RU76509U1 - LASER WITH OPTICAL PARAMETRIC GENERATOR - Google Patents
LASER WITH OPTICAL PARAMETRIC GENERATOR Download PDFInfo
- Publication number
- RU76509U1 RU76509U1 RU2008106426/22U RU2008106426U RU76509U1 RU 76509 U1 RU76509 U1 RU 76509U1 RU 2008106426/22 U RU2008106426/22 U RU 2008106426/22U RU 2008106426 U RU2008106426 U RU 2008106426U RU 76509 U1 RU76509 U1 RU 76509U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- laser
- plane
- radiation
- polarizer
- ktp crystal
- Prior art date
Links
Landscapes
- Lasers (AREA)
Abstract
Полезная модель относится к оптическому приборостроению, в частности к устройствам для параметрической генерации излучения, и может быть использовано для создания источников инфракрасного направленного излучения.The utility model relates to optical instrumentation, in particular to devices for parametric generation of radiation, and can be used to create sources of infrared directional radiation.
Задачей полезной модели является упрощение конструкции и повышение эффективности преобразования излучения лазера.The objective of the utility model is to simplify the design and increase the efficiency of conversion of laser radiation.
Сущность полезной модели заключается в том, что в лазере с оптическим параметрическим генератором, включающем образованный глухим сферическим зеркалом и выходным зеркалом лазерный резонатор, в котором установлены оптически связанные активный элемент, внутреннее зеркало, образующее с выходным зеркалом вторичный внутренний резонатор, кристалл КТР, расположенный во вторичном внутреннем резонаторе, поляризатор, установленный между внутренним и глухим сферическим зеркалами, поляризатор выполнен в виде прозрачной пластины с плоскопараллельными рабочими гранями и расположен таким образом, что нормаль к плоскопараллельным рабочим граням поляризатора составляет с оптической осью лазерного резонатора угол, близкий к углу Брюстера, кристалл КТР имеет плоскопараллельные рабочие грани, выполненные перпендикулярными главной оси Х индикатрисы показателей преломления кристалла КТР, при этом кристалл КТР расположен так, что главная ось Х индикатрисы показателей преломления кристалла КТР направлена вдоль оптической оси резонатора, а главная ось Z индикатрисы показателей преломления кристалла КТР направлена параллельно плоскопараллельным рабочим граням поляризатора, выходное и внутреннее зеркала выполнены плоскими, причем коэффициент отражения выходного зеркала для выходного излучения оптического параметрического генератора находится в пределах от 0,1 до 0,8.The essence of the utility model is that in a laser with an optical parametric generator, which includes a laser resonator formed by a blind spherical mirror and an output mirror, in which an optically coupled active element is installed, an internal mirror forming a secondary internal resonator with an output mirror, a KTP crystal located in secondary internal resonator, a polarizer mounted between the inner and blind spherical mirrors, the polarizer is made in the form of a transparent plate with plane-parallel is located in such a way that the normal to the plane-parallel working faces of the polarizer makes an angle close to the Brewster angle with the optical axis of the laser cavity, the KTP crystal has plane-parallel working faces made perpendicular to the main axis X of the refractive index of the KTP crystal, and the KTP crystal so that the main axis X of the indicatrix of the refractive indices of the KTP crystal is directed along the optical axis of the resonator, and the main axis Z of the indicatrix of refractive indices The KTP crystal saponification is directed parallel to the plane-parallel working faces of the polarizer, the output and internal mirrors are made flat, and the reflection coefficient of the output mirror for the output radiation of the optical parametric generator is in the range from 0.1 to 0.8.
На одну плоскопараллельную рабочую грань поляризатора возможно нанесение поляризующего интерференционного покрытия.It is possible to apply a polarizing interference coating to one plane-parallel working face of the polarizer.
1 илл.1 ill.
Description
Полезная модель относится к оптическому приборостроению, в частности к устройствам для параметрической генерации излучения, и может быть использовано для создания источников направленного излучения.The utility model relates to optical instrumentation, in particular to devices for parametric generation of radiation, and can be used to create sources of directional radiation.
Известен лазер с параметрическим генератором света (ПГС) [1], включающий активный элемент из алюмоиттриевого граната с неодимом и электрооптический затвор, находящиеся в лазерном резонаторе, фокусирующую линзу, и внешний (по отношению к лазерному резонатору) резонатор ПГС, образованный плоским зеркалом, входным для излучения лазера, и сферическим выходным зеркалом, между которыми расположен нелинейный одноосный кристалл ниобата лития LiNbO3.A known laser with a parametric light generator (PGS) [1], comprising an active element made of aluminum yttrium garnet with neodymium and an electro-optical shutter located in the laser resonator, a focusing lens, and an external (relative to the laser resonator) PGS resonator formed by a flat mirror, an input for laser radiation, and a spherical output mirror, between which is located a nonlinear uniaxial crystal of lithium niobate LiNbO 3 .
