RU98847U1 - Твердотельный лазер - Google Patents
Твердотельный лазер Download PDFInfo
- Publication number
- RU98847U1 RU98847U1 RU2010122536/28U RU2010122536U RU98847U1 RU 98847 U1 RU98847 U1 RU 98847U1 RU 2010122536/28 U RU2010122536/28 U RU 2010122536/28U RU 2010122536 U RU2010122536 U RU 2010122536U RU 98847 U1 RU98847 U1 RU 98847U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- active element
- field
- resonator
- active
- mirror
- Prior art date
Links
Landscapes
- Lasers (AREA)
Abstract
Твердотельный лазер, включающий резонатор со сферическим и плоским зеркалами и активный элемент, выполненный в виде усеченного конуса, вершина которого находится со стороны плоского зеркала, так, что боковая поверхность активного элемента совпадает с боковой поверхностью модового объема поля резонатора, а профиль активного элемента совпадает с каустикой поля.
Description
Предлагаемое техническое решение относится к области лазерной техники и может быть использовано при проектировании и производстве твердотельных лазеров (ТТЛ).
В настоящее время большинство ТТЛ имеет активные элементы в виде стеклянных или кристаллических цилиндров. Резонаторы большинства лазеров представляют систему из одного сферического и одного плоского зеркал (резонатор плоскость-сфера) для повышения устойчивости генерации. Модовый объем, ограниченный каустикой поля резонатора, сужается по мере приближения к плоскому зеркалу. Поэтому часть активной среды в цилиндре не находится в области внутри модового объема резонатора. В результате не вся активная среда принимает участие в генерации излучении ТТЛ.
Возбуждение ТТЛ осуществляется оптической накачкой лампами или лазерными диодами через боковую поверхность либо с торца. ТТЛ, как правило, охлаждается хладагентом: водой или другими жидкостями, иногда газами. В процессе возбуждения активный элемент нагревается как непосредственно источником накачки, так и индуцированным излучением в модовом объеме. Поскольку в резонаторе плоскость-сфера плотность энергии излучения на оси резонатора у плоского зеркала примерно вдвое больше, чем у сферического, активный элемент у плоского зеркала нагревается больше. Причем со временем плоское зеркало лазера этим излучением выжигается. А охлаждается цилиндрическая поверхность одинаково по всей длине цилиндра. Неоднородность нагрева ухудшает качество излучения и сокращает срок его службы.
Известен ТТЛ, в котором активный элемент выполнен в форме многогранника, охлаждаемого через отверстие в центре (С.Г.Гречин, П.П.Николаев // Квантовая электроника, 2009, т.39, №1, с.16.). Недостатком известного ТТЛ является большой градиент температур, возникающий в активном элементе, что приводит к напряжениям в нем, ухудшению качества излучения и сокращению срока службы.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является ручное лазерное устройство (патент на изобретение RU №2315403, МПК H01S 3/04, опубл. 20.01.2008), включающее кожух, имеющий значительное полое внутреннее пространство, лазерный эмиттер внутри вышеупомянутого внутреннего пространства, стержень лазерного эмиттера, изготовленный, по крайней мере, из лампы накачки и стержня активного лазерного вещества (активного элемента), отделенных друг от друга, причем вышеупомянутый стержень активного лазерного вещества имеет коническую конфигурацию или изготовлен в форме усеченной многоугольной пирамиды; и источник, вырабатывающий поток хладагента во внутренней полости кожуха. Коническая форма активного элемента обеспечивает наличие составляющей скорости хладагента, нормальной к боковой поверхности активного элемента, что повышает эффективность теплоотвода между активным элементом и хладагентом. Недостатком устройства является более высокая плотность энергии у плоского зеркала, обусловленная ролью индуцированного излучения и приводящая к дополнительному нагреву активного элемента. Эта роль возрастает в наиболее распространенном лазере с резонатором плоскость-сфера, и не компенсируется более высоким теплоотводом в области плоского зеркала. Неравномерный нагрев приводит к росту напряжений в материале активного элемента, что влечет уменьшение качества излучения и срока службы активного элемента.
Задачей предлагаемого технического решения является разработка ТТЛ с повышенным качеством излучения лазера и увеличенным сроком его службы за счет более полного использования объема активного элемента и обеспечения оптимального охлаждения.
Сущность заявляемого технического решения заключается в том, что аналогично прототипу ТТЛ включает активный элемент конической конфигурации. В отличие от прототипа, он содержит резонатор, состоящий из плоского и сферического зеркал, а активный элемент изготовлен в виде усеченного конуса, вершина которого находится со стороны плоского зеркала так, что боковая поверхность активного элемента совпадает с боковой поверхностью медового объема поля резонатора, а профиль активного элемента совпадает с каустикой поля.
Благодаря перечисленной совокупности существенных признаков уменьшается объем активного элемента, а, значит, увеличивается энергосъем с единицы объема и улучшается охлаждение более нагретого участка активного элемента, расположенного у плоского зеркала, а, следовательно, повышается качество излучения и срок службы активного элемента.
Если бы активный элемент был бы изготовлен в виде усеченного конуса, вершина которого находится со стороны сферического зеркала, то боковая поверхность активного элемента не совпала бы с боковой поверхностью модового объема поля резонатора, а профиль активного элемента не совпал бы с каустикой поля. В результате не вся активная среда принимала бы участие в генерации излучении ТТЛ, что привело бы к ухудшению качества излучения лазера. При этом сильнее охлаждался бы менее нагретый участок активного элемента, что не привело бы к техническому результату - оптимальному охлаждению.
Сущность предлагаемого решения иллюстрируется фиг.1, на которой изображен продольный разрез ТТЛ, где 1 - сферическое зеркало, 2 - плоское зеркало, 3 - активный элемент в виде усеченного конуса, 4 - каустика поля, 5 - хладагент, находящийся в замкнутом объеме 6. Зеркала 1, 2 могут составлять одно целое с активным элементом 3. Накачка активного элемента 3 может осуществляться как газоразрядными лампами, например, помещенными в фокус эллиптического отражателя, так и лазерными диодами (на фиг.1 не указаны).
ТТЛ включает резонатор со сферическим зеркалом 1 и плоским зеркалом 2. Активный элемент 3 выполнен в виде усеченного конуса, вершина которого находится за плоским зеркалом 2. Боковая поверхность активного элемента 3 совпадает с боковой поверхностью медового объема поля резонатора, профиль активного элемента 3 и каустика поля 4 совпадают. В частном случае (фиг.1), профиль активного элемента 3 совпадает с каустикой поля 4 преимущественно на линейном участке. Полное совпадение профиля активного элемента 3 с каустикой поля 4 не целесообразно из-за технологических трудностей его изготовления. Хладагент 5 находится в замкнутом объеме 6 и полностью омывает активный элемент 3.
Профиль конического активного элемента 3 можно рассчитать по каустике поля (Ищенко Е.Ф., Климков Ю.М. Оптические квантовые генераторы. М.: Сов. Радио, 1968 г.).
ТТЛ работает следующим образом. При возбуждении светом лазерного диода или газоразрядной лампой накачки среда, из которой изготовлен элемент 3, становится активной. Фотон, испущенный возбужденным атомом активной среды в направлении плоского зеркала 2, индуцирует другие фотоны, причем плотность мощности излучения по мере продвижения фотонов вдоль элемента 3 к плоскому зеркалу 2 за счет конусности поля возрастает. Нарастает и температура внутри элемента 3 по мере приближения к плоскому зеркалу 2. Но рост температуры компенсируется, т.к. увеличивается теплоотвод за счет приближения границы хладагента 5 к оси активного элемента 3, благодаря тому, что активный элемент 3 выполнен в виде усеченного конуса, вершина которого находится со стороны плоского зеркала 2 так, что боковая поверхность активного элемента 3 совпадает с боковой поверхностью модового объема поля резонатора. В итоге напряжения в материале активного элемента 3 уменьшаются, растет качество излучения и повышается его срок службы.
