UA46856C2 - Лазерний пристрій - Google Patents
Лазерний пристрій Download PDFInfo
- Publication number
- UA46856C2 UA46856C2 UA99020799A UA99020799A UA46856C2 UA 46856 C2 UA46856 C2 UA 46856C2 UA 99020799 A UA99020799 A UA 99020799A UA 99020799 A UA99020799 A UA 99020799A UA 46856 C2 UA46856 C2 UA 46856C2
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- wave
- waves
- laser device
- source
- pump
- Prior art date
Links
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 32
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims abstract description 26
- 238000010183 spectrum analysis Methods 0.000 claims abstract description 7
- 238000003325 tomography Methods 0.000 claims abstract description 4
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 19
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 claims description 8
- 238000005086 pumping Methods 0.000 claims description 6
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 claims description 5
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims description 4
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 abstract description 13
- 239000013598 vector Substances 0.000 description 17
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 8
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 230000003321 amplification Effects 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 238000003199 nucleic acid amplification method Methods 0.000 description 4
- 238000001444 catalytic combustion detection Methods 0.000 description 3
- 230000001427 coherent effect Effects 0.000 description 3
- 239000000975 dye Substances 0.000 description 3
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 3
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 239000002178 crystalline material Substances 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 2
- PLXMOAALOJOTIY-FPTXNFDTSA-N Aesculin Natural products OC[C@@H]1[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@H]1Oc2cc3C=CC(=O)Oc3cc2O PLXMOAALOJOTIY-FPTXNFDTSA-N 0.000 description 1
- 229910052779 Neodymium Inorganic materials 0.000 description 1
- 206010028980 Neoplasm Diseases 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- RFEISCHXNDRNLV-UHFFFAOYSA-N aluminum yttrium Chemical compound [Al].[Y] RFEISCHXNDRNLV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006117 anti-reflective coating Substances 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 description 1
- 239000003245 coal Substances 0.000 description 1
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 1
- 238000004134 energy conservation Methods 0.000 description 1
- 239000003344 environmental pollutant Substances 0.000 description 1
- 239000002223 garnet Substances 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 1
- VCZFPTGOQQOZGI-UHFFFAOYSA-N lithium bis(oxoboranyloxy)borinate Chemical compound [Li+].[O-]B(OB=O)OB=O VCZFPTGOQQOZGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GQYHUHYESMUTHG-UHFFFAOYSA-N lithium niobate Chemical compound [Li+].[O-][Nb](=O)=O GQYHUHYESMUTHG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ORUIBWPALBXDOA-UHFFFAOYSA-L magnesium fluoride Chemical compound [F-].[F-].[Mg+2] ORUIBWPALBXDOA-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910001635 magnesium fluoride Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 1
- QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N neodymium atom Chemical compound [Nd] QEFYFXOXNSNQGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000010355 oscillation Effects 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- 231100000719 pollutant Toxicity 0.000 description 1
- 239000010865 sewage Substances 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 210000001519 tissue Anatomy 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- LKGCLMCJQRBQKY-UHFFFAOYSA-N xenon;hydrochloride Chemical compound Cl.[Xe] LKGCLMCJQRBQKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G02—OPTICS
- G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
- G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
- G02F1/35—Non-linear optics
- G02F1/39—Non-linear optics for parametric generation or amplification of light, infrared or ultraviolet waves
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
- G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
- G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
- G01N21/47—Scattering, i.e. diffuse reflection
- G01N21/4795—Scattering, i.e. diffuse reflection spatially resolved investigating of object in scattering medium
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Nonlinear Science (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Biochemistry (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Health & Medical Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Immunology (AREA)
- Pathology (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Lasers (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
- Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
Abstract
Запропонований лазерний пристрій містить нелінійний оптичний параметричний генератор і джерело 4 накачування. Оптичний параметричний генератор містить нелінійний кристал 1, закріплений усередині генератора. Орієнтація хвилі 3 випромінювання накачки і кожної хвилі 5 випромінювання, що генерується, відносно оптичної осі нелінійного кристала вибрана таким чином, що створюється точка згину на характеристиці залежності довжини хвилі випромінювання, що генерується, від орієнтації хвилі випромінювання накачування, і, як результат, забезпечується формування вихідного випромінювання з широким спектром. Запропонований пристрій застосовується, зокрема, у підсилювачах вхідного випромінювання збудження, в яких, завдяки пристрою, відсутня необхідність повороту кристала для настройки на довжину хвилі випромінювання збудження, або в джерелах випромінювання з вузьким спектром і безперервною настройкою. Пристрій можна використовувати також в обладнанні для спектрального аналізу і когерентної томографії.
