Лазер с управляемой поляризацией излучения

(19) О 1) 4 НОМИТЕТ СССНИЙ И ОТНРЫТИ УДАРСТВЕНН ДЕЛАМ ИЗОБ Т ВИДЕТЕЛЬСТ К АВТОРСК идетельство СССР 83/10, 24.05.72 ОПИСАНИЕ И(71) Ордена Трудового Красного Знамени институт радиофизики и электроники АН УССР(57) Лазер с управляемой поляризацией излучения, содержащий оптическийрезонатор, образованный двумя плоскими зеркалами, внутри которого последовательно расположены иэотропныйактивный элемент, поляризатор, вклю-,чающий раздвоитель луча и управляющий элемент, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что, с целью плавного изменениястепени поляризации лазера и повышения КПД, раздвоитель выполнен в видеплоскопараллельной двоякопреломляющей пластины с ориентацией оптической оси под углом к оси резонатора,обеспечивающей раздвоение луча навеличину его диаметра, а в качествеуправляющего элемента использованаперемещающаяся диафрагма, установленная между раздвоителем и зеркалом свозможностью перемещения в направлении, перпендикулярном оси резонатора,при этом размер диафрагмы не превышает,поперечных размеров активногоэлемента.Изобретение относится к устройствам со стимулированным излучением, а именно к лазерам с управляемой поляризацией излучения, и может быть. использовано в голографии, спектрос копии для эффективного преобразования частоты методами нелинейной оптики с целью расширения области генерации лазеров, осуществления модуляции и т.д.10В известных лазерах с поляризованным излучением поляризация осуществляется путем введения в резонатор лазера того или иного поляризатора и его поворота вокруг оси резонатора. 15Недостатком такого технического решения является раэъюстировка резонатора при повороте поляризатора и значительные потери, вносимые поляризатором в резонатор лазера. 20Наиболее близким по технической сущности к изобретению является лазер с управляемой поляризацией излучения, состоящий из оптического резонатора, внутри которого размещены активный элемент и поляризатор. В качестве по" ляризатора использованы два идентичных раздвоителя луча, выполненные из одноосных оптически положительных или отрицательных кристаллов, а меж- ЗО ду ними установлены электрооптические управляющие элементы, Эти элементы ориентированы один относительно другого таким образом, что один из них раскладывает неполяризованное излучение лазера на две параллельные компоненты с взаимно перпендикулярными направлениями колебаний электрического вектора в них, а другой либовыводит поляризованные компоненты из резонатора лазера (если напряжение на электрооптических управляющих элементах, через которые проходят лучи, отсутствует), либо смешивает их (если к управляющим элементам приложено полуволновое напряжение), и на выходе устройства снова образуется неполяризованное излучение.Недостатком известного устройст.ва является невозможность плавного изменения величины степени поляризации генерируемого излучения лазера, а наличие в резонаторе большого количества сложных оптических элементов вносит значительные потери для генерируемого излучения, уменьшающих КПД лазера. Кроме того, это устройство сложно в конструктивном исполнении, изготовлении и управлении (особенно при необходимости переюстировки),Целью изобретения является плавное изменение степени поляризации лазера и повышение КПД.Эта цель достигается тем, что влазере с управляемой поляризациейизлучения, содержащем оптический резонатор, образованