SE446793B - Laseranordning - Google Patents

Description

446 793 lasern att oscillera endast i detta ena polarisationsplan._ Detta innebär att den differentiella förlusten mellan de två vinkelräta planen måste vara sådan att lasereffekt i ett plan förhindras. Detta erfordrar vanligen en differentiell förlust i storleksordningen 20 % i gas-laseranordningar med liten volym.

Det är ofta önskvärt eller.fördelaktigt att åstadkomma en reflekterande yta inuti en laserkammare, för avböjning eller andra ändamål, och ett ändamål med uppfinningen är erhållande av en reflekterande polarisator för en laseranordning.

I enlighet med föreliggande uppfinning erhålles sålunda en laseranordning, som fungerar vid en våglängd i omrâdet 8 - - 50 /mn, vilken inuti sin optiska kammare innefattar en reflek- . tor placerad med en insättningsvinkel i omrâdet 20 - 700 och innefattande ett substrat, som uppbär en metallisk reflekte- rande beläggning, över vilken bildats ett skikt av dielekt- riskt material med en sådan sammansättning och tjocklek att vid arbetsvåglängden förhindrar den differentiella absorp- tionen mellan strålning polariserad i två vinkelräta plan laserfunktion i det ena av de två planen.

Om lasern skall arbeta vid en våglängd i området 8 - 12lPm så består det dielektriska materialet företrädesvis av alu- miniumoxid.

Om laseranordningen skall arbeta vid en våglängd i omrâdet 12 - 50 /nn, så kan det dielektriska materialet bestå av kisel- dioxid eller magnesiumoxid.

Företrädesvis är insättningsvinkeln för den reflekterande ytan i storleksordningen 450.

Uppfinningen beskrives nedan med hänvisning till bifogade rit- ningar, där wßê*~ w 446 793 fig. 1 är en schematisk vy av en form av laser enligt upp- finningen, och fig. 2 är en schematisk vy av en alternativ konstruktion.

Med hänvisning till fig. 1 innefattar lasern en optisk kamma- re definierad genom två ändspeglar Ml och M2, där spegel M1 nominellt är 100 % reflekterande och spegel M2 är partiellt reflekterande. Mellan dessa speglar är det laseraktiva mediet AM anordnat, tillsammans med någon anordning för pumpning av det aktiva mediet (icke visad). Om det aktiva mediet är ett fast material, så består pumpanordningen sannolikt av en ly- sande ljuskälla, medan ett gasformigt aktivt medium kan exciteras genom en elektrisk urladdning. Såsom visas i fig. l innefattar den optiska kammaren för lasern även den reflek- terande polarisatorn RP. Denna visas vid en insättningsvinkel av 45°, d.v.s. med sin reflekterande yta vid 45° mot den in- fallande, och reflekterande, strålningenß Detta medför att en 900 avböjning införes i den optiska axeln för lasern.

Den reflekterande polarisatorn RP består av ett lämpligt sub- strat, t.ex. metall, glas eller keramiskt material, på vilket ett metallískt reflekterande skikt anbringats. Detta skikt kan lämpligen består av silver, guld eller aluminium. Detta reflekterande skikt är självt övertäckt genom ett dielektriskt skikt av aluminiumoxid (Al2O3), kiseldioxid (SiO2) eller mag- nesiumoxid (MgO). Tjockleken för skiktet bestämmer förlusterna för P-planpolarisationen, medan förlusterna i S-planet för- blir väsentligen opåverkade. Tjockleken för det dielektriska skiktet är anordnat så att det är sådant att den differentiella förlusten mellan de två planen vanligen är 20 %. För att uppnå detta bör sålunda ett typiskt aluminiumoxidskikt uppvisa en tjocklek av mellan 1000 Å och 4000 Å. Den optimala tjockleken beror även på våglängden för strålningen, som kan vara mellan 8 och 50 ßmn Den differentiella förlusten påverkas även genom insättningsvinkeln för den reflekterande polarisatorn, och denna vinkel kan variera mellan t.ex. 20 och 700 för erhållan- de av den önskade förlusten. 446 793 4 Den reflekterande polarisatorn inför mindre total förlust för den strålning, som oscillerar i det valda polarisationspla- net, än vad som är fallet för diffraktionsgitter och i många fall Brewster-plattan. Detta kan vara av avsevärd betydelse i kortvågiga eller lägeffektlaseranordningar. Dessutom är den mera robust och/eller billigare än Brewster-plattan el- ler diffraktionsgittret.

Eftersom den reflekterande polarisatorn väsentligen inför en? avböjning i den optiska axeln för laseranordningen, är den av speciell användning i den så kallade "folded" lasern, där en avsiktlig 1800 böjning införas. Fig. 2 visar en sådan laser. De olika elementen i laseranordningen är exakt desam- ma som beskrivits med hänvisning till fig. l, förutom att den reflekterande polarisatorn nu innefattar två speglar med 900 vinkel mot varandra. Eftersom den reflekterande polarise- torn bildas av två speglar, behöver dessa icke vardera ge mer än cirka 10 % differentiell förlust, och sålunda kan de dielektriska skikten vara tunnare. Alternativt kan en kombi- nation av en polariserande spegel och en konventionell plan spegel användas.

Med användning av den ovan beskrivna reflekterande polarisa- torn kan en mycket kompakt laseranordning framställas, i syn- nerhet vid fallet av en “folded" laser, vilken icke erfod- rar några flera optiska element än en konventionell princi- piell "folded" laser. De två reflekterande ytorna kan vara anordnade som tak-reflektor för att ge de stabilitetsfördelar, som är förbundna med denna typ av reflektor. y fo. ef' ..1I

Claims (7)

446 793 Patentkrav

1. l. Laseranordning för drift vid en våglängd i området 8 - 50 )mu k ä n n e t e c k n a d av att den inom sin optis- ka kammare uppvisar en reflektor placerad med en insättnings- vinkel i området 20 - 700 och innefattande ett substrat, som uppbär en metallisk reflekterande beläggning, över vilken bildats ett skikt av dielektriskt material av en sådan sam- mansättning och tjocklek att vid driftvåglängden förhindrar den differentiella absorptionen mellan strålning polariserad i två vinkelräta plan laserfunktionen i ett av de två planen.

2. Anordning enligt krav l, k ä n n e t e c k n a d av att den metalliska reflekterande beläggningen består av ett av materialen i gruppen innefattande guld, silver och alu- minium.

3. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att lasern är avsedd för drift vid en våglängd i området 8 - 12 /nn, varvid det dielektriska materialet är aluminiumoxid.

4. Anordning enligt krav l, k ä n n e t e c k n a d av att lasern är avsedd för drift vid en våglängd i området 12 - 50 jun, varvid det dielektriska materialet är ett av mate- rialen i gruppen bestående av kiseldioxid och magnesiumoxid.

5. Anordning enligt krav 1, k ä n n e t e c k n a d av att tjockleken för det dielektriska skiktet är i området 1000 - 4000 Å.

6. Anordning enligt krav l, k ä n n e t e c k n a d av att insättningsvinkeln för reflektorn är 450.

7. Anordning enligt krav l, k ä n n e t e c k n a d av att reflektorn innefattar två ytor anordnade med 900 vinkel mot varandra, så att den optiska axeln för lasern är omböjd med l80°.