Description
Опис винаходу
Настоящее изобретение относится к лазерному устройству. 2 Оптический параметрический генератор ОРО (ОПГ) используется для генерации вьїходного излучения, подобного лазерному, в пределах определенного спектрального диапазона. ОПГ содержит нелинейньй кристаллический материал, в которьійй подается излучение источника накачки. Спектральньй диапазон связан с длиной волньї излучения источника накачки, при зтом используется определенньій тип нелинейного материала и соответствующим образом вьіполненньій тип геометрии. Вьїходное излучение ОПГ, как правило, имеет узкую 70 ширину спектра с центральной длиной волнь), которая определяєтся углом оси кристалла относительно оси накачки. Обьічно, центральную длину волньії можно непрерьівно настраийвать путем изменения ориентации или изменения температурь! кристалла, при зтом настройка имеет место при соблюдениий принципа сохранения импульса, а именно фазового согласования в терминологии нелинейной оптики. Обьічно, для определенной ориентации кристалла, только узкий спектральньій диапазон сигнала и побочньїх длин волн удовлетворяет 719 ограничениям по согласованию фаз, таким образом, только узкий спектральньй диапазон сигнала и побочнье длинь! волн могут генерироваться одновременно. Ранее бьіли предпринять! попьітки получить более широкую полосу спектра вьїходного излучения с использованием лазерньїх систем на красителях или "вибронике" (мібгопіс), но красители, используемье в системах с красителями, могут бьіть вредньі и требуют специальньх мер предосторожности, в то время как системь! на основе виброника сложнь! при работе, а получаемая ширина полось; является маленькой, обьічно менеє 5Онм.
Согласно первому аспекту настоящего изобретения, лазерное устройство содержит неколлинеарньй оптический параметрический генератор (ОПГ) и источник волньі накачки, причем ОПГ содержит нелинейньй кристалл, неподвижно установленньй внутри генератора, в котором относительнье ориентации волнь! накачки и каждой генерируемой волньі по отношению к оптической оси нелинейного кристалла по существу являются с 22 такими, что точка перегиба образуєтся на кривой настройки длинь! волнь! в зависимости от ориентации волнь Го) накачки одной из генерируемьїх волн, посредством чего получают вьіходное излучение с широким спектром.
Настоящее изобретение позволяет получить широкополосное излучение на вьїходе устройства, которое является устойчивьім к внешним факторам, более безопасньіїм и более простьім в применений по сравнению с известньмми широкополосньіми устройствами, а также имеет большую ширину полось. о
Предпочтительно, устройство дополнительно содержит средство отражения для образования резонатора, в ою котором, по меньшей мере, одна из генерируемьхх волн является резонансной. Волна накачки может вводиться в ОПГ о непосредственно или Через средство отражения, но предпочтительно, лазерное устройство со дополнительно содержит два отражателя, посредством чего волна накачки связьвается с ОПГ. Ге)
Предпочтительно, отражатели содержат два дихроичньїх зеркала.
Зо Предпочтительно, устройство дополнительно содержит средство отражения волньі накачки, посредством М чего увеличивается интенсивность источника волнь накачки.
Согласно второму аспекту настоящего изобретения, усилитель содержит устройство, согласно первому аспекту настоящего изобретения, и средство для введения затравочной волнь в устройство. «
В известном узкополосном усилителе ОПГ, кристалл, расположенньій внутри ОПГ, должен вращаться для З 70 согласования длинь волнь затравочной волнь), но в настоящем изобретений зто не требуется, что позволяєт с получить более простую конструкцию. Изобретение также позволяет получить более широкую полосу усиления з» и более вьісокое спектральное перекрьітие, которое необходимо иметь для широкополосного усиления.
Согласно третьему аспекту настоящего изобретения, непрерьівно настрайваемьй узкополосньій источник, содержащий лазерное устройство, согласно первому аспекту изобретения, дополнительно содержит средство отражения, в котором средство отражения содержит, по меньшей мере, одно зеркало и средство настройки, и в ть котором, по меньшей мере, одно зеркало является неподвижньім, "а средство настройки устанавливаєтся с
Ге) возможностью передвижения таким образом, что получается непрерьівно настрайваемое узкополосное со вьходное излучение.
Обьічно, кристалл должен иметь возможность переориентации каждьй раз при настройке источника, тогда 1 50 как настоящее изобретение только требует регулировку средства настройки.
Ф Средство настройки может содержать зталон, но предпочтительно, средство настройки является дисперсионньім. Можно использовать любой подходящий злемент, которьій имеет дисперсионнье свойства, но предпочтительно, средство дисперсионной настройки содержит вмонтированную дифракционную решетку
Литроу (ПЕгому) или Литмана (І ійтап), призму Литроу или акусто-оптический дефлектор.
Согласно четвертому аспекту настоящего изобретения, источник когерентной томографии содержит
ГФ) лазерное устройство, согласно первому аспекту изобретения. т Более вьісокая ширина полось! устройства настоящего изобретения позволяет получить более короткую длину когерентности, обеспечивая 3-х мерное изображение с повьішенной разрешающей способностью.
Согласно пятому аспекту изобретения, система для спектрального анализа средьі содержит лазерное бо устройство, согласно первому аспекту изобретения, причем система дополнительно содержит средство анализа, в котором одна из генерируемьх волн входит в контакт со средой, и средство анализа анализирует спектр генерируемой волнь! после контакта.
