SU1393292A1 - Ионный лазер на инертных газах - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к квантовой электронике, в частности к конструкци м ионных лазеров. Целью изобретени   вл етс  повьппение стабильности мощности излучени  и надежности работы лазера с селекцией длин волн генерации. Лазер содер жит оптический резонатор, селектиру ощую призму Брюс- тера, источник питани , систему активной стабилизации мощности излучени  и соленоид. Стержни оптического резонатора закреплены с помощью болтовых соединений в пазах, выполненных у отверстий опорных фланцев. Обмотка соленоида размещена в чехле из никелевой фольги. Селектирующа  призма выполнена из кристаллического кварца, рабочие поверхности призмь расположены параллельно главной оптической оси кристалла. Выполнение системы стабилизации в виде двух операционных усилителей, включенных через делительный резистор, позвол ет компенсировать как быстропеременные, так и медленные уходы мощности излучени . I з.п. ф-лы, 3 ил.

Description

Изобретение относитс  к квантонюй электрон{4ке и может бьп-ъ использовано при создании мои}иых стабильных по мощности и надежных н работе непрерывных ионных лазеров на инертных газах

Целью иэобретгни   пл етс  повышение стабильности мощности излучени  и надежности лазера в работе.

На фиг . I изо.бражкны конструкци  и электрическа  структурна  схема ион ного лазера; на фиг,2 - электрическа  схема лазера ,на фиг „ 3 выполнение болтовых зажимов,, Ионный .лазер содЕ ржйт активный элемент 1 с окнами Брюстара 2 из кристаллического квари,а, установленными на концевь Х участках 3, и корпус резонатора с о порньми-фланцами 4, в отаерсти х которых ;| -становленьг опор- ные стержни 5. Актннньзй элемент расположен внутри соленовда 6, выполненного В вида обмоткИ:, размещенной н чехле из никелевой фольги 7, который охвачен рубашкой охлаждени  8. Мекоду глухим зеркалом 9 резонатора и активным элементом распо:южена селектир:уто- ща  призма Брюстера 0 Выходное зеркало 11 резонатора установлено на опорном фланце и оптически св зано с делительной пластиной 1 2, 1)асположен- ной на лазера.

, Фотоприемник 13, оптически св занный с делительной пластиной, соединен с усилительным блоком Ki- системы активной стабилнзаиии. Методу отрицательной клеммой источтжа питани  посто нного тока 15 и транзисторной батереей 16 подключен cy Jмиpyюп ий резистор 17о Параллельно транзисторной батарее подключен разгрузочный резистор 18 Опорные стержни закреплены в отверсти х опорных фланцев осредст- вом охватывающих болтовых зажимов 19 с разрезньп--1И пазами 20 на опорных фланцах.

Усилительный блох системы активной стабилизации включает первый операционный усилитель 1- 21 с. коэффици

ентом усилени  K,j содержащий источ- Ншс опорного напр жени  22, второй операционный усилитель 23 с коэффициентом усилени . К ;i и резисторный делитель 24 о

Оптические окиа Брюстера 2 выполнены из кристаллического кварца, при этом рабочие поверхности окон расположены перпендикул рно главным оптическим ос м кристалла. Концевые

5

- 0 5

0

5

0

5

участки 3 выполнены из керамики, согласованной по коэф({)ициенту термического расширени  (КТР) с КТ1 кристаллического кварца перпендикул рно главной оси кристалла. Селектирующа  призма Брюстера 10 выполнена из кристаллического кварца так, что главна  ось кристалла параллельна рабочим поверхност м гтризмы. Разгрузочный резистор 18 выполнен в виде охлаждаемой изнутри хладагентом трубы из бе- риллиевой керамики с металлизированной поверхностью.

Иогшый лазер работает следующим образом.

При инициировании в активном элементе 1 сильноточного дугового ра.зр - да от источника посто нного тока в оптическом резонаторе возникает генерации лазерного излучени . Селекцию длины волны излучени  осуществл ют настройкой селектирующей призмы Врюс- тера 10, Выполнение окон Брюстера 2 и призмы Брюстера 10 из кристаллического кварца с указанными ориентаци - ми главных осей относительно раб.очих поверхностей предотвращает образование центров окраски в этих элементах ,и их деградацию в процессе работы, а также обеспечивает минимальные потери лазерного излучени  в оптическом резонаторе. Крепление опорных стержней 5 в опорных фланцах с помощью охватывающих болтовых зажимов исключает возникновение деформаций корпуса резонатора вследствие нарушени  структуры материала стержней, что улучшает стабильность работы ионного лазера и повышает его надеж- . . ность.