Излучение лазера на алюмоиттриевом гранате с неодимом с длиной волны излучения λ, равной 1,064 мкм, фокусируется линзой на нелинейном кристалле ниобата лития. Продольная ось кристалла составляет с оптической осью z угол 46°. Плоское и сферическое (радиус кривизны R=50 мм) зеркала резонатора ПГС расположены вне резонатора лазера накачки на алюмоиттриевом гранате с неодимом, пропускают излучение лазера с λ=1,064 мкм и имеют высокий коэффициент отражения в диапазоне длин волн около 2,1 мкм. При использовании выходного сферического зеркала с коэффициентом отражения 0,96 на длине волны 2,1 мкм получается излучение ПГС с λ=2,1 мкм и коэффициентом преобразования 8% от мощности излучения лазера.The radiation from a neodymium-aluminum yttrium garnet laser with a radiation wavelength λ of 1.064 μm is focused by a lens on a non-linear lithium niobate crystal. The longitudinal axis of the crystal makes an angle of 46 ° with the optical axis z. The planar and spherical (radius of curvature R = 50 mm) mirrors of the CBC resonator are located outside the resonator of a laser of yttrium-aluminum garnet with neodymium, they transmit laser radiation with λ = 1,064 μm and have a high reflection coefficient in the wavelength range of about 2.1 μm. When using an output spherical mirror with a reflection coefficient of 0.96 at a wavelength of 2.1 μm, the resulting CBC radiation with λ = 2.1 μm and a conversion coefficient of 8% of the laser radiation power.
Более высокую эффективность преобразования электрической энергии накачки в выходное излучение имеет лазер с внутрирезонаторным оптическим параметрическим генератором (ОПГ) [2], являющийся наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату.A laser with an intracavity optical parametric generator (OPG) [2], which is the closest in technical essence and the achieved result, has a higher efficiency of converting the pump electric energy into output radiation.
Лазер включает образованный глухим сферическим зеркалом и выходным зеркалом лазерный резонатор, в котором установлены оптически связанные активный элемент, внутреннее зеркало, образующее с выходным зеркалом вторичный внутренний резонатор, кристалл КТР (титанила фосфата калия или KТiOРO4), расположенный во вторичном внутреннем резонаторе, поляризатор, установленный между внутренним и глухим сферическим зеркалами, лазерный затвор, призменную поворотную систему.The laser includes a laser resonator formed by a blind spherical mirror and an output mirror, in which an optically coupled active element is installed, an internal mirror forming a secondary internal resonator with an output mirror, a KTP crystal (potassium phosphate titanium or KТiOРO 4 ) located in the secondary internal resonator, a polarizer, installed between the inner and blind spherical mirrors, a laser shutter, a prism rotary system.
При этом глухое зеркало лазера выполнено сферическим, а выходное зеркало ОПГ имеет коэффициент отражения выходного излучения ОПГ в пределах от 0,4 до 0,8.In this case, the blind mirror of the laser is made spherical, and the output mirror of the OPG has a reflection coefficient of the output radiation of the OPG in the range from 0.4 to 0.8.
В этой схеме резонатор ОПГ находится внутри резонатора лазера: выходное зеркало ОПГ отражает обратно излучение лазера, а внутреннее зеркало, образующее с выходным зеркалом ОПГ вторичный внутренний резонатор, служит глухим зеркалом ОПГ и пропускает излучение лазера. Излучение лазера заперто в резонаторе лазера, включающем резонатор ОПГ, и внутри этого резонатора достигаются значительно более высокие плотности мощности в области резонатора ОПГ, чем при использовании внешнего резонатора ОПГ, что повышает эффективность преобразования излучения лазера в выходное излучение ОПГ, и соответственно, повышает эффективность преобразования электрической энергии накачки в выходное излучение ОПГ.In this scheme, the OPG resonator is located inside the laser resonator: the OPG output mirror reflects back the laser radiation, and the internal mirror, which forms the secondary internal resonator with the OPG output mirror, serves as a blank OPG mirror and transmits laser radiation. The laser radiation is locked in the laser cavity including the OPG resonator, and inside this resonator much higher power densities are achieved in the region of the OPG resonator than when using an external OPG resonator, which increases the conversion efficiency of the laser radiation into the output radiation of the OPG and, accordingly, increases the conversion efficiency electric energy pumped into the output radiation of the OPG.