Сущность изобретения иллюстрируется ссьілкой на сопроводительньсе чертежи, на которьх: фиг. 1 изображаєт лазерное устройство, согласно настоящему изобретению; бо фиг. 2 изображаєт лазерное устройство, согласно настоящему изобретению, которое адаптировано для получения генератора; фиг. З изображает лазерное устройство, согласно настоящему изобретению, с дополнительной волной накачки, связьиівающей отражатели; фиг. 4 изображаєт кривую настройки для устройства фиг. 3; фиг. 5 изображает дополнительное лазерное устройство, согласно настоящему изобретению; фиг. 6 изображаєт кривую настройки для устройства фиг. 5; фиг. 7 изображаєт лазерное устройство, согласно изобретению, имеющее геометрию согласования фаз 1І-го типа; 70 фиг. 8 изображаєт кривую настройки для устройства фиг. 7; фиг. 9 изображает лазерное устройство, согласно изобретению, для получения настраийваемого узкополосного вьіходного излучения; фиг. 10 изображает систему для спектрального анализа, в которую входит лазерное устройство, согласно изобретению; фиг. 11 изображаеєет образование волнь! в системе фиг. 10; фиг. 12 изображает другую систему для спектрального анализа, в которую входит лазерное устройство, согласно изобретению; фиг. 13 изображаєт геометрию широкополосного оптического параметрического усилителя ОПУ (ОРА), в которую входит лазерное устройство, согласно изобретению; и фиг. 14 изображаєт лазерное устройство настоящего изобретения при использований в системе изображения для получения вьісокого разрешения 3-х мерного изображения через рассеивающую среду.
На фиг. 1 изображен первьій пример лазерного устройства, согласно изобретению. Устройство содержит оптический параметрический генератор (ОПГ), образованньй из нелинейного кристалла 1, в котором определена оптическая ось 2. Волна накачки З вводится из источника 4 накачки и вьіводится из кристаллалїпод су углом о Кк оптической оси 2. Образованная волна 5 вьіходит из кристалла под углом Др к оптической оси 2. На фиг. 2 изображень два зеркала б и 7, которне образуют резонатор со стоячей волной для генерируемой о сигнальной волнь 5, в зтом случае резонансной волньі, таким способом образуя оптический параметрический генератор ОПГ (ОРО), с другой стороньі, с помощью дополнительного зеркала, зеркал б и 7 можно получить кольцевой резонатор. (Се)
Волна З накачки может вводиться через или около зеркал б и 7 или, как показано на фиг. 3, через два отражателя 8 и 9, которье связьівают волну З накачки, проходящую из источника 4 накачки в кристалл 1. Как й правило, зти отражатели являются дихроичньіми зеркалами, таким образом, отражается только волна накачки, (ее) а сигнальная волна проходит через них. Дополнительной особенностью фиг. З является отражатель 10 волнь накачки, которьій увеличиваєт интенсивность источника 4 накачки за счет двойного прохода волнь З накачки. ї-о
На кристалл 1 падает волна накачки З и образуются вьіходная сигнальная волна 5 и побочная волна (не «І показана). В зтих примерах, кристаллом 1 является бзта-барий-борат БББ (ВВО), которьїй легко доступен, и
ОПГ имеет неколлинеарную геометрию 1-го типа, согласованную по фазе. Можно использовать другие типь! кристаллов, включая триборат лития ТЕЛ (80) и нелинейнье материальій с периодическим изменением « поляризации, такие как ниобат лития с периодическим "изменением поляризаций НЛІПИП (РІРІМ). За счет периодического изменения направления поляризации, создаєтся квазифазовое согласование, которое - с ;позволяет использовать более вьісокие козффициенть! нелинейности. Геометрия 1-го типа определяется таким ц образом, что направление поляризации волнь З накачки является ортогональньм по отношению к направлению "» поляризации как сигнальной волнь 5, так и побочной волньї. Нелинейньй кристалл 1 устанавливают так, чтобь резонансная сигнальная волна 5 и волна З накачки проходили через кристалл 1 под специфическим набором углов о и Д направления волнового вектора накачки и направления волнового вектора сигнала, соответственно, т. относительно оптической оси 2. бу Во время работьї, ОПГ накачивают с помощью третьей гармоники (355нм) лазера на алюмо-иттриевом гранате с примесями неодима АИГ:Ма (мМа:мАсС) с модуляцией добротности. Знергия импульсов накачки (ее) доходила до 15 мДж при длительности 10 нс. В конкретной конфигурации фиг. З угльь имели направление сл 50 волнового вектора Д - 40,3" относительно оптической оси 2 и направление волнового вектора накачки о - 35,97 относительно оптической оси. Приведеннье угльї являются приблизительньми, причем условие 4» заключается в том, что они являются приблизительньми углами для направления волнового вектора сигнала и направления волнового вектора накачки, и при зтих значениях имеет место точка перегиба на кривой длинь волньї в зависимости от ориентации волнь накачки. В зтой геометрии уход частично компенсируется с помощью неколлинеарности. Однако, компенсировать уход не обязательно. Кристалл БББ бьл вьірезан под углом 80 - (ФІ 407 и имел размерь 8 х 4 х 18мм?. Входнье и вьходнье грани имели широкополосноє антиотражающее покрьітие, вьіполненное из одного слоя фторида магния. Для зтого кристалла и геометрии накачки, отмечая о характерное расхождение луча накачки 0,6 мрад, обьічное условие фазового согласования для АК « л/1 показьшвает, что для длиньі (1) кристалла 18мм, широкополосное колебание должно наблюдаться вьше 60 диапазона 50Онм - бООнм фиг. 4., которьій показьівает кривую настройки зтой геометрии. Следует отметить, так как существует маленький зффект ухода в зтой конфигурации, можно использовать длинньйй кристалл. Похожий спектральньй диапазон при зтом наблюдался зкспериментально.