Выполнение соленоида 6 в виде об- мотки, размещенной в чехле из никелевой фольги 7, улучшает термостатиро- вание соленоида и сокращает врем  выхода лазера на рабочий режим..Крепление окон Брюстера на концевых участках 3 из керамики, согласованной по КТР с кварцем, повьппает надежность лазера в работе.

При замкнутой цепИ обратной св зи системы активной стабилизации мощности напр жение с суммирующего резистора 17 подаетс  на второй операцион- ньш усилитель 23, одновременно CHI- нал с фотоприемника 13 на который попадает часть выходного излучени  лазера от делительной пластины 12, через нагрузочное сопротивление 25 фотопрнемника с вычетом напр жени  дополнительного источника онорног о напр жени  22 усиливаетс  первым опера- ционньм усилителем 21 и через реэис- торный делитель 24 подаетс  в качестве опорного напр жени  на второй операционный усилитель 23.

Сигнал с onspauHOHHoro усилител  23 управл ет транзисторной батареей 16 таким образом, что суммарный ток, протекаюп4ий через транзисторную батарею и разгрузочный резистор 18, компенсирует возможные изменени  мощности за счет других параметров. Так как часть тока протекает через разгрузочный резистор 8, транзисторна  батаре  работает в облегченном режиме , болеа надёжно и с большим быстро- дейстБием.

Благодар  наличию двух, операционных уситштелей и подключению их через делительный резнерор 24 система активной стабилизации мощности излучени  хорошо компенсирует как быстропергменные скачки мощности за счет нестацконарных  влений в разр дной плазме активного элемента, так и мед ленные уходы мощности, возникающие при изменени х температуры окружаю- щей среды, небольших изменени х в поглощении в оптических злементах и разъюстировке резонатора от тр ски, вибраций, других механических и термических нагрузок.

Claims (2)

1. Формула изобретени  1. Ионный лазер на инертных газах с селек щей длин волн генерации, содержащий активный элемент с окнами Брюстера из кристаллического кварца, установленными на концевых участках, корпус резонатора с опорными фланцами , в отверсти х которых установлены опорные стержни, глухое и выходное зеркала резонатора, установленные на опорных фланцах, селектирующую призму Брюстера, расположенную между активным элементом и глуним зеркалом резонатора , соленоид в рубашке охлаждени , охватывающий активный злемент, источник питани  посто нного тока с транзисторной батареей, соединенной

   0

   5 0

   ,

   0

   0

   с активным элементом, и систему активной стабилизации, содержащую фото- приемник, оптически св занный с выходным зеркалом резонатора через делительную пластину, выход которого через первый операционный усилитель, содержащий источник опорного напр жени , соединен с источником питани , отличающийс  тем, что, с целью повышени  стабильности мощности излучени  и надежности лазера в работе, рабочие поверхности окон Брюстера выполнены перпендикул рно главным ос м кристаллов кварца, кон- иеные участки выполнены из керамики, согласованной по поэсЬфициенту термического расширени  с коэффициентом термического расширени  кристаллического кварца перпендикул рно главной ocHj. селектирующа  призма Брюстера выполнена из кристаллического кварца таким образом, что главна  ось кристалла параллельна рабочим поверхност м призмы, опорные стержни зак реплены в отверсти х опорных фланцев посредством охватывающих болтовых зажимов , а соленоид размещен в чехле из никелевой фольги.
2. 2. Лазер поп.1,отличаю- щ и и с   тем, что источник питани  дополнительно содержит разгрузочный резистор, выполненный в виде охлаждаемой изнутри хладагентом трубы из бериллиевой керамики с металлизированной поверхностью, и суммирующий резистор, система активной стабилизации дополнительно включает второй операционный усилитель с резисторным делителем, при этом разгрузочный резистор включен между эмиттером и коллектором транзисторной батареи, суммирующий резистор - между эмиттером транзисторной батареи и отрицательной клеммой источника питани , выход второго операционного усилител  соединен с базой транзисторной батареи, первый вход второго операционного усилител  соединен через резисторНый делитель с выходом первого операционного усили.тел , а второй вход второго операционного усилител  - с суммирующим резистором.

   ЗШ

   15

   /J

   25

   Фие. 2

   /

   тр

   23

   1

   . J

   . J