Наличие призменной поворотной системы в лазерном резонаторе усложняет конструкцию лазера и не позволяет получить максимально высокую эффективность преобразования.The presence of a prism rotary system in the laser cavity complicates the design of the laser and does not allow to obtain the highest conversion efficiency.
Задачей полезной модели является упрощение конструкции и повышение эффективности преобразования излучения лазера.The objective of the utility model is to simplify the design and increase the efficiency of conversion of laser radiation.
Сущность полезной модели заключается в том, что в лазере с оптическим параметрическим генератором, включающем образованный глухим сферическим зеркалом и выходным зеркалом лазерный резонатор, в котором установлены оптически связанные активный элемент, внутреннее The essence of the utility model lies in the fact that in a laser with an optical parametric generator, including a laser resonator formed by a blind spherical mirror and an output mirror, in which the optically coupled active element is installed, the internal
зеркало, образующее с выходным зеркалом вторичный внутренний резонатор, кристалл КТР, расположенный во вторичном внутреннем резонаторе, поляризатор, установленный между внутренним и глухим сферическим зеркалами, в отличие от прототипа, поляризатор выполнен в виде прозрачной пластины с плоскопараллельными рабочими гранями и расположен таким образом, что нормаль к плоскопараллельным рабочим граням поляризатора составляет с оптической осью лазерного резонатора угол, близкий к углу Брюстера, кристалл КТР имеет плоскопараллельные рабочие грани, выполненные перпендикулярными главной оси Х индикатрисы показателей преломления кристалла КТР, при этом кристалл КТР расположен так, что главная ось Х индикатрисы показателей преломления кристалла КТР направлена вдоль оптической оси резонатора, а главная ось Z индикатрисы показателей преломления кристалла КТР направлена параллельно плоскопараллельным рабочим граням поляризатора, выходное и внутреннее зеркала выполнены плоскими, причем коэффициент отражения выходного зеркала для выходного излучения оптического параметрического генератора находится в пределах от 0,1 до 0,8.a mirror forming a secondary internal resonator with an output mirror, a KTP crystal located in the secondary internal resonator, a polarizer mounted between the inner and blind spherical mirrors, in contrast to the prototype, the polarizer is made in the form of a transparent plate with plane-parallel working faces and is located in such a way that the normal to the plane-parallel working faces of the polarizer makes an angle close to the Brewster angle with the optical axis of the laser cavity, the KTP crystal has plane-parallel working e faces made perpendicular to the main axis X of the indicatrix of the refractive indices of the KTP crystal, with the KTP crystal located so that the main axis X of the indicatrix of the refractive indices of the KTP crystal is directed along the optical axis of the resonator, and the main axis Z of the indicatrix of the refractive indices of the KTP crystal is parallel to the plane-parallel working faces the polarizer, the output and inner mirrors are made flat, and the reflection coefficient of the output mirror for the output radiation of the optical parametric Generator range from 0.1 to 0.8.
На одну плоскопараллельную рабочую грань поляризатора может быть нанесено поляризующее интерференционное покрытие.A polarizing interference coating can be applied to one plane-parallel working face of the polarizer.
Наличие образованного глухим сферическим зеркалом и выходным зеркалом лазерного резонатора, в котором установлен оптически связанный активный элемент, позволяет получить излучение лазера.The presence of a laser resonator formed by a deaf spherical mirror and an output mirror, in which an optically coupled active element is mounted, makes it possible to obtain laser radiation.
Наличие внутреннего зеркала, образующего с выходным зеркалом вторичный внутренний резонатор, и кристалла КТР, расположенного во вторичном внутреннем резонаторе, создает резонатор ОПГ и позволяет получить излучение ОПГ.The presence of an internal mirror, which forms a secondary internal resonator with an output mirror, and a KTP crystal located in the secondary internal resonator creates an OPG cavity and allows obtaining OPG radiation.
Наличие поляризатора, расположенного между внутренним и глухим сферическим зеркалами, обеспечивает необходимую поляризацию излучения лазера.The presence of a polarizer located between the inner and dull spherical mirrors provides the necessary polarization of the laser radiation.
Выполнение поляризатора в виде прозрачной пластины с плоскопараллельными рабочими гранями обеспечивает простую конструкцию поляризатора.The implementation of the polarizer in the form of a transparent plate with plane-parallel working faces provides a simple design of the polarizer.
