Способ усиления лазерного излучения

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИИ 4(51) Н 01 8 3 Т ССОРФНРЫТИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ГЮ ДЕЛАМ ИЗОБРО АНИЕ ИЗОБРЕТ ИДЕТЕЛЬСТ(56) Крюков П.Г.,Летохов В.С. Распространение импульсов света в резонансо усиливающей (поглощающей) среде. УФН, 1969, т.99, с.211.2. Мак А.А.и др, Усиление коротких импульсов излучения в неоди мовом стекле,ЖЭТФ 1969,т.39,с.1886 (прототип).. (54) (57) 1СПОСОБ УСИЛЕНИЯ ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ в спектрально неоднородных активных средах, включающий,ЛОА формирование мощного. импульсного излучения со спектром,. полуширина которого не превосходит однородную ширину штарковской компоненты спектра люминесценции активной среды, и пропускание излучения через активную среду, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью увеличения коэффициента усиления по мощности, формируют по крайней мере один допол.нительный импульс излучения со спект ром в области перекрытия наиболее интенсивных штарковских компонент спектра люминесценции активной среды2. Способ по п.1, о т л и ч а ющ и й с я тем, что дополнительный импульс формируют в спектрально однородной активной среде.50 Изобретение относится к областилазерной техники., преимущественнок лазерным системам, излучающиммощные импульсы, основная доля излучения которых приобретается в уси"лителе на неоднородно-уширенной активной среде, и может быть использовано в импульсных лазерах, в част"ности, на неодимовом стекле.Усиление излучения предполагаетформирование в задающем генераторе . 10лазерных импульсов с .определеннымивременными, пространственными, энер"гетическими, спектральными и т.д.параметрами (характеристиками) ипоследующее прохождение сформиро- (5ванных импульсов в усилительных каскадах лазера с оценкой усиления.Известны способы усиления лазерного излучения, при котором импульсгенератора сравнительно малой энергии и мощности пропускают через уси 20ливающую СредУ достаточно большихразмеров. В схеме усиления, в отличие от генератора, удается умейьшить влияние суперлюминесценций путем разделения усиливающей среды. на25отдельные каскады и уменьшения связимежду ними. Выбор длины каскадаотдельного стержня - обеспечиваетеобходимое усиление. Увеличениепоперечного сечения стержня усили 30теля позволяет .пропускать черезнего световые потоки большой мощ. ности без существенных повреждений.Трудности, связанные с накачкой,стержней большого диаметра, уменьшаются снижением концентрациипримесных ионов, а соответствующееуменьшение усиления и запасеннойэнергии компенсируется дополнительным увеличением длины. В результате 40этим способом усиления лазерногоизлучения удается получать импульсыс энергией до нескольких сотен джоу"лей при длитЕльности 10 Ю -10 зс (1(,Недостатком приведенного способа . 45является малая эффективность усиленияв активных средах с неоднороднымуширением спектральных линий,Наиболее близким к изобретениюявляется способ усиления .лазерногоизлучения в спектрально неоднородных активных средах, включающий формирование мощного импульсного излучения со спектром, полуширина которого не превосходит однородную ширину штарковской компоненты спектра55люминесценции активной среды, и пропускание излучения через активнуюсреду 2 .Данный способ не.позволяет полностью извлекать запасенную в спектрально неоднородной активной среде усилителя энергию. возбуждения дажепри больших мощностях усиливаемогоизлучения.Цель изобретения - увеличениекоэффициента усиления по мощности.Цель достигается тем, что в способе усиления лааерного излучения вспектрально неоднородных активныхсредах, включающем формирование мощного импульсного излучения со спектром, полуширина которого не превосходит однородную ширину штарковскойкомпоненты спектра люминесценцииактивной среды, и пропускание излучения через активную среду, формируют, по .крайней мере, один дополнительный импульс излучения со спектром в области перекрытия наиболее,интенсивных штарковских компонентспектра люминесценции активной среды,при этом дополнительный импульс Формируют в спектрально однородной активной среде,На чертеже приведена штарковскаяструктура линии люминесценции 1,0 бмкмФосфатного неодимового стекла.Штарковские компоненты,(ШК) обус-ловленные переходами иэ состояния3Р ( в состояние .1 ,пронумерова.4ны в порядке возрастания длины волны, соответствующей максимумуинтенсивности компоненты. Цифры 1-6относятся к переходам с нижнегоподуровня Р( , а циФры 7-12 - кгпереходам с верхнего подуровня 4 Р(гНа длине волны 3 = 10545 нм,соответствующей максимуму люминесценции фосфатного стекла, в усиленииэффективно участвуют шесть ШК (1, 2,7, 8, 9 и 10), а с дополнительной линией излучения Э =10580 нм числоактуальных компонент возрастаетдо восьми (добавляются. компоненты3 и .11),. поэтому увеличивается идоля запасенной энергии., котораяможет. быть извлечена мощным излучением из активной среды.Использование предлагаемого способа лазерного и лучения имеетбольшую на 20 эффективность усиления по сравнению с прототипом. Применение способа позволит увеличить выходную энергию импульсных неодимовых лазеров без дополнительных энергетических затрат.Рассатриваемый способ усиления лазерного излучения позволяет уменьшить примерно на 10 энергоемкость и связанные с ней весогабаритные характеристики накопителей энергии мощнжс лазеров, что необходимо, в первую очередь, для мобильных приборов с импульсными лазерами.1 аэа 2 ОВ ор Л.Пи едактор Л.Письман Техред А.Бабин нко одписно Филйал ППП Патент, г.ужгород, ул.Проектная аэ 144/4ВНИИПИпо113 Т осударствен лам изобрет 5, Москва,раж б 38ого комитета СССРиий и открытий