На фиг. 5 показан еще один пример с направлением волнового вектора сигнала, расположенньі!м под углом ВД - 31,57 относительно оптической оси 2 и под углом волнового вектора накачки о - 35,9". Хотя зта бо конфигурация имеет относительно большой угол ухода по сравнению с первьім примером, она имеет более вьісокий приемньй угол и зффективньій нелинейньій козффициент. Ширина полось вьіходного излучения в зтой конфигурации подобна той, которая показана на примере фиг. З, и изображена с помощью кривой настройки фиг. 6.
Другой пример изображен на фиг. 7. На нем показан неколлинеарньй ОПГ ІІ-го типа, использующий БББ в качестве нелинейного кристаллического материала. Геометрия 11-го типа определена таким образом, что векторьі поляризации сигнала и побочньїх волн ортогональнь друг другу, тогда как вектор поляризации сигнала параллелен вектору поляризации волньі накачки. Конкретная конфигурация для зтого ОПГ соответствует направлению волнового вектора сигнала р - 40,57 относительно оптической оси 2, направлению волнового /о вектора накачки о - 36,05" относительно оптической оси. Важность зтой конфигурации заключаєтся в ее возможности демонстрации чрезвьічайно широкой шириньі полосьі, в пределах диапазона от приблизительно 90Онм до 130Онм фиг. 8.
В примере фиг. 9 изображен непрерьівно настрайваемьй узкополосньій источник. Зто использование лазерного устройства похоже на те, которне описань! в предьідущих вариантах осуществления, за исключением 75 того, что одно из зеркал 7 резонатора ОПГ заменено на дисперсионньй злемент. В зтом примере установлена дифракционная решетка 11 Литроу или Литмзна. Преимущество зтого размещения заключается в том, что нет необходимости изменять ориентацию нелинейного кристалла 1, которьій может представлять значительную проблему в известньїх узкополосньїх источниках. Фиг. У демонстрирует зтот вариант осуществления для установленной дифракционной решетки Литроу первого порядка. В известном узкополосном источнике, 2о необходимо делать дополнительнье регулировки как для ориентации нелинейного кристалла, так и для ориентации дифракционной решетки, чтобьі произвести настройку такого узкополосного устройства.
Вьіполнение подходящей геометрии с согласованием фаз в лазерном устройстве настоящего изобретения облегчает зту задачу за счет устранения требований по регулировке ориентации кристалла при сохранений регулировки дифракционной решетки 11 в виде средства управления длиной волнь! спектрального вьіходного с излучения.
Другим применением лазерного устройства является работа в качестве спектрального анализатора, о использующего пространственнье дисперснье характеристики одной из генерируемьх волн. Характер работь устройства требует, чтобьі для каждого фотона светового пучка, генерируемого на одной из частот генерируемьїх волн, сигнала или побочной волньії, существовал бьі второй фотон, генерируемьй на одной из со дополнительньїх частот волньї, где сохранение знергии требует соблюдения условия Фр дв ор, дер, ви о і относятся к волне накачки и двум генерируемьм волнам, сигнальной и побочной. Если предпочтительная или расширенная работа устройства устанавливается на определенной частоте сигнальной волнь, то (ее) предпочтительное или расширенное вьїходное излучение также наблюдаєтся на определенной соответствующей побочной частоте. Получая изображение пространственно рассеянной побочной волнь! 13 с ї-о помощью линзь 12, например, на матрице 14 ПЗС (ССО), можно измерять любье флуктуации интенсивности чІ рассеянной волньі. Зтот зффект может использоваться при вьшполнений спектрального анализа, например/ следующими различньіми способами: (Ї) Если световой пучок 15 с частотой, находящейся в пределах спектрального диапазона сигнальной волнь, « генерируемой в лазерном устройстве, подобном типу, описанному в первьїх четьірех вариантах осуществления, вводится в нелинейньій кристалл 1, то предпочтительное усиление будет наблюдаться на зтой частоте с - с соответствующим увеличением интенсивности вторичной волньії, контролируемой по матрице 14 ПЗС. При ц соответствующем численном анализе можно подсчитать наличие, длину волньі и интенсивность вводимой "» волньї, аналогично показаниям широкополосного детектора оптического излучения и спектрального анализатора. Зто показано схематически на фиг. 10 и 11. На фиг. 11 представлен механизм неколлинеарного фазового согласования, изображающий генерацию соосньїх и пространственно рассеянньїх волн, где х - ї анализируемая ширина полосьі, и пространственно рассеянная побочная волна 16 образуется из вводимого б» светового пучка 15, которьій проходит Через кристалл 1. Устройство при таком расположениий можно использовать при дистанционном контроле за загрязнением, например идентифицировать и контролировать ее) уровни СО» или других вредньїх газов в атмосфере или наличие загрязнителей, таких как нефть, сточнье водь! с 50 или химические пятна на поверхности рек и устьев рек. (ї) Характеристики поглощения материалов можно исследовать в устройствах, аналогичньїх тому, которьй 4) схематически изображен на фиг. 12. Поглощающий образец можно позиционировать вне ОПГ, но в зтом случає, образец 17 размещаєтся внутри ОПГ. Образец поглощаєт световой пучок на частотах в пределах спектрального диапазона сигнальной волньі ОПГ.
