Claims (1)
I Цель изобретени - формирование и перестройка произвольного спектра генерации в пределах спектра усилени без изменени положени элементов резонатора и без увеличени их числа пропорционально числу вьщел емых длин волн. Дл этого в известном лазере с перестраиваемым спектром геиерации, содержащем источник накачки, актив™ ную среду, в которой возбуждаетс инверси на различных спектральных переходах, маску с прорез ми и резонатор , включающий одну дифракционную решетку, между решеткой и одним из; автоколлимационных (т.е.установленных перпендикул рно оси лазера) зеркал резонатора установлен изображающий оптический элемент (например, зеркало или линза) так, что фокусное рассто ние элемента равно его рассто нию от зеркала. Введение этого элемента резко улучшает разделе ние монохроматических пучков вблизи поверхности автоколлимационного зеркала , расположенного так, что центр его кривизны совмещен с изображением точки пересечени поверхности решетки и оси лазера, которое создаетс изображающим оптическим элементом. Благодар этому выполн етс условие нормального{по радиусам зеркала) падени всех монохроматических пучков , идущих от решетки, на автоколлимационное зеркало. Поэтому они отражаютс назад по первоначальному направлению и,таким образом,создаютс услови дл их генерации, что в сочетании с. хороним пространственным спектральным разрешением монохроматических мод, перет жки которых расположены вблизи автоколлимационного зеркала,позвол ет выдел ть произволь ные спектральные диапазоны генерации в пределах спектра усилени путем пространственной фильтрации. Дл это го перед автоколлимационным зеркалом .установлена маска, прорези на которо снабжены неселективными оптическими аттенюаторами и расположены произвол но на площади, один из размеров которой , ориентированный вдоль направлени дисперсии, совпадает с шириной спектра усилени , а второй - с диапа зоном перемещени маски. Перемещени маски в направлении, перпендикул рном дисперсии, позвол ет осуществл т произвольную во времени перестройку спектра. Генераци на различных длинах волн в лазерах зачастую не бывает независи м6й либо из-за наличи общих уровней, либо из-за межмолекул рного взаимодействи . Дл выравнивани порогов генерации и возбуждени генер ции одновременно на всех выделенных длинах волн в соответствующие вырез маски встроены неселективные оптиче кие аттенюаторы. К аттенюаторам не предъ вл ютс требовани спектральной избирательности, они должны лишь быть прозрачны дл всех выбранных длин волн и, в подавл ющем большинстве , могут быть выполнены из одного и того же материала. Аттенюаторы могут быть использованы также дл создани необходимого соотношени интенсивностей генерации на различньах длинах волн. Они могут быть выполнены в виде плоскопараллельных прозрачных пластин, встроенных в вырезы маски на шарнирах. Поскольку потери излучени вследствие отражени завис т от ориентации пластин, поворот пластин измен ет интенсивность соответствующих спектральных мод. На фиг,1 схематически изображен предлагаемый лазер; на фиг,2 - вид по стрелке А на фиг„1. Лазер состоит из активной среды 1, источника 2 накачки, автоколлимациониых зеркал 3 и 4, плоской дифракционной решетки 5, изображающего зеркала б, маски 7, выполненной в виде диска, насаженного на вал мотора, мотора 8, оптических аттенюаторов 9 и шарниров 10. Активна среда 1 и источник 2 накачки подобраны так, что создаетс инверси на различных спектральных переходах. Зеркало 3 вл етс выходным . Решетка 5 расположена неавтоколлимационно . Зеркало б строит изображение точки пересечени поверхности .решетки и оси лазера в точке о и расположено так, что рассто ние Е между ним и зеркалом 4 равно фокусному рассто нию f зеркала 6, а рассто ние между зеркалом 4 и точкой о равно радиусу кривизны Кзеркала 4. Излучение, идущее от плоского выходного зеркала 3, дифрагирует на решетке. Возникающие при этом монохроматические пучки фокусируютс зеркалом 6 на поверхности зеркала 4 и отражаютс от него в противоположных направлени х обратно к зеркалу 3. Спектр генерации задаетс положением вырезов на диске и ориентацией аттенюаторов 9,Перестройка спектра осуществл етс вращением диска и может производитьс с большей скоростью, так как не предъ вл етс практически никаких требований к стабильности положени оси вращени и жесткости диска. Технико-экономический эффект подтверждаетс результатами проведенных экспериментальных исследований и заключением предпри ти . Формула изобретени Лазер с перестраиваемым спектром генерации, содержащий источник накачки , активную среду, маску с прорез ми , резонатор, включающий одну дифракционную решетку, отличающийс тем, что, с целью формировани и перестройки произвольного спектра генерации в пределах спектра усилени без изменени положени элементов резонатора и без увеличени их числа пропорционально числу выдел емых длин волн, он снабжен изображак цим оптическим элементом.I The purpose of the invention is to form and rearrange an arbitrary generation spectrum within the amplification spectrum without changing the position of the resonator elements and without increasing their number in proportion to the number of available wavelengths. To do this, in a known laser with a tunable geyeration spectrum containing a pumping source, an active medium in which inversion is generated at various spectral transitions, a