Расположение этой пластины таким образом, что нормаль к плоскопараллельным рабочим граням составляет с оптической осью лазерного резонатора угол, близкий к углу Брюстера, позволяет увеличить степень поляризации излучения, проходящего через пластину, и таким образом, с большей эффективностью получить линейно поляризованное излучение лазера с расположением электрического вектора Е в плоскости падения излучения лазера на плоскопараллельные рабочие грани пластины поляризатора, увеличивая, таким образом, эффективность преобразования излучения лазера в излучение ОПГ.The arrangement of this plate in such a way that the normal to plane-parallel working faces makes an angle close to the Brewster angle with the optical axis of the laser resonator makes it possible to increase the degree of polarization of the radiation passing through the plate, and thus, to obtain more linearly polarized laser radiation with an electric arrangement of the vector E in the plane of incidence of the laser radiation on the plane-parallel working faces of the polarizer plate, thus increasing the conversion efficiency and laser radiation into radiation OPG.
Изготовление рабочих граней кристалла КТР плоскопараллельными и перпендикулярными главной оси Х индикатрисы показателей преломления кристалла КТР, расположив при этом кристалл КТР так, что главная ось Х индикатрисы показателей преломления кристалла КТР направлена вдоль оптической оси резонатора, а главная ось Z индикатрисы показателей преломления кристалла КТР направлена параллельно плоскопараллельным рабочим граням поляризатора, позволяет получить высокоэффективную параметрическую генерацию излучения ОПГ с длиной волны λ~1,58 мкм за счет обеспечения 90° (некритичного) фазового синхронизма при взаимодействии типа op→osei или op→esoi, где op, os, оi - обыкновенные волны излучения лазера, имеющего длину волны излучения λ~1,06 мкм, сигнальной волны (выходное излучение ОПГ с длиной волны λ~1,58 мкм) и холостой волны (излучение ОПГ с длиной волны λ~3,3 мкм), распространяющиеся в кристалле КТР, соответственно, a es и еi - необыкновенные сигнальная и холостые волны, распространяющиеся в кристалле КТР, соответственно.The production of the working faces of the KTP crystal plane-parallel and perpendicular to the main axis X of the indicatrix of the refractive indices of the KTP crystal, while arranging the KTP crystal so that the main axis X of the indicatrix of the refractive indices of the KTP crystal is directed along the optical axis of the resonator, and the main axis Z of the indicatrix of the refractive indices of the KTP crystal plane-parallel working faces of the polarizer, allows you to get highly efficient parametric generation of radiation of OPG with a wavelength of λ ~ 1.58 μm by providing 90 ° (non-critical) phase matching during interactions of the type o p → o s e i or o p → e s o i , where o p , o s , о i are ordinary radiation waves of a laser having a radiation wavelength λ ~ 1.06 μm, a signal wave (output radiation of an OPG with a wavelength of λ ~ 1.58 μm) and an idle wave (radiation of an OPG with a wavelength of λ ~ 3.3 μm) propagating in a KTP crystal, respectively, ae s and е i - unusual signal and idle waves propagating in the KTP crystal, respectively.
Выполнение лазера с ОПГ с линейным расположением оптических элементов, выполнение выходного и внутреннего зеркал плоскими, в The implementation of the laser with an OPG with a linear arrangement of optical elements, the output and internal mirrors are flat,
дополнение к выполнению поляризатора в виде прозрачной пластины с плоскопараллельными рабочими гранями позволяет упростить конструкцию лазера с ОПГ и увеличить эффективность преобразования излучения лазера.In addition to the implementation of the polarizer in the form of a transparent plate with plane-parallel working faces, it is possible to simplify the design of a laser with an OCG and increase the efficiency of conversion of laser radiation.
Выполнение выходного зеркала с коэффициентом отражения выходного излучения ОПГ в пределах от 0,1 до 0,8 обеспечивает высокоэффективный выход выходного излучения ОПГ из лазера с ОПГ.The implementation of the output mirror with a reflection coefficient of the output radiation of the OPG in the range from 0.1 to 0.8 provides a highly efficient output of the output radiation of the OPG from the laser with the OPG.
При нанесении на одну плоскопараллельную рабочую грань поляризатора поляризующего интерференционного покрытия может быть увеличена степень поляризации излучения лазера и эффективность преобразования излучения лазера в излучение ОПГ.When a polarizing interference coating is applied to one plane-parallel working face of a polarizer, the degree of polarization of laser radiation and the conversion efficiency of laser radiation into OPG radiation can be increased.
Полезная модель поясняется чертежом.The utility model is illustrated in the drawing.
На фигуре представлена оптическая схема лазера с ОПГ.The figure shows an optical diagram of a laser with an OCG.
