325660

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 325660 Союэ Саветскив Социалистических РеспубликЗависимое от авт. свидетельстваЗаявлено 31.111,1970 ( 1420929/261. Кл, Н 01 з 3/02 присоединением заявкиКомитет по делам аобретений и открытий при Совете Министров СССРриоритет о 07.1,1972. Бюллетень3 Опублико ДК 621.375.8(088.8 опубликования описания 25.11,1972 Авторизобретения В. И. Кравч нститут физики АН Украинской ССР Заявитель ОПТИЧЕСКИЙ КВАНТОВЫЙ ГЕНЕРАТОР БЕГУЩЕЙ ВОЛН Изобретение относится к области квантовойэлектроники и может быть использовано длясоздания мощных одночастотных лазеров сперестраиваемой частотой.Известны перестраиваемые ОКГ бегущей 5волны, содержащие активный элемент, кольцевой дисперсионный резонатор, пассивныйвентиль, состоящий из зеркала-расщепителя,,являющегося одним из зеркал резонатора, изеркала-подкачки, установленного перпенди.кулярно к оптической оси резонатора,В известных устройствах значительная;продолжительность процесса установления бегущей волны в кольцевом резонаторе делает;невозможным получение одиночных гигант ьских импульсов бегущей волны. Им такжесвойственна неоптимальность выхода энергии:в случае сохранения хорошего режима бегущей волны, Неоптимальность выхода энергииизвестного ОКГ бегущей волны связана с 20противоречивыми требованиями к коэффи.циенту пропускапия Т зеркала-расщепителя.С одной стороны существует оптимум Т 0 дляполучения максимума коэффициента подавле,ния обратной волны, с другой - оптимум Т, 25,для максимальной выходной энергии. В об:щем случае значения То и Т, различаются;поэтому приходиться мириться с неоптималь;ностью выхода для сохранения хорошего режима бегущей волны. 30 Для получения одночастотной генерации лазеров, работающих как в режиме свободной генерации, так и с модулированной добротностью, а также улучшения энергетических характеристик таких лазеров в предлагаемом устройстве между зеркалом-расщепителем и зеркалом подкачки установлены дисперсионный элемент и активное тело, спектр излучения которого перекрывает спектр излучения активного тела кольцевого резонатора. Дополнительное активное вещество независимо накачивается и служит для увеличения энергии обратной волны, которая впрыскивается в резонатор в направлении прямой волны. Это приводит к резкому возрастанию коэффициента подавления и скорости установления режима бегущей волны. В результате этого режим бегущей волны может устанавливаться за время меньшее длительности гигантского импульса. Дополнительное активное вещество является фактически двухпроходовым усилителем, работающим на общий выход лазера. Изменение уровня его накачки влияет на коэффициент усиления, что позволяет сближать требуемые оптимальные значения Т, и Т,. Все это существенно повышает энергетические параметры выходного излучения. На чертеже дан оптический квантовый генератор бегущей волны.вд. га 7 акав 314/14 ж 44 одписн Тппогра(1)ин, пр. Сапунова,Оптический квантовый генератор бегущей волны состоит из активного вещества 1, помещенного в кольцевой дисперсиопный резонатор с пассивным вентилем, состоящий нз высокоотражающего зеркала 2, зеркала-подкачки 3, зеркала-расщепптеля 4 и дисперспопной призмы 5. Между зеркалами расположено дополнительное активное вещество б. Для получения гигантских импульсов служит модулятор добротности 7, Выход излучения 8 осуществляется через зеркало 4.Для дополнительной монохроматнзации спектра на участке усиления между зеркалами 3 и 4 рядом с дополнительным активным веществом б установлен дисперсионный элемент 9,Активными веществами 1 и 6 могут быть любые конденсированные среды и газы, которые генерируют в обычном плоском резонаторе и имеют перекрыва 1 ощиеся спектры излучения. Для устранения нежелательных отражений от торцов последние могут быть срезаны под углом Брюстера к оси образцов. Зеркала напылены на клиновых подложках для предотвращения паразитного селектирова пня.Оптический квантовый генератор бегущей волны работает следующим образом. С помощью источника накачки активное вещество 1 переводится в возбужде 1 шое состояние, В кольцевом дпсперсиоппом резонаторе, образованном зеркалами и призмой возникают бегущие навстречу друг другу волны. Волна, бегущая по часовой стрелке (обратпая волна), проходит через зеркало-расщепптель 4, попадает в предварительно возбужденное активное вещество б, усиливается в нем, отражается от зеркала-подкачки 3, еще раз усиливается при прохождении через образец б и возвращается в кольцевой резонатор в направлении против часовой стрелки (прямая волна) с интенсивностью, определяемой коэффициентом усиления дополнительного активного вещества и прозрачностью зеркала 4. Дисперсионный элемент 9 обеспечивает возможность частотной подстройки усилительной секции к частоте настройки кольцевого дисперсионного резонатора во всем диапазоне перестройки.Такой процесс повторяется па каждом проходе. Перекачка энергии из обратной волны в прямую происходит тем эффективнее, чем большая доля излучения возвращается в кольцевой резонатор после отражения от зеркала 3. Использование усилия в пассивном вентиле позволяет уже на втором третьем проходе иметь коэффициент подавления об ратной волны К)200 в 4, При типичныхразмерах резонатора эти значения К достигаются за 5 - 10 нсек. Таким образом обеспечивается возможность генерации гигантских импульсов на бегущих волнах.10 Из расчетов изменения амплитуд встречныхволн в кольцевом резонаторе с пассивным вентилем следует, что оптимальная прозрачность зеркала-расщепителя зависит от усиления на участке между зеркалами 3 и 4, Это 15 позволяет с самого начала выбрать коэффициент пропускания зеркала 4 оптимальным по выходу излучения, а затем так подобрать усиление в дополнительном активном веществе б, чтобы выбранное значение Т обеспечивало и максимальный коэффициент подавления, Таким образом удовлетворяется равенство То= ТьВ устройстве поворот зеркал 2 и 4 приводитк изменению частоты генерации лазера в пре делах спекта люминесценции используемыхактивных сред, Таким образом, режим бегущей волны, обеспечивающий одночастотпую генерацию, сочетается с плавной перестройкой частоты,Предмет изобретения 1. Оптический квантовый генератор бегущей волны, содержащий активное тело, кольцевой дисперсионный резонатор, модулятор35 добротности и пассивный вентиль, состоящийиз зеркала-расщепителя, являющегося однимиз зеркал кольцевого резонатора, и зеркалаподкачки, установленного перпендикулярнооптической оси резонатора, отличающийся40 тем, что, с целью увеличения спектральнойяркости выходного излучения, между зеркалом-расщепителем и зеркалом-подкачки установлены дисперсионный элемент и активноетело, спектр излучения которого перекрывает45 спектр излучения активного тела кольцевогорезонатора,2. Оптический квантовый генератор по п, 1,отличающийся тем, что, с целью ускоренияустановления одночастотного режима, актив=50 ное вещество пассивного вентиля выполненоиз материала с более узкой полосой люминесценции, чем материал активного тела кольцевого резонатора,