оптический квантовый генератор с активным элементом из набора дисков
Классы МПК: | H01S3/06 конструкция или форма активной среды |
Автор(ы): | Тригуб Виктор Иванович, Бронфельд Геннадий Борисович |
Патентообладатель(и): | Тригуб Виктор Иванович, Бронфельд Геннадий Борисович |
Приоритеты: |
подача заявки:
1993-03-19 публикация патента:
27.09.1997 |
Использование: изобретение относится к лазерной технике. Сущность изобретения: лазер состоит из открытого оптического резонатора, лампы накачки, активного элемента в форме цилиндрического сердечника, состоящего из набора чередующихся дисков, выполненных из прозрачного и стимулирующего материалов, имеющих оптический контакт друг с другом. 1 ил.
Рисунок 1
Формула изобретения
Оптический квантовый генератор с активным элементом из набора дисков, состоящий из открытого оптического резонатора, лампы накачки и твердотельного в форме цилиндра активного элемента, отличающийся тем, что цилиндрический сердечник активного элемента представляет собой набор чередующихся дисков одинакового диаметра, выполненных из оптически прозрачного и стимулирующего материала, причем между дисками имеется оптический контакт.Описание изобретения к патенту
Изобретение относится к приборам квантовой электроники, а именно к мощным твердотельным оптическим квантовым генераторам (ОКГ). Известны твердотельные ОКГ, активные элементы которых выполнены в форме цилиндрического стержня, имеющего постоянный коэффициент преломления во всем объеме (Качмарск Ф. Введение в физику лазеров. Перевод с польского В.Д. Новикова. Подряд и с предисл. М.Ф. Бухенского. М. Мир, 1980 540 с, ил.). Однако в известных ОКГ, имеющих форму цилиндра и постоянный коэффициент преломления во всем объеме, в процессе накачки возникает термическая линза, фокусирующая луч ОКГ в центре активного стержня, в результате чего увеличивается расходимость луча и уменьшается эффективность использования объема стержня. Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является ОКГ, активный элемент которого выполнен в форме сегментов, образующих линзы нулевой оптической силы и разделенных промежутками для протока охлаждающей жидкости (авт.св. СССР N 367625, кл. H 01 S 3/16 ). Недостатком данного лазера является то, что световое излучение при накачке и генерации отражается от торцов сегментов, что повышает пороговую энергию накачки, кроме того, среда между зеркалами резонатора оптически неоднородна, что также приводит к потере оптического излучения, т.е. снижению эффективности накачки. В известном устройстве, содержащем открытый оптический резонатор, лампу накачки, цилиндрический активный элемент представляет собой набор чередующихся дисков одинакового диаметра, выполненных из оптически прозрачного (например, из Al2O3) и стимулирующего (например, из Al2O3 Cr3+) материалов, причем между дисками имеется оптический контакт. Использование твердотельного активного элемента в виде набора чередующихся дисков одинакового диаметра, выполненных из оптически прозрачного и стимулирующего материалов, между которыми имеется оптический контакт, позволяет повысить эффективность использования излучения накачки, поскольку оптическое излучение, проходящее через Al2O3, поглощается значительно слабее, чем в Al2O3 Cr3+, кроме того, Al2O3 обладает хорошей теплопроводностью. Авторам неизвестны оптические квантовые генераторы, имеющие признаки, сходные с отличительными признаками предлагаемого устройства, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "существенные отличия". На чертеже изображен оптический квантовый генератор с активным элементом из набора дисков. ОКГ состоит из открытого оптического резонатора 1, лампы 2 накачки, твердотельного активного элемента 3 в форме цилиндрического сердечника, состоящего из набора чередующихся дисков, выполненных из прозрачного 4 и стимулирующего 5 материалов. ОКГ работает следующим образом. Оптическое излучение от лампы 2 накачки попадает в активный элемент 3 и возбуждает атомы стимулирующего материала 5. Электромагнитные волны, от источника 2 накачки и излучаемые атомами стимулирующего материала 5, распространяются между зеркалами резонатора 1 в активном элементе, выполненном в виде набора чередующихся дисков из стимулирующего 5 и прозрачного 4 материалов. Наличие дисков 4 улучшает теплоотвод от активного элемента при охлаждении его хладагентом и снижает порог накачки. Для охлаждения сердечника могут использоваться как газовые, так и жидкостные хладагенты. Предлагаемый ОКГ выгодно отличается от прототипа, так как позволяет более эффективно использовать энергию накачки.Класс H01S3/06 конструкция или форма активной среды