Лазер с ОПГ включает лазерный резонатор, образованный глухим сферическим зеркалом 1 и выходным зеркалом 2, в котором установлены оптически связанные активный элемент 3, внутреннее зеркало 4, образующее с выходным зеркалом 2 вторичный внутренний резонатор, поляризатор 5, установленный между внутренним 4 и глухим 1 сферическим зеркалами, кристалл КТР 6, расположенный во вторичном внутреннем резонаторе, и затвор 7 для модуляции добротности лазера, установленный между глухим зеркалом 1 и поляризатором 5.An OCG laser includes a laser resonator formed by a blind spherical mirror 1 and an output mirror 2, in which optically coupled active element 3 is mounted, an inner mirror 4, which forms a secondary internal resonator with an output mirror 2, and a polarizer 5 mounted between the inner 4 and the blind 1 spherical mirrors, a KTP crystal 6, located in the secondary internal resonator, and a shutter 7 for modulating the Q-factor of the laser, installed between the blind mirror 1 and the polarizer 5.
Глухое сферическое зеркало 1 имеет коэффициент отражения ρ>0,99 для излучения лазера в области длин волн λ~1,06 мкм и радиус 2500 мм.The blind spherical mirror 1 has a reflection coefficient ρ> 0.99 for laser radiation in the wavelength region λ ~ 1.06 μm and a radius of 2500 mm.
Выходное зеркало 2 изготовлено из кварцевого стекла КИ и выполнено в виде плоского зеркала, являющегося глухим для излучения лазера с λ~1,06 мкм (коэффициент отражения ρ>0,99) и пропускающим выходное излучение ОПГ с λ~1,58 мкм. Оно имеет коэффициент отражения ρ=0,6 для выходного излучения ОПГ.The output mirror 2 is made of KI quartz glass and is made in the form of a flat mirror, which is deaf for laser radiation with λ ~ 1.06 μm (reflection coefficient ρ> 0.99) and transmitting the output radiation of the OPG with λ ~ 1.58 μm. It has a reflection coefficient ρ = 0.6 for the output radiation of the OPG.
При этом выполнение выходного зеркала 2 с коэффициентом отражения выходного излучения ОПГ в пределах от 0,1 до 0,8 обеспечивает высокую эффективность преобразования излучения лазера.Moreover, the implementation of the output mirror 2 with a reflection coefficient of the output radiation of the OPG in the range from 0.1 to 0.8 provides a high conversion efficiency of the laser radiation.
Активный элемент 3 (⌀4×50 мм) изготовлен из стекла с неодимом и позволяет получить длину волны излучения лазера λ~1,06 мкм.Active element 3 (⌀4 × 50 mm) is made of glass with neodymium and allows you to get the laser radiation wavelength λ ~ 1.06 μm.
Внутреннее зеркало 4 изготовлено из кварцевого стекла КИ, выполнено плоским и образует с выходным зеркалом 2 вторичный внутренний резонатор. Внутреннее зеркало 4 пропускает излучение лазера с длиной волны λ~1,06 мкм и отражает выходное излучение ОПГ в области длин волн λ~1,58 мкм.The inner mirror 4 is made of KI quartz glass, is flat and forms a secondary internal resonator with the output mirror 2. The inner mirror 4 transmits laser radiation with a wavelength of λ ~ 1.06 μm and reflects the output radiation of the OCG in the wavelength region of λ ~ 1.58 μm.
Поляризатор 5 выполнен в виде тонкой прозрачной пластины из стекла К8 с плоскопараллельными рабочими гранями и установлен между внутренним 4 и глухим 1 сферическим зеркалами. В лазерном резонаторе поляризатор 5 расположен таким образом, что нормаль к плоскопараллельным рабочим граням его составляет с оптической осью лазерного резонатора угол, близкий к углу Брюстера.The polarizer 5 is made in the form of a thin transparent plate made of K8 glass with plane-parallel working faces and is installed between the inner 4 and blind 1 spherical mirrors. In the laser resonator, the polarizer 5 is positioned so that the normal to plane-parallel working faces makes an angle close to the Brewster angle with the optical axis of the laser resonator.
Для увеличения степени поляризации излучения и увеличения эффективности преобразования излучения лазера в излучение ОПГ возможно нанесение на одну плоскопараллельную рабочую грань поляризатора 5 поляризующего интерференционного покрытия.To increase the degree of polarization of radiation and increase the efficiency of conversion of laser radiation into OPG radiation, it is possible to apply a polarizing interference coating to one plane-parallel working face of the polarizer 5.
