяет наиболее точно согласовать размеры рабочей среды с размерами поля накачки. Небольшие габариты формирующей оптики и увеличение заднего фокального отрезка данной линзовой системы увеличивает экспериментальные возможности применения данного способа.The installation of the second component of the forming optics, consisting of one or several lenses, in the focus of the first, also maintains its dimensions comparable to the size of the radiating area, and the use of two lenses in the second component of the forming optics reduces spherical aberration and increases the back focal segment of this lens system. Reducing the spherical aberration of the forming optics increases the intensity in the generated pump field and makes its boundaries sharper, which makes it possible to more precisely match the dimensions of the working medium with the sizes of the pump field. The small dimensions of the forming optics and the increase in the rear focal segment of this lens system increase the experimental possibilities of using this method.

На фиг. 1, схематически изображена реализация заявленного способа, где 1 - диодные источники накачки, 2 - оптические волокна, 3 - излучающая площадка, 4 - мнимое изображение излучающей площадки, 5, 6 - первый и второй компоненты формирующей оптики, соответственно, 7 - рабочая среда лазера. Показан ход лучей из торцов крайних волокон, поясняющий формирование поля накачки с поперечным размером D, совпадающим с размером рабочей среды лазера по оси генераций.In FIG. 1, the implementation of the claimed method is schematically depicted, where 1 is diode pump sources, 2 is optical fiber, 3 is an emitting area, 4 is an imaginary image of an emitting area, 5, 6 is the first and second components of the forming optics, respectively, 7 is the laser working medium . The path of the rays from the ends of the extreme fibers is shown, which explains the formation of the pump field with a transverse dimension D that coincides with the size of the laser medium along the generation axis.

В заявленном способе поперечной накачки активной среды лазера излучение от диодных источников накачки 1 с помощью оптических волокон 2 передается к предварительно рассчитанной и выбранной формирующей оптике. Волокна плотно упакованы на концевом участке с расположением всех торцов волокон в одной плоскости, образующей излучающую площадку 3 размером h×d и расходимостью излучения на выходе θ. Формирующая оптика состоит из двух компонентов 5 и 6 и создает требуемое поле накачки в рабочей среде 7 лазера. Реализация заявленного способа позволяет удержать габариты формирующей оптики близкими к размеру излучающей площадки, что имеет существенное значение при увеличении мощности накачки.In the inventive method for the transverse pumping of the active medium of a laser, the radiation from the diode pump sources 1 is transmitted via optical fibers 2 to a previously calculated and selected forming optics. The fibers are densely packed at the end portion with all the ends of the fibers in the same plane forming the radiating area 3 of size h × d and the divergence of radiation at the output θ. The forming optics consists of two components 5 and 6 and creates the required pump field in the working medium 7 of the laser. The implementation of the inventive method allows you to keep the dimensions of the forming optics close to the size of the emitting area, which is essential when increasing the pump power.

На макете лабораторного газового лазера была экспериментально показана осуществимость заявленного способа. В данных экспериментах излучение от диодных источников накачки передавалось посредством кварцевых оптических волокон с диаметром светопроводящей сердцевины 400 мкм и расходимостью на выходе из волокна θ=0,4 рад. Посредством компоновки торцов волокон собрана излучающая площадка размером h=130 мм по оси распространения излучения генерации. Данный способ реализовывал поперечную накачку газовой рабочей среды размером вдоль оси генерации D=132 мм. Формирующая оптика состояла из двух компонентов. Первый компонент представлял собой кварцевую плосковыпуклую линзу, которая была установлена на расстоянии L=120 мм от излучающей площадки. Фокусное расстояние линзы рассчитано по формуле

Figure 00000006
мм. Второй компонент формирующей оптики устанавливалась на расстоянии 445 мм от первой линзы и состояла из двух кварцевых плоско-выпуклых линз, состыкованных выпуклыми поверхностями друг с другом, эффективное фокусное расстояние которых было рассчитано по формуле
Figure 00000007
мм. При этом на расстоянии
Figure 00000008
мм от задней фокальной плоскости второго компонента формирующей оптики построилось действительное изображение излучающей площадки, размером по оси генерации D=132 мм. Рабочая среда лазера была расположена между формирующей оптикой и плоскостью действительного изображения, причем дальняя граница рабочей среды была совмещена с этой плоскостью.On the model of a laboratory gas laser, the feasibility of the claimed method was experimentally shown. In these experiments, the radiation from the diode pump sources was transmitted through quartz optical fibers with a diameter of the light-conducting core of 400 μm and a divergence at the exit from the fiber θ = 0.4 rad. By arranging the ends of the fibers, a radiating area of size h = 130 mm along the propagation axis of the generation radiation was assembled. This method implemented the transverse pumping of a gas medium with a size along the generation axis D = 132 mm. Formative optics consisted of two components. The first component was a quartz plane-convex lens, which was installed at a distance of L = 120 mm from the emitting area. The focal length of the lens is calculated by the formula
Figure 00000006
mm The second component of the forming optics was installed at a distance of 445 mm from the first lens and consisted of two quartz plane-convex lenses joined by convex surfaces with each other, the effective focal length of which was calculated by the formula
Figure 00000007
mm Moreover, at a distance
Figure 00000008
mm from the rear focal plane of the second component of the forming optics, a real image of the emitting area was constructed with a size along the generation axis D = 132 mm. The working medium of the laser was located between the forming optics and the plane of the real image, and the far boundary of the working medium was aligned with this plane.