Следовательно, зти частоть! подавляются, и зта модуляция снова появляется в профиле дополнительной рассеянной волньі, контролируемой с помощью матриць 14 ПЗС. Применения в зтом примере подобнь о изображенньім на фиг. 10, но для случая, где есть возможность вьібирать образец, а не для дистанционной ко работь. В качестве альтернативного применения спектрального анализа, можно использовать лазерное устройство в качестве источника широкополосного светового пучка для дифференциального обнаружения и 60 измерения дальности поглощения света ДОЙДПС (ПІАЇ).
На фиг. 13 изображен оптический параметрический усилитель (ОПУ) 1-го типа, использующий БББ в качестве нелинейной средьі. Усилитель содержит нелинейньй кристалл 1, имеющий оптическую ось 2 и два отражателя 8 и 9, а также дополнительньйй отражатель 10 накачки. Волна З накачки генерируется с помощью источника 4 накачки, и сигнальная волна 5 подается посредством освещения нелинейного кристалла 1 65 широкополосньмм или узкополосньм излучением вдоль направления сигнальной волнь, после чего те спектральнье компоненть!, которье находятся внутри спектрального диапазона, согласованного по фазе и определяемого с помощью ограничений для согласования фаз, испьітьівают оптическое усиление.
Другим применением устройства является генератор ультракоротких импульсов. Источник накачки вьібирают таким, чтобьії можно бьло получить импульсьй с ультракороткой длительностью, и устройство Мспользуется специально для генерации ультракоротких импульсов. 7" Минимально достижимая длительность импульса определяется с помощью спектральной шириньії импульса и условия неопределенности Лодт х 1.
Лазерное устройство настоящего изобретения расширяет допустимую ширину полосьі ОПГ, и, следовательно, позволяет осуществить генерацию более коротких; импульсов. Компрессия импульсов достигается посредством обращения сигнала с линейной частотной модуляцией и самосжатия в нелинейном кристалле. 70 Другое применение, показанное на фиг. 14, для которого подходит устройство, заключается в использований его в качестве источника 24 для когерентной томографии, которая обьединяет вьісокую глубину с вьІСОКИМ пространственньм разрешением, для применений в области получения изображений, основанньїх на малой длине когерентности и низкой расходимости излучения, которое связано с полихромньім источником. Известнье источники испьітьївают недостаток мощности и ширинь! полосьї, которье требуются для компенсации зффекта 7/5 рассеяния, встречающегося в мутньїх средах, таких как ткань человека. Лазерное устройство 18 может иметь тип, описанньій здесь, и связанньй с помощью вспомогательного устройства, в котором коллинеарньй, соосньЬІій, полихроматический луч 19, вьїходящий из устройства 18, расщепляется на два луча 20 и 21 с помощью расщепителя 22. Один луч 20 пересекает рассеивающую среду 23, в котором требуется вьісокая глубина проникновения и пространственное разрешение вложенного или более отдаленного обьекта 24 для того, чтобьі! падать на обьект и рассейиваться. Другой луч 21 пересекаєт регулируемую линию 25 задержки, и два луча затем вводятся в нелинейное когерентное устройство 26 обнаружения. Таким образом, можно получить изображение обьекта, например, кости или опухоли, для которого зффект рассеяния материала компенсируется, обеспечивая изображения более вьісокого качества.
Показаннье вьіше вариантьї осуществления описаньі посредством только примера, и в них можно внести с изменения без отклонения от масштаба изобретения. Например, можно использовать другие нелинейнье материальі. Возможной конфигурацией зтого вида является неколлинеарньїй ОПГ 1-го типа, использующий ТБЛ о в качестве нелинейной средьі, где направление сигнального волнового вектора составляет 517 относительно оптической оси в плоскости х-у, направление волнового вектора накачки - 47,5" относительно оптической оси также в плоскости х-у. Кроме того, центральная длина волньії широкополосного вьіходного излучения может Ге) бьть смещена с помощью использования других источников накачки с различньіми длинами волн генерации лазера, такими как вьіходное излучение хлорид-ксенонового (Хесі) зксимерного лазера, работающего на длине о волнь ЗО8нм. В зтом случаеє направление волнового вектора сигнала для устройства на основе БББ составляет (о 47,67 относительно оптической оси, и волновой вектор накачки - 42,57 относительно оптической оси. (Се)
Зо
Claims (10)
1. Лазерное устройство, содержащее неколлинеарньй оптический параметрический генератор (ОПТ) и источник волнь! накачки, при зтом внутри генератора установлен нелинейньїй кристалл и средство отражения, « образующее резонатор, в котором, по меньшей мере, одна из генерируемьїх волн является резонансной, при 2 с зтом относительнье ориентации волньї накачки и каждой генерируемой волньі по отношению к оптической оси нелинейного кристалла являются такими, что на кривой настройки длинь! волньї накачки одной из генерируемьсмх з волн образуется точка перегиба так, что получаєется полихроматическое вьходное излучение с широкополосньім спектром.
2. Устройство по п. 1, дополнительно содержащее два отражателя, посредством чего волна накачки ї5» связьіваєется с ОПТ.