В нашем случае на одну плоскопараллельную рабочую грань поляризатора 5 было нанесено поляризующее интерференционное покрытие В.006+ по ОСТ3-1901-95, имеющее для излучения с длиной волны λ~1,06 мкм при установке поляризатора 5 таким образом, что нормаль к плоскопараллельным рабочим граням его составляет с оптической осью лазерного резонатора угол, близкий к углу Брюстера, коэффициент пропускания τp>99% при расположении электрического вектора в плоскости падения, и коэффициент пропускания τs<1% при расположении электрического вектора перпендикулярно плоскости падения.In our case, a polarizing interference coating B.006 + according to OST3-1901-95 was applied to one plane-parallel working face of the polarizer 5, having for radiation with a wavelength of λ ~ 1.06 μm when installing the polarizer 5 in such a way that it is normal to plane-parallel working faces it makes with the optical axis of the laser resonator an angle close to Brewster's angle, the transmittance τ p> 99% at the location of the electric vector in the plane of incidence, and the transmittance τ s <1% at the location of the electric vector perpendicular angles to the plane of incidence.
Во вторичном внутреннем резонаторе между выходным 2 и внутренним зеркалом 4 установлен нелинейный кристалл 6, изготовленный из двухосного кристалла КТР, плоскопараллельные рабочие грани которого выполнены перпендикулярными главной оси Х индикатрисы показателей преломления In the secondary internal resonator between the output 2 and the internal mirror 4, a nonlinear crystal 6 is installed, made of a biaxial KTP crystal, the plane-parallel working faces of which are made perpendicular to the main axis X of the indicatrix of refractive indices
кристалла КТР с точностью ±30'. Во вторичном внутренннем резонаторе лазера с ОПГ кристалл КТР 6 расположен так, что указанная ось Х направлена вдоль оптической оси резонатора, вдоль которой на кристалл КТР 6 направлено поляризованное излучение лазера с длиной волны λ~1,06 мкм, а главная ось Z индикатрисы показателей преломления кристалла КТР 6 направлена параллельно плоскопараллельным рабочим граням поляризатора 5.KTP crystal with an accuracy of ± 30 '. In the secondary internal cavity of the laser with an OPG, the KTP 6 crystal is positioned so that the indicated X axis is directed along the optical axis of the resonator, along which polarized laser radiation with a wavelength λ ~ 1.06 μm is directed to the KTP 6 crystal, and the main axis Z is the refractive index indicatrix KTP crystal 6 is directed parallel to the plane-parallel working faces of the polarizer 5.
В этой схеме электрический вектор Е линейно поляризованного излучения лазера с длиной волны λ~1,06 мкм находится в плоскости падения излучения (расположенной на фиг.1 в плоскости чертежа) на плоскопараллельные рабочие грани поляризатора 5, и соответственно, перпендикулярен главной оси Z (расположенной на фиг.1 перпендикулярно плоскости чертежа) индикатрисы показателей преломления кристалла КТР 6.In this scheme, the electric vector E of linearly polarized laser radiation with a wavelength of λ ~ 1.06 μm is in the plane of incidence of radiation (located in FIG. 1 in the plane of the drawing) on the plane-parallel working faces of the polarizer 5, and, accordingly, is perpendicular to the main axis Z (located figure 1 perpendicular to the plane of the drawing) the indicatrix of the refractive indices of the crystal KTP 6.
Указанная взаимная ориентация главных осей индикатрисы показателей преломления кристалла КТР 6 и направления распространения излучения лазера с длиной волны λ~1,06 мкм приводит к тому, что полярный угол θ между главной осью Z индикатрисы показателей преломления кристалла и направлением распространения излучения лазера с длиной волны λ~1,06 мкм равен 90°, а угол φ между главной осью Х индикатрисы показателей преломления кристалла КТР 6 и проекцией направления распространения излучения лазера с длиной волны λ~1,06 мкм на плоскость главных осей XY индикатрисы показателей преломления кристалла составляет 0°. Угол φ может находиться в пределах от 0° до 90°, однако в направлении θ=90° φ=0° достигается максимальная эффективность параметрического преобразования лазерного излучения с длиной волны λ~1,06 мкм в выходное излучение ОПГ (с длиной волны λ~1,58 мкм) за счет обеспечения 90° (некритичного) фазового синхронизма при взаимодействии типа op→osei, или op→esoi.The indicated mutual orientation of the principal axes of the indicatrix of the refractive indices of the KTP 6 crystal and the direction of propagation of laser radiation with a wavelength of λ ~ 1.06 μm leads to the fact that the polar angle θ between the principal axis Z of the indicatrix of the refractive indices of the crystal and the direction of propagation of laser radiation with a wavelength of λ ~ 1.06 μm is equal to 90 °, and the angle φ between the main axis X of the indicatrix of the refractive indices of the KTP 6 crystal and the projection of the direction of propagation of laser radiation with a wavelength λ ~ 1.06 μm onto the plane of the main axes XY the indicatrix of the refractive index of the crystal is 0 °. The angle φ can be in the range from 0 ° to 90 °, however, in the direction θ = 90 ° φ = 0 °, the maximum efficiency of the parametric conversion of laser radiation with a wavelength of λ ~ 1.06 μm into the output radiation of an organized criminal group (with a wavelength of λ ~ 1.58 μm) by providing 90 ° (non-critical) phase matching during an interaction of the type o p → o s e i , or o p → e s o i .
Затвор 7 предназначен для модуляции добротности лазера и выполнен из лейкосапфира.The shutter 7 is designed to modulate the quality factor of the laser and is made of leucosapphire.
Лазер с ОПГ работает следующим образом.Laser with OPG works as follows.
В резонаторе лазера с активным элементом 3 из стекла с неодимом, образованном глухими (для излучения в области длин волн λ~1,06 мкм) сферическим зеркалом 1 и выходным зеркалом 2 (которое является одновременно и выходным для излучения ОПГ с λ~1,58 мкм) генерируется при использовании затвора 7 импульс поляризованного излучения с длиной волны λ~1,06 мкм и длительностью около 10 не с расположением электрического вектора Е в плоскости падения излучения на плоскопараллельные рабочие грани поляризатора 5. Это излучение проходит вдоль оптической оси резонатора лазера с ОПГ через внутреннее зеркало 4 на нелинейный двухосный кристалл КТР 6. В кристалле КТР 6, находящемся во вторичном внутреннем резонаторе между выходным для излучения ОПГ и внутренним зеркалами 2 и 4, соответственно, импульсное поляризованное излучение с длиной волны λ~1,06 мкм параметрически преобразовывается в излучение сигнальной волны с длиной волны в области 1,58 мкм и излучение холостой волны с длиной волны в области 3,3 мкм. Излучение сигнальной волны усиливается в резонаторе, составленном из выходного для излучения ОПГ и внутреннего зеркал 2 и 4, соответственно, с расположенным между ними кристаллом КТР 6, и выходит наружу через выходное для излучения ОПГ зеркало 2.In a laser cavity with an active element 3 made of glass with neodymium, formed by a blind (for radiation in the wavelength region λ ~ 1.06 μm) spherical mirror 1 and output mirror 2 (which is simultaneously output for radiation from an organized criminal group with λ ~ 1.58 μm), when using shutter 7, a pulse of polarized radiation with a wavelength of λ ~ 1.06 μm and a duration of about 10 not with the location of the electric vector E in the plane of radiation incidence on the plane-parallel working faces of the polarizer 5 is generated. This radiation passes along the optical axis of the resonance a laser laser with an OPG through an internal mirror 4 to a nonlinear biaxial KTP crystal 6. In a KTP 6 crystal located in the secondary internal cavity between the output signal for the OPG and inner mirrors 2 and 4, respectively, pulsed polarized radiation with a wavelength of λ ~ 1.06 μm is parametrically converted to signal wavelength radiation in the region of 1.58 μm and idle radiation with wavelength in the region of 3.3 μm. The radiation of the signal wave is amplified in the resonator composed of the output for the radiation of the OPG and the internal mirrors 2 and 4, respectively, with the KTP 6 crystal located between them, and goes out through the output for the radiation of the OPG mirror 2.
Наличие резонатора ОПГ внутри резонатора лазера накачки позволяет получить высокие плотности мощности накачки в области ОПГ, за счет чего повышается эффективность преобразования в излучение сигнальной волны. Кроме того, многократное отражение излучения сигнальной волны с длиной волны в области 1,58 мкм в резонаторе, составленном из выходного для излучения ОПГ и внутреннего зеркал 2 и 4, соответственно, также позволяет увеличить эффективность преобразования излучения с длиной волны λ~1,06 мкм в излучение с длиной волны в области 1,58 мкм.The presence of an OPG resonator inside the pump laser cavity allows one to obtain high pump power densities in the OPG region, thereby increasing the efficiency of conversion to signal wave radiation. In addition, the multiple reflection of the radiation of a signal wave with a wavelength in the region of 1.58 μm in the resonator composed of the output for the radiation of the organized gas and internal mirrors 2 and 4, respectively, also allows to increase the conversion efficiency of radiation with a wavelength of λ ~ 1.06 μm in radiation with a wavelength in the region of 1.58 microns.
