двухлучевой газовый лазер

Формула изобретения

ДВУХЛУЧЕВОЙ ГАЗОВЫЙ ЛАЗЕР, содержащий разрядную трубку с активной средой и оптический резонатор с двумя плечами, включающий два торцевых и поворотное зеркала, отличающийся тем, что, с целью независимого управления поляризацией в каждом луче, оптический резонатор выполнен с пересекающимися плечами, на пересечении их осей установлено поворотное зеркало, выполненное в виде фазово-анизотропной одномерной проволочной решетки, плоскость которой перпендикулярна к биссектрисе угла между осями плеч резонатора, а торцевые зеркала выполнены в виде полуволновых фазовых элементов и снабжены средствами поворота вокруг осей плеч резонатора.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к квантовой электронике, а именно к газовым лазерам, и может быть использовано в качестве источника когерентного излучения в двухканальных измерительных системах.

Устройства с двумя апертурами, излучающими параллельные пучки электромагнитных волн, применятся в научно-исследовательских, технологических и других целях. Получение двухлучевого излучения с различи видами поляризаций, а также независимое управление этими поляризациями особенно актуально при использовании таких лазеров в научно-исследовательских целях, например при изучении анизотропии веществ.

Известен газовый лазер в виде моноблока с параллельно расположенными в нем двумя идентичными активными элементами [1]. Лазер позволяет получить два параллельных пучка с разностной частотой. Однако существенным недостатком этого лазера является то, что он не позволяет осуществлять независимое управление поляризацией в каждом луче и не позволяет получить излучение с круговыми поляризациями.

Ближайшим по назначению и технической сущности аналогом (прототипом) является газовый лазер, содержащий разрядную трубку и оптический резонатор с двумя параллельными плечами [2]. В этом лазере используются два выводных зеркала в виде идентичных одномерных проволочных решеток и регулируемый невзаимный вращатель плоскости поляризации. Этот лазер позволяет получить излучение с различными видами поляризаций (линейной, эллиптической, круговой).

Однако существенным недостатком этого лазера является то, что он не позволяет осуществить независимое управление поляризацией в каждом луче.

Цель изобретения - независимое управление поляризацией в каждом луче.

Цель достигается тем, что в газовом лазере, содержащем разрядную трубку с активной средой и оптический резонатор с двумя плечами, включающий два торцовых и поворотное зеркало, оптической резонатор выполнен с пересекающимися плечами, на пересечении их осей установлено поворотное зеркало. Это зеркало выполнено в виде фазовоанизотропной одномерной проволочной решетки, плоскость которой перпендикулярная биссектрисе угла между осями плеч резонатора. Торцовые зеркала выполнены в виде двугранных зеркал с 90-градусным углом между гранями и снабжены средствами поворота вокруг осей плеч резонатора.

На чертеже представлена схема предлагаемого устройства.

Предлагаемый двухлучевой газовый лазер содержит разрядную трубку 1 и оптический резонатор с двумя пересекающимися плечами, на пересечении осей которых установлено поворотное зеркало 2, выполненное в виде фазовоанизотропной одномерной проволочной решетки, плоскость которой перпендикулярна биссектрисе угла между осями плеч резонатора. В торцах каждого плеча установлены торцовые полуволновые фазовые элементы, выполненные в виде двугранных зеркал с 90-градусным углом между гранями. Зеркала 3 снабжены средствами 4 поворота вокруг осей плеч резонатора, например, в виде вала, жестко скрепленного с зеркалами 3.

Устройство работает следующим образом.

В разрядной трубке 1 возникает стимулированное излучение, при этом, если направление проволок поворотного зеркала 2 совпадает с направлением ребер зеркал 3, то выходное лазерное излучение получается в виде двух линейно поляризованных лучей. Направление вектора поляризации этих лучей будет совпадать с направлением проволок зеркала 2. Если же одно из зеркал 3 средством 4 поворота повернуть так, что ребро этого зеркала 3 будет составлять некоторый угол с направлением проволок зеркала 2, то в силу известных свойств такой системы в выходном лазерном излучении этого плеча получается два ортогонально поляризованных компонента, один - параллельный, а другой - перпендикулярный проволокам зеркала 2, а так как поворотное зеркало 2 - фазовоанизотропное, то в общем случае это излучение будет эллиптически поляризованным. Выбором угла , при котором достигается равенство двух ортогональных компонентов, и величины фазового сдвига фазовоанизотропного зеркала 2, равного 90^о, получают выходное излучение с круговой поляризацией любого направления вращения. Таким образом, при 90-градусном фазовом сдвиге зеркала 2 возможно управление поляризацией в данном луче от линейной до любой круговой. Аналогичное независимое управление поляризацией получается во втором плече.

Использование предлагаемого изобретения позволяет осуществить независимое управление в широких пределах поляризации двухлучевого лазерного излучения при простоте управления поляризациями и возможности установки заданной поляризации по шкале механизмов поворота двугранных зеркал.