3. Устройство по п. 2, в котором отражатели содержат два дихроичньїх зеркала. Ме,
4. Устройство по любому из предьідущих пунктов, дополнительно содержащее средство отражения волнь! о накачки, посредством чего увеличивается интенсивность источника волнь накачки.
5. Усилитель, содержащий лазерное устройство по любому из предьідущих пунктов и средство для введения о в устройство затравочной волнь.
Ф 6. Непрерьіївно настрайваєемьй узкополосньій источник излучения, содержащий лазерное устройство по любому из пп. 1 - 4, и дополнительно содержащий средство отражения, состоящее, по меньшей мере, из одного зеркала и средства настройки, и в котором, по меньшей мере, одно зеркало фиксируется, а средство настройки устанавливается с возможностью передвижения так, что получается непрерьвно настрайваемое узкополосное вьходное излучение.
(Ф. 7. Непрерьівно настрайваемьй узкополосньій источник по п. б, в котором средство настройки является ко дисперсионньм.
8. Источник по п. 7, в котором средство дисперсионной настройки содержит одну дифракционную решетку бор Литроу или Литмзна, призму Литроу или акустооптический дефлектор.
9. Источник для когерентности томографии, содержащий лазерное устройство по любому из пп. 1 - 4.
10. Система для спектрального анализа средьі, содержащая лазерное устройство по любому из пп. 1 - 4, дополнительно содержащее средство анализа, в котором одна из генерируемьх волн входит в контакт со средой, и средство анализа анализирует спектр генерируемой волнь! после контакта. б5
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| GB9615830A GB2315360B (en) | 1996-07-13 | 1996-07-13 | Laser device |
| PCT/GB1997/001747 WO1998002777A1 (en) | 1996-07-13 | 1997-06-26 | Laser device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA46856C2 true UA46856C2 (uk) | 2002-06-17 |
Family
ID=10797624
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UA99020799A UA46856C2 (uk) | 1996-07-13 | 1997-06-26 | Лазерний пристрій |
Country Status (12)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6320886B1 (uk) |
| EP (1) | EP0934551B1 (uk) |
| JP (1) | JP3909867B2 (uk) |
| CN (1) | CN100459327C (uk) |
| AU (1) | AU719325B2 (uk) |
| CA (1) | CA2260962C (uk) |
| DE (1) | DE69714859T2 (uk) |
| EA (1) | EA000847B1 (uk) |
| GB (1) | GB2315360B (uk) |
| UA (1) | UA46856C2 (uk) |
| WO (1) | WO1998002777A1 (uk) |
| ZA (1) | ZA976005B (uk) |
Families Citing this family (35)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6775053B2 (en) * | 2001-04-12 | 2004-08-10 | The Regents Of The University Of California | High gain preamplifier based on optical parametric amplification |
| US6621633B2 (en) * | 2001-08-23 | 2003-09-16 | Massachusetts Institute Of Technology | System and method for increasing the diffraction efficiency of holograms |
| US6791743B2 (en) * | 2001-12-13 | 2004-09-14 | The Regents Of The University Of California | High average power scaling of optical parametric amplification through cascaded difference-frequency generators |
| US6873454B2 (en) | 2001-12-13 | 2005-03-29 | The Regents Of The University Of California | Hybrid chirped pulse amplification system |
| US6741388B2 (en) * | 2001-12-13 | 2004-05-25 | The Regents Of The University Of California | Coherent white light amplification |
| US6870664B2 (en) * | 2001-12-13 | 2005-03-22 | The Regents Of The University Of California | Nondegenerate optical parametric chirped pulse amplifier |
| GB0416673D0 (en) * | 2004-07-27 | 2004-08-25 | Univ St Andrews | Parametric generation with lateral beam coupling |
| WO2006110897A2 (en) * | 2005-04-12 | 2006-10-19 | Massachusetts Institute Of Technology | Cavity-enhanced optical parametric amplification |
| JP4676280B2 (ja) * | 2005-08-18 | 2011-04-27 | 株式会社アドバンテスト | 光生成装置および該装置を備えたテラヘルツ光生成装置 |
| JP4676279B2 (ja) * | 2005-08-18 | 2011-04-27 | 株式会社アドバンテスト | 光生成装置および該装置を備えたテラヘルツ光生成装置 |
| US7643529B2 (en) | 2005-11-01 | 2010-01-05 | Cymer, Inc. | Laser system |
| US7920616B2 (en) * | 2005-11-01 | 2011-04-05 | Cymer, Inc. | Laser system |
| JP5506194B2 (ja) * | 2005-11-01 | 2014-05-28 | サイマー インコーポレイテッド | レーザシステム |
| US7885309B2 (en) | 2005-11-01 | 2011-02-08 | Cymer, Inc. | Laser system |
| US20090296755A1 (en) * | 2005-11-01 | 2009-12-03 | Cymer, Inc. | Laser system |
| US20090296758A1 (en) * | 2005-11-01 | 2009-12-03 | Cymer, Inc. | Laser system |
| US7999915B2 (en) * | 2005-11-01 | 2011-08-16 | Cymer, Inc. | Laser system |
| US7630424B2 (en) * | 2005-11-01 | 2009-12-08 | Cymer, Inc. | Laser system |
| US7746913B2 (en) | 2005-11-01 | 2010-06-29 | Cymer, Inc. | Laser system |
| US7715459B2 (en) * | 2005-11-01 | 2010-05-11 | Cymer, Inc. | Laser system |
| US7778302B2 (en) * | 2005-11-01 | 2010-08-17 | Cymer, Inc. | Laser system |
| GB0601596D0 (en) * | 2006-01-26 | 2006-03-08 | Univ St Andrews | Parametric generation using intersecting cavities |
| US7630125B2 (en) * | 2007-12-11 | 2009-12-08 | Young Optics Inc. | Laser module |
| JP5674683B2 (ja) * | 2009-01-23 | 2015-02-25 | コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェ | 混濁媒体に少なくとも部分的に挿入されるよう構成される光学検査デバイス |
| JP6050684B2 (ja) * | 2010-01-22 | 2016-12-21 | ニューポート コーポレーション | 広範に同調可能な光パラメトリック発振器 |
| WO2011106752A2 (en) | 2010-02-26 | 2011-09-01 | Massachusetts Institute Of Technology | Cavity-enhanced optical parametric amplification at full repetition rate |
| DE102010018035A1 (de) | 2010-04-23 | 2011-10-27 | Gottfried Wilhelm Leibniz Universität Hannover | Parametrischer Oszillator und Verfahren zum Erzeugen ultrakurzer Pulse |
| US8891160B2 (en) | 2010-04-26 | 2014-11-18 | Konstantin Vodopyanov | Broadly and fast tunable optical parametric oscillator |
| US8730566B2 (en) * | 2011-03-17 | 2014-05-20 | Exelis Inc. | Grating based optical parametric oscillator and method of dynamically tuning the oscillator for generating desired optical signals |
| GB2497066A (en) * | 2011-04-25 | 2013-06-05 | Konstantin Vodopyanov | Broad and fast tunable optical parametric oscillator |
| US9529244B2 (en) * | 2011-06-28 | 2016-12-27 | Danmarks Tekniske Universitet | System and method for processing electromagnetic radiation |
| CN102664342A (zh) * | 2012-05-18 | 2012-09-12 | 中国科学院上海光学精密机械研究所 | 光学参量啁啾脉冲放大器 |
| WO2014141266A1 (en) * | 2013-03-14 | 2014-09-18 | Ramot At Tel-Aviv University Ltd. | Tunable nonlinear beam shaping by a non-collinear interaction |
| US9506858B2 (en) * | 2013-05-09 | 2016-11-29 | The Board Of Trustees Of The University Of Illinois | Optical parametric amplification of weak signals for imaging biological tissue |
| CN105048272B (zh) * | 2015-08-24 | 2018-07-10 | 山东大学 | 一种基于LiIO3晶体的全固态激光器及其工作方法 |
Family Cites Families (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US549109A (en) * | 1895-11-05 | Lacing-stud machine | ||
| US4935931A (en) * | 1989-02-28 | 1990-06-19 | University Of New Mexico | Laser mode locking apparatus |
| US5053641A (en) * | 1989-07-14 | 1991-10-01 | Cornell Research Foundation, Inc. | Tunable optical parametric oscillator |
| US5033057A (en) * | 1989-12-22 | 1991-07-16 | Cornell Research Foundation, Inc. | Pump steering mirror cavity |
| US5047668A (en) * | 1990-06-26 | 1991-09-10 | Cornell Research Foundation, Inc. | Optical walkoff compensation in critically phase-matched three-wave frequency conversion systems |
| US5315433A (en) * | 1991-02-28 | 1994-05-24 | Fuji Photo Film Co., Ltd. | Optical wavelength converting apparatus |
| US5465147A (en) * | 1991-04-29 | 1995-11-07 | Massachusetts Institute Of Technology | Method and apparatus for acquiring images using a ccd detector array and no transverse scanner |
| US5159487A (en) * | 1991-05-29 | 1992-10-27 | Lasen, Inc. | Optical parametric oscillator OPO having a variable line narrowed output |
| US5181222A (en) * | 1992-02-04 | 1993-01-19 | Eastman Kodak Company | Laser oscillator |
| FR2699695B1 (fr) * | 1992-12-22 | 1995-01-20 | Thomson Csf | Source cohérente optique à émission accordable. |
| US5457707A (en) * | 1993-08-24 | 1995-10-10 | Spectra-Physics Lasers, Inc. | Master optical parametric oscillator/power optical parametric oscillator |
| US5390211A (en) * | 1993-08-24 | 1995-02-14 | Spectra-Physics Lasers, Inc. | Optical parametric oscillator with unstable resonator |
| US5594592A (en) * | 1994-03-30 | 1997-01-14 | Harlamoff; Brian L. | Narrow linewidth BBO optical parametric oscillator utilizing extraordinary resonance |
| US5577058A (en) * | 1994-09-13 | 1996-11-19 | Spectra-Physics Lasers, Inc. | Broadly tunable single longitudinal mode output produced from multi longitudinal mode seed source |
| JPH08128949A (ja) * | 1994-10-31 | 1996-05-21 | Ishikawajima Harima Heavy Ind Co Ltd | 菜果の非破壊成分分析装置 |
| DE19512984C2 (de) * | 1995-04-06 | 1997-04-30 | Lambda Physik Gmbh | Abstimmbarer optischer parametrischer Oszillator |