Claims (1)
- Твердотельный лазер, включающий резонатор со сферическим и плоским зеркалами и активный элемент, выполненный в виде усеченного конуса, вершина которого находится со стороны плоского зеркала, так, что боковая поверхность активного элемента совпадает с боковой поверхностью модового объема поля резонатора, а профиль активного элемента совпадает с каустикой поля.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010122536/28U RU98847U1 (ru) | 2010-06-02 | 2010-06-02 | Твердотельный лазер |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2010122536/28U RU98847U1 (ru) | 2010-06-02 | 2010-06-02 | Твердотельный лазер |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU98847U1 true RU98847U1 (ru) | 2010-10-27 |
Family
ID=44042597
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2010122536/28U RU98847U1 (ru) | 2010-06-02 | 2010-06-02 | Твердотельный лазер |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU98847U1 (ru) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2618498C2 (ru) * | 2015-05-20 | 2017-05-03 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт прикладной физики Российской академии наук (ИПФ РАН) | Усилитель лазерного излучения с большим коэффициентом усиления, высокой средней и пиковой мощностью и высоким качеством выходного пучка |
RU2626723C2 (ru) * | 2015-11-05 | 2017-07-31 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр Институт прикладной физики Российской академии наук" (ИПФ РАН) | Твердотельный усилитель лазерного излучения с диодной накачкой с большим коэффициентом усиления и высокой средней мощностью |
RU2753476C1 (ru) * | 2020-12-07 | 2021-08-17 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр Институт прикладной физики Российской академии наук" (ИПФ РАН) | Твердотельный усилитель лазерного излучения с высокой средней мощностью и хорошим качеством выходного пучка |
-
2010
- 2010-06-02 RU RU2010122536/28U patent/RU98847U1/ru not_active IP Right Cessation
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2618498C2 (ru) * | 2015-05-20 | 2017-05-03 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт прикладной физики Российской академии наук (ИПФ РАН) | Усилитель лазерного излучения с большим коэффициентом усиления, высокой средней и пиковой мощностью и высоким качеством выходного пучка |
RU2626723C2 (ru) * | 2015-11-05 | 2017-07-31 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр Институт прикладной физики Российской академии наук" (ИПФ РАН) | Твердотельный усилитель лазерного излучения с диодной накачкой с большим коэффициентом усиления и высокой средней мощностью |
RU2753476C1 (ru) * | 2020-12-07 | 2021-08-17 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный исследовательский центр Институт прикладной физики Российской академии наук" (ИПФ РАН) | Твердотельный усилитель лазерного излучения с высокой средней мощностью и хорошим качеством выходного пучка |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN102043346B (zh) | 光源装置 | |
JP6727371B2 (ja) | 光維持プラズマを形成するための開放プラズマランプ | |
JP6887388B2 (ja) | 無電極単一cwレーザ駆動キセノンランプ | |
KR101188897B1 (ko) | 레이저 발진장치 | |
CN104736921A (zh) | 紫外线发光模块以及紫外线照射装置 | |
JPS62262480A (ja) | レ−ザ装置 | |
RU98847U1 (ru) | Твердотельный лазер | |
US5206874A (en) | Solid-state laser | |
US20170040153A1 (en) | Apparatus and a Method for Operating a Variable Pressure Sealed Beam Lamp | |
US20110096549A1 (en) | High power radiation source with active-media housing | |
EP2617107A1 (en) | High power source of electromagnetic radiation | |
Hoffstadt | Design and performance of a high-average-power flashlamp-pumped Ti: sapphire laser and amplifier | |
US20110042119A1 (en) | Pump chamber integrated lamps | |
CN112467506B (zh) | 一种基于燃料喷燃泵浦的直接液冷高功率激光增益装置 | |
CN204577831U (zh) | 一种能产生266nm紫外激光的固体激光器 | |
RU104785U1 (ru) | Газоразрядный лазер | |
CN101118834A (zh) | 一种高强度放电红外辐射光源 | |
CN205335614U (zh) | 一种新型钬激光器 | |
CN110401094A (zh) | 激光器 | |
Zhang et al. | Theoretical analysis on threshold of solar pumped solid state lasers | |
CN209823098U (zh) | 一种激光发射装置 | |
CN203103753U (zh) | 基于板条结构的大功率532nm绿光激光器 | |
RU2752778C1 (ru) | Плазменный источник света с лазерной накачкой и способ генерации излучения | |
Shen et al. | Continuous wave and active Q-switched operation of Watt-level LED-pumped two-rod Nd, Ce: YAG laser | |
TWI733886B (zh) | 雷射泵腔室裝置及雷射振盪裝置 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM1K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20160603 |