Формирующая оптика создавала интенсивность излучения накачки в рабочей среде лазера равную интенсивности излучения на выходе из излучающей площадки и состояла из трех линз диаметром 200 мм, что лишь в 1,5 раза больше размера излучающей площадки. В аналоге, взятого за прототип, диаметр линз составил бы около 400 мм. При возможности более близкого расположения первой линзы формирующей оптики к излучающей площадке диаметр линз можно уменьшить до 150 мм. Таким образом, заявленный технический результат был достигнут.The forming optics created the intensity of the pump radiation in the working medium of the laser equal to the radiation intensity at the exit from the emitting area and consisted of three lenses with a diameter of 200 mm, which is only 1.5 times the size of the emitting area. In an analogue taken as a prototype, the diameter of the lens would be about 400 mm. If a closer proximity of the first lens of the forming optics to the radiating area is possible, the lens diameter can be reduced to 150 mm. Thus, the claimed technical result was achieved.

Кроме того, пространство между последней линзой и рабочей средой лазера позволило установить конструкцию уплотнения окон лазерной кюветы предотвращающую разгерметизацию при давлении внутри лазерной кюветы от 10-6 атм до 10 атм, а также установить конструкцию защиты окон кюветы от их загрязнения продуктами рабочей среды лазера.In addition, the space between the last lens and the working fluid of the laser made it possible to establish the design of the seal on the windows of the laser cuvette preventing loss of pressure at a pressure inside the laser cuvette from 10 -6 atm to 10 atm, as well as to establish the design for protecting the windows of the cuvette from contamination by the products of the laser working environment.

С использованием заявленного способа поперечной накачки лазера получена генерация газового лазера с КПД около 30%, что подтверждает осуществимость заявленного способа.Using the inventive method of transverse pumping of the laser, a gas laser was generated with an efficiency of about 30%, which confirms the feasibility of the claimed method.

Claims (4)

1. Способ поперечной накачки рабочей среды лазера, включающий передачу излучения от диодных источников накачки в рабочую среду лазера с помощью оптических волокон, плотно упакованных на концевом участке с образованием излучающей площадки размером d×h, где d≤h, h - размер излучающей площадки волокон по оси распространения излучения генерации d - размер излучающей площадки волокон перпендикулярно оси распространения излучения генерации, и формирующей оптики, которая создает поле накачки лазера на пересечении пучка накачки и рабочей среды лазера, которую располагают в пространстве между формирующей оптикой и плоскостью действительного изображения излучающей площадки, причем дальнюю границу рабочей среды совмещают с этой плоскостью, отличающийся тем, что формирующую оптику выполняют из двух компонентов, первый из которых представляет собой аксиально-симметричную линзу, формирующую мнимое изображение излучающей площадки, причем линзу располагают на минимальном расстоянии L от излучающей площадки, определяют ее фокусное расстояние как
Figure 00000009
где θ - полная расходимость излучения на выходе из оптических волокон, а второй компонент устанавливают в задней фокальной плоскости первой линзы и определяют его фокусное расстояние как
Figure 00000010
где D - размер поля накачки, совпадающий с размером рабочей среды по оси распространения излучения генерации, при этом на расстоянии
Figure 00000011
от задней фокальной плоскости второго компонента формирующей оптики строится действительное изображение излучающей площадки, где
Figure 00000012
- расстояние от излучающей площадки до ее мнимого изображения.1. A method for transversely pumping a laser working medium, comprising transmitting radiation from diode pump sources to a laser working medium using optical fibers tightly packed at an end portion to form a radiating area of size d × h, where d≤h, h is the size of the radiating area of the fibers along the propagation axis of the generation radiation, d is the size of the emitting area of the fibers perpendicular to the axis of propagation of the generation radiation, and the forming optics, which creates a laser pump field at the intersection of the pump beam and the working medium zera, which is located in the space between the forming optics and the plane of the actual image of the emitting area, and the far boundary of the working medium is combined with this plane, characterized in that the forming optics are made of two components, the first of which is an axially symmetric lens forming an imaginary image radiating area, and the lens is placed at a minimum distance L from the radiating area, determine its focal length as
Figure 00000009
where θ is the total divergence of the radiation at the exit from the optical fibers, and the second component is installed in the rear focal plane of the first lens and determine its focal length as
Figure 00000010
where D is the size of the pump field, which coincides with the size of the working medium along the axis of propagation of the generation radiation, while at a distance
Figure 00000011
from the back focal plane of the second component of the forming optics, a real image of the radiating area is constructed, where
Figure 00000012
- the distance from the radiating area to its imaginary image. 2. Способ поперечной накачки рабочей среды лазера по п. 1, отличающийся тем, что второй компонент формирующей оптики представляет собой аксиально-симметричную линзу.2. A method for transversely pumping a laser working medium according to claim 1, characterized in that the second component of the forming optics is an axially symmetric lens. 3. Способ поперечной накачки рабочей среды лазера по п. 1, отличающийся тем, что второй компонент формирующей оптики представляет собой систему из нескольких аксиально-симметричных линз, имеющих эквивалентное фокусное расстояние, равное ƒ2.3. The method of transverse pumping a laser working medium according to claim 1, characterized in that the second component of the forming optics is a system of several axially symmetric lenses having an equivalent focal length equal to рав 2 . 4. Способ поперечной накачки рабочей среды лазера по п. 1, отличающийся тем, что формирующая оптика состоит из сферических и/или асферических линз.4. The method of transverse pumping of a laser working medium according to claim 1, characterized in that the forming optics consists of spherical and / or aspherical lenses.
RU2019116225A 2019-05-27 2019-05-27 Method of transverse pumping of working medium of laser RU2714781C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019116225A RU2714781C1 (en) 2019-05-27 2019-05-27 Method of transverse pumping of working medium of laser