| AUPN442695A0 (en) * | 1995-07-27 | 1995-08-17 | Electro Optic Systems Pty Limited | Eyesafe optical parametric system pumped by solid state lasers |
| WO1997046910A1 (en) * | 1996-06-03 | 1997-12-11 | Coherent, Inc. | Optical parametric oscillator with porro prism cavity |
| US5841570A (en) * | 1997-01-31 | 1998-11-24 | The Regents Of The University Of California | Frequency agile optical parametric oscillator |
-
1996
- 1996-07-13 GB GB9615830A patent/GB2315360B/en not_active Revoked
-
1997
- 1997-06-26 UA UA99020799A patent/UA46856C2/uk unknown
- 1997-06-26 DE DE69714859T patent/DE69714859T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1997-06-26 CN CNB971978506A patent/CN100459327C/zh not_active Expired - Fee Related
- 1997-06-26 EP EP97929383A patent/EP0934551B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1997-06-26 JP JP50454898A patent/JP3909867B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1997-06-26 CA CA002260962A patent/CA2260962C/en not_active Expired - Fee Related
- 1997-06-26 WO PCT/GB1997/001747 patent/WO1998002777A1/en active IP Right Grant
- 1997-06-26 AU AU33505/97A patent/AU719325B2/en not_active Ceased
- 1997-06-26 US US09/214,784 patent/US6320886B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1997-06-26 EA EA199900107A patent/EA000847B1/ru not_active IP Right Cessation
- 1997-07-04 ZA ZA9706005A patent/ZA976005B/xx unknown
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA2260962C (en) | 2005-03-15 |
| CN100459327C (zh) | 2009-02-04 |
| DE69714859D1 (de) | 2002-09-26 |
| GB9615830D0 (en) | 1996-09-11 |
| EP0934551B1 (en) | 2002-08-21 |
| EP0934551A1 (en) | 1999-08-11 |
| AU719325B2 (en) | 2000-05-04 |
| EA199900107A1 (ru) | 1999-06-24 |
| JP3909867B2 (ja) | 2007-04-25 |
| CA2260962A1 (en) | 1998-01-22 |
| DE69714859T2 (de) | 2003-04-10 |
| CN1230262A (zh) | 1999-09-29 |
| GB2315360A (en) | 1998-01-28 |
| JP2000514248A (ja) | 2000-10-24 |
| GB2315360B (en) | 2001-06-06 |
| WO1998002777A1 (en) | 1998-01-22 |
| US6320886B1 (en) | 2001-11-20 |
| EA000847B1 (ru) | 2000-06-26 |
| ZA976005B (en) | 1998-02-02 |
| AU3350597A (en) | 1998-02-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| UA46856C2 (uk) | Лазерний пристрій | |
| US7576907B1 (en) | Phase and amplitude light pulse shaping using a one-dimensional phase mask | |
| JP6775494B2 (ja) | 単体の帯域幅制限装置を使用するレーザー組立体および検査システム | |
| EP2319141B1 (en) | Optical arrangement and method | |
| JPH09172215A (ja) | 波長可変レーザーにおける波長選択方法および波長可変レーザーにおける波長選択可能なレーザー発振装置 | |
| US20050243876A1 (en) | Narrow bandwidth high repetition rate optical parametric oscillator | |
| US6204926B1 (en) | Methods and system for optically correlating ultrashort optical waveforms | |
| KR100451117B1 (ko) | 광파라메트릭발진장치 | |
| Koch et al. | Hot spots in parametric fluorescence with a pump beam of finite cross section | |
| Doughty et al. | Considerations in upconversion: A practical guide to sum-frequency generation spectrometer design and implementation | |
| Burdulis et al. | Visible optical parametric oscillation in synchronously pumped beta-barium borate | |
| CA1071745A (en) | Laser resonator cavities with wavelength tuning arrangements | |
| Voloshinov et al. | Tunable acousto-optic filters and their applications in laser technology, optical communication, and processing of images | |
| US20090219956A1 (en) | Device for Generating Narrowband Optical Radiation | |
| Du et al. | Absorption measurement of a 50-mm-long periodically poled lithium niobate optical parametric oscillator pumped at 1064 nm by a Nd: YAG laser | |
| JP2008058918A (ja) | テラヘルツ電磁波発生方法及び分光・イメージング測定装置 | |
| Gottlieb et al. | Programmable Acousto-Optic Filter-A Device For Multispectral Optical Processing | |
| Minamide et al. | Frequency-agile terahertz-wave sources and applications to sensitive diagnosis of semiconductor wafers | |
| KR102723216B1 (ko) | 자기 상관 측정 장치 | |
| Berezovskii | Dependences of the spectra of second harmonics generated in tellurium and proustite on the phase-matching band | |
| Vasilyev et al. | 5-Octave Laser Source Based on Cr: ZnS-GaSe Tandem | |
| JP3440273B2 (ja) | 非線形感受率スペクトル測定法及び非線形感受率スペクトル測定装置 | |
| Debuisschert et al. | Nanosecond optical parametric oscillators | |
| Mennerat | High-energy difference-frequency generation in the 5.8–22 µm range | |
| Holtom et al. | A femtosecond optical parametric oscillator near 3 microns |