slotted mask and a resonator, including one diffraction grating, between the grating and one of; autocollimation (i.e., mounted perpendicular to the laser axis) resonator mirrors are mounted depicting an optical element (for example, a mirror or a lens) so that the focal length of the element is equal to its distance from the mirror. The introduction of this element dramatically improves the separation of monochromatic beams near the surface of the autocollimation mirror, which is located so that its center of curvature is aligned with the image of the intersection point of the grating surface and the laser axis, which is created by the imaging optical element. Due to this, the condition of normal (along the mirror radii) of all monochromatic beams coming from the lattice onto the autocollimation mirror is satisfied. Therefore, they are reflected back in the original direction and, thus, conditions are created for their generation, which is combined with. By burying the spatial spectral resolution of monochromatic modes, the transmissions of which are located near the autocollimation mirror, we can select arbitrary spectral ranges of generation within the gain spectrum by spatial filtering. For this, a mask is installed in front of the autocollimating mirror, the slots on which are equipped with non-selective optical attenuators and arranged arbitrarily on an area one of the dimensions of which is oriented along the direction of dispersion coincides with the width of the gain spectrum and the second with the range of displacement of the mask. Moving the mask in the direction perpendicular to the dispersion allows arbitrary re-tuning of the spectrum in time. Generation at different wavelengths in lasers is often not independent either due to the presence of common levels or due to intermolecular interaction. To equalize the generation thresholds and excite generations simultaneously, at all selected wavelengths, non-selective optical attenuators are embedded in the corresponding mask cut-out. Attenuators do not require spectral selectivity, they should only be transparent for all selected wavelengths and, in the overwhelming majority, can be made of the same material. Attenuators can also be used to create the necessary ratio of lasing intensities at different wavelengths. They can be made in the form of plane-parallel transparent plates embedded in the mask notches on the hinges. Since the radiation loss due to reflection depends on the orientation of the plates, the rotation of the plates changes the intensity of the corresponding spectral modes. Fig, 1 schematically shows the proposed laser; Fig 2 is a view along arrow A in Fig „1. The laser consists of an active medium 1, a pumping source 2, autocollimation mirrors 3 and 4, a flat diffraction grating 5, a mirror b, a mask 7 made in the form of a disk mounted on a motor shaft, a motor 8, optical attenuators 9 and hinges 10. Active medium 1 and pump source 2 are selected so that an inversion is created at various spectral transitions. Mirror 3 is output. Lattice 5 is located non-autocollimation. Mirror B builds an image of the point of intersection of the surface of the grating and the laser axis at point o and is located so that the distance E between it and mirror 4 is equal to the focal distance f of mirror 6, and the distance between mirror 4 and point o is equal to the curvature radius of Mirror 4 The radiation coming from the flat output mirror 3 diffracts on the grating. The resulting monochromatic beams are focused by mirror 6 on the surface of mirror 4 and are reflected from it in opposite directions back to mirror 3. The generation spectrum is determined by the position of the notches on the disk and the orientation of the attenuators 9, the tuning of the spectrum is performed by rotating the disk and can be produced with greater speed since there are practically no requirements to the stability of the position of the axis of rotation and the rigidity of the disk. The technical and economic effect is confirmed by the results of experimental studies and the conclusion of the enterprise. The invention includes a tunable lasing spectrum laser containing a pumping source, an active medium, a slotted mask, a resonator including a single diffraction grating, characterized in that in order to form and rearrange an arbitrary emission spectrum within the gain spectrum without changing the position of the resonator elements and without increasing their number in proportion to the number of extracted wavelengths, it is provided with an image of an optical element.
расположенным между решеткой и одним из зеркал резонатора так, что фокусное рассто ние элемента равно его рассто нию от зеркала, расположенного так, что центр кривизны последнего совмещен с изображением точки пересечени поверхности решетки и оси лазера, а прорези на маске снабжены неселективными оптическими аттенюаторгииш.located between the grating and one of the resonator mirrors so that the focal length of the element is equal to its distance from the mirror positioned so that the center of curvature of the latter is aligned with the image of the intersection point of the grating surface and the laser axis, and the slots on the mask are equipped with non-selective optical attenuator.