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019116225A RU2714781C1 (en) 2019-05-27 2019-05-27 Method of transverse pumping of working medium of laser

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2714781C1 true RU2714781C1 (en) 2020-02-19

Family

ID=69626128

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019116225A RU2714781C1 (en) 2019-05-27 2019-05-27 Method of transverse pumping of working medium of laser

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2714781C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4818062A (en) * 1987-04-28 1989-04-04 Spectra Diode Laboratories, Inc. Optical system with bright light output
US5127068A (en) * 1990-11-16 1992-06-30 Spectra-Physics, Inc. Apparatus for coupling a multiple emitter laser diode to a multimode optical fiber
US5299222A (en) * 1992-03-11 1994-03-29 Lightwave Electronics Multiple diode laser stack for pumping a solid-state laser
RU2657125C9 (en) * 2017-03-10 2018-10-08 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") Method of transverse pumping of the active laser medium

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4818062A (en) * 1987-04-28 1989-04-04 Spectra Diode Laboratories, Inc. Optical system with bright light output
US5127068A (en) * 1990-11-16 1992-06-30 Spectra-Physics, Inc. Apparatus for coupling a multiple emitter laser diode to a multimode optical fiber
US5299222A (en) * 1992-03-11 1994-03-29 Lightwave Electronics Multiple diode laser stack for pumping a solid-state laser
RU2657125C9 (en) * 2017-03-10 2018-10-08 Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") Method of transverse pumping of the active laser medium

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US8711894B2 (en) High brightness laser diode module
JP6165366B1 (en) Parallel light generator
TW200947002A (en) Gratings at optical fiber side and coupling apparatus using the same
US10116117B2 (en) LD module
KR20050057117A (en) Semiconductor laser device
US6707832B2 (en) Fiber coupling enhancement via external feedback
JP6227212B1 (en) Laser oscillator
RU2714781C1 (en) Method of transverse pumping of working medium of laser
US20220190551A1 (en) Fiber-coupled diode laser module and method of its assembling
JP7086501B2 (en) Combined wave optical system
RU2657125C1 (en) Method of transverse pumping of the active laser medium
JP7213499B2 (en) optical coupler
JP6456427B2 (en) Combiner and laser device
TWI697162B (en) Apparatus for generating a line-shaped intensity distribution of a laser radiation
JP7097372B2 (en) Devices for collimating light beams, high power lasers and focused optical units, and methods for collimating light beams.
US10466426B2 (en) Optical fiber drawer structure and optical module
ES2927853T3 (en) System for coupling a laser source in an optical guide
He et al. A novel fiber collimator with the rod lens for coherent beam combination of fiber laser array
KR102007485B1 (en) Circular type laser diode module combined optical fibers
JP2015530756A (en) Laser diode side pumping of long solid lasers without using focusing optics
RU188812U1 (en) RADIATIVE TOTAL
US20180141153A1 (en) Optical system for focusing a high energy laser
KR100199774B1 (en) Concentrating optical system for laser diode
KR20020028264A (en) Optics system applying laser diode
CN111564760A (en) Laser array beam combining device and laser equipment