При электрической энергии импульса накачки лазера с ОПГ, равной 6,4 Дж, энергия импульса излучения с длиной волны в области 1,58 мкм составляет до 25 мДж.When the electric energy of the laser pump pulse with an OPG is 6.4 J, the energy of the radiation pulse with a wavelength in the region of 1.58 μm is up to 25 mJ.
Таким образом, лазер с ОПГ обеспечивает простую конструкцию и увеличение эффективности преобразования излучения лазера.Thus, an OCG laser provides a simple design and an increase in the conversion efficiency of laser radiation.
Источники информации.Information sources.
1 Рябов С.Г., Торопкин Г.Н., Усольцев И.Ф. Приборы квантовой электроники. - М. Советское радио, 1976. - С.263-265.1 Ryabov S.G., Toropkin G.N., Usoltsev I.F. Devices of quantum electronics. - M. Soviet Radio, 1976. - S.263-265.
2 Заявка РФ на полезную модель №23020, МПК H01S 3/00, опубл. 10.05.2002, БИПМ №13 - (прототип).2 RF application for utility model No. 23020, IPC H01S 3/00, publ. 05/10/2002, BIPM No. 13 - (prototype).
Claims (2)
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| BYU20070174 | 2007-03-13 | ||
| BY20070174 | 2007-03-13 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU76509U1 true RU76509U1 (en) | 2008-09-20 |
Family
ID=39868513
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2008106426/22U RU76509U1 (en) | 2007-03-13 | 2008-02-19 | LASER WITH OPTICAL PARAMETRIC GENERATOR |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU76509U1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2567399C1 (en) * | 2014-06-10 | 2015-11-10 | Юрий Васильевич Чжан | Optical-mechanical shutter (q-switch) for pulsed lasers with switch function and laser radiation wavelength converter (omz-kp) |
-
2008
- 2008-02-19 RU RU2008106426/22U patent/RU76509U1/en active
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2567399C1 (en) * | 2014-06-10 | 2015-11-10 | Юрий Васильевич Чжан | Optical-mechanical shutter (q-switch) for pulsed lasers with switch function and laser radiation wavelength converter (omz-kp) |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU100680U1 (en) | LASER WITH OPTICAL PARAMETRIC GENERATOR | |
| US5400173A (en) | Tunable mid-infrared wavelength converter using cascaded parametric oscillators | |
| US5181211A (en) | Eye-safe laser system | |
| Petrov et al. | Femtosecond nonlinear frequency conversion based on BiB3O6 | |
| JP3178729B2 (en) | Ring laser | |
| US5579152A (en) | Tunable optical parametric oscillator | |
| CN102983489A (en) | Intermediate infrared laser source produced based on non-linear difference frequency of optical laser | |
| JP5721812B2 (en) | Wavelength conversion crystal and wavelength conversion laser device | |
| US6807210B2 (en) | Systems and a method for generating blue laser beam | |
| EP1180717B1 (en) | Optical harmonic generator | |
| RU106990U1 (en) | LASER WITH OPTICAL PARAMETRIC GENERATOR | |
| CN210040868U (en) | Tunable laser capable of simultaneously outputting near infrared and mid-infrared | |
| CN104300355B (en) | A kind of optical parameter oscillating laser based on callium-lanthanum silicate crystal | |
| CN103311792A (en) | Littrow configuration electro-optical Q-switched frequency-doubled laser | |
| RU76509U1 (en) | LASER WITH OPTICAL PARAMETRIC GENERATOR | |
| CN103001111A (en) | Terahertz source generated based on nonlinear difference frequency of fiber lasers | |
| CN111755943B (en) | Optical parametric oscillator based on pulse laser pumping and working method | |
| US7911683B2 (en) | Harmonic generator | |
| RU95908U1 (en) | LASER WITH OPTICAL PARAMETRIC GENERATOR | |
| CN212182754U (en) | Terahertz source based on phosphorus germanium zinc crystal non-collinear phase matching difference frequency | |
| CN102044838A (en) | Stimulated Raman sum frequency laser wavelength conversion device | |
| CN105006734B (en) | A kind of 2 μm of lasers that half Intracavity OPO is formed based on body grating | |
| CN112787206A (en) | White light laser light source generating device and method | |
| CN102044839A (en) | Bi-wavelength transition stimulated Raman sum frequency laser wavelength conversion equipment | |
| CN110880670A (en) | High-efficiency optical parametric oscillator with adjustable threshold value |