SU1090208A1

SU1090208A1 - Способ усилени лазерного излучени

Info

Publication number: SU1090208A1
Application number: SU823455520A
Authority: SU
Inventors: Б.С. Губа; С.Л. Потапов; Б.М. Седов
Original assignee: Организация П/Я Р-6681
Priority date: 1982-06-18
Filing date: 1982-06-18
Publication date: 1985-01-30

Abstract

1 СПОСОБ УСИЛЕНИЯ ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ в спектрально неоднородньос активных средах, включающий формирование мощного импульсного излучени со спектром, полуширина которого не превосходит однородную ширину шТаркрвской компоненты спектра люминесценции активной cpejvj, и пропускание излучени через активную среду, отличающийс тем, что, с целью еличени коэффициента усилени по мощности, фор мируют по крайней мере один дополнительный импульс излучени со спектром в области перекрыти наиболее интенсивных штаркобских компонент спектра люминесценции активной среды. - 2. Способ по П.1, о т л юЩ и и с тем, что дополнительный импульс формируют в спектрально однородной активной среде.

Description

Изобретение относитс к области лазерной техники, преимущественно к лазерным системам, излучающим мощные импульсы, основна дол излучени которых приобретаетс в уси лителе на неоднородно-уширенной активной среде, и может быть использовано в импульсных лазерах, в част ности/ на неодимовом стекле. Усиление излучени предполагает формирование в задающем генераторе лазерных импульсов с .определенными временными, пространственными, энер гетическими, спектральными и т.д. параметрами (характеристиками) и последующее прохождение сформированных импульсов в усилительных кас кадах лазера с оценкой усилени . Известны Способы усилени лазерного излучени , при котором импульс генератора сравнительно Малой энергйи и мощности пропускают через уси ливающую сред: достаточно больших размеров. В схеме усилени , в о.тличие от генератора, удаетс уменьшить вли ние суперлюминесценций путем разделени усиливающей среды на отдельные каскады и уменьшени св з между ними. Выбор длины каскада .отдельного стержн - обеспечивает необходимое усиление. Увеличение поперечного сечени стержн усилител позвол ет пропускать через него световые потоки большой мощности без существенных повреждений. Трудности, св занные с накачкой .стержней большого диаметра, уменьшаютс снижением концентрацик примесных ионов, а соответствующее уменьшение усилени и запасенной энергии компенсируетс дополнительным увеличением длины. В результате этим способом усилени лазерного излучени удаетс получать импульсы с энергией до нескольких сотен джоу лей при длительности л-Ю -10 с l Недостатком приведенного способа вл етс мала эффективность усилен в активных средах с неоднородным уширением спектральных линий. Наиболее близким к изобретению вл етс способ усилени лазерного излучени в спектрально неоднородных активных средах, включающий фор мирование мощного импульсного излучени со спектром, полуширина которого не превосходит однородную ШИрину штарковской компоненты спектра лнминесценции активной среды, и про пускание излучени через активную среду 2 . Данный способ не. позвол ет полностью извлекать запасенную в спект рально неоднородной активной среде усилител энергию.возбуждени даже при больших мощност х усиливаемого излучени . Цель изобретени - увеличение коэффициента усилени по мощности. Цель достигаетс тем, что в способе усилени лазерного излучени в спектрально неоднородных активных средах, включающем формирование мощного импульсного излучени со спектром , полуширина которого не превосходит однородную ширину штарковской компоненты спектра люминесценции активной среды, и пропускание излучени через активную среду, формируют , по крайней мере, один дополнительный импульс излучени со спектром в области перекрыти наиболее , интенсивных штарковских компонент , спектра люминесценции активной среды, при этом дополнительный импульс формируют в спектрально однородной активной среде. На чертеже приведена штарковска структура линии люминесценции 1,0бмкм фосфатного неодимового стёкла. Штаркрвские компоненты,(ШК) обус- ловленные переходами из состо ни 2 в состо ние-Tji,пронумерованы в пор дке возрастани длины волны, соответствук дей максимуму интенсивности компоненты. Цифры 1-6 относ тс к переходам с нижнего подуровн «а цифры 7-12 - к переходам с верхнего подуровн На длине волны 7lg 10545 нм, соответствующей максимуму люминесценции фосфатного стекла, в усилении эффективно участвуют шесть ШК (1, 2, 7, 8, 9 и 10), а с дополнительной линией излучени 10580 нм число актуальных компонент возрастает до восьми (добавл ютс .компоненты 3 и. 11) ,. поэтому увеличиваетс и дол запасенной энергии, котора может, быть извлечена мощным излучением из активной среды. Использование предлагаемого способа лазерного излучени имеет . большую на 20% эффективность усиени по сравнению с прототипом. Применение способа позволит увеличить выходную энергию импульсных неодимовых лазеров без дополнительных энергетических затрат. Рассатриваемый способ усилени лазерного излучени позвол ет уменьшить примерно на 10% энергоемкость и св занные с ней весогабаритные характеристики накопителей энергии мощных лазеров, что необходимо, в первую оЧерёдь, дл мобильных приборов с импульсными лазерами.

Дв Jtf

Чнтвщтльный контур люминесценции

Д,««

Claims

1. СПОСОБ УСИЛЕНИЯ ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ в спектрально неоднородных активных средах, включающий формирование мощного импульсного излучения со спектром, полуширина которого не превосходит однородную ширину штарковской компоненты спектра люминесценции активной среды, и пропускание излучения через активную среду, отлич ающийс я тем, что, с целью увеличения коэффициента усиления по мощности, формируют по крайней мере один дополнительный импульс излучения со спектром в области перекрытия''наиболее интенсивных штарковских компонент спектра люминесценции активной среды

2. Способ по п.1, отличаюЩ и й с я тем, что дополнительный импульс формируют в спектрально однородной активной среде.

на неоднородно-уширенной аксреде, и может быть испольв импульсных лазерах, в част на неодимовом стекле.

усилителя энергию.возбуждения даже при больших мощностях усиливаемого излучения.

Цель изобретения - увеличение коэффициента усиления по мощности.

Цель достигается тем, что в способе усиления лазерного излучения в спектрально неоднородных активных средах, включающем формирование мощного импульсного излучения со спект' ром, полуширина которого не превосходит однородную ширину штарковской компоненты спектра люминесценции активной среды, и пропускание излучения через активную среду, формируют, по крайней мере, один дополнительный импульс излучения со спектром в области перекрытия наиболее , интенсивных штарковских компонент ₍спектра люминесценции активной среды, при этом дополнительный импульс формируют в спектрально однородной активной среде.

На чертеже приведена штарковская структура линии люминесценции 1,06мкм фосфатного неодимового стёкла.

Штарковские компоненты,(ШК) обус- ловленные_йерех0дами из состояния в состояние ⁴ .1_(4/2, пронумерованы в порядке возрастания длины волны, соответствующей максимуму интенсивности компоненты. Цифры 1-6 относятся к переходам с нижнего подуровня ⁴F^ , а цифры 7-12 - к переходам с верхнего подуровня

На длине волны ft_o= 10545 нм, соответствующей максимуму люминесценции фосфатного стекла, в усилении эффективно участвуют шесть ШК (1, 2, 7, 8, 9 и 10), а с дополнительной линией излучения =10580 нм число 40 актуальных компонент возрастает до восьми (добавляются.компоненты 3 и .11) поэтому увеличивается и доля запасенной энергии, которая может, быть извлечена мощным излучением из активной среды.

Использование предлагаемого способа лазерного излучения имеет ’ . большую на 20% эффективность усиления по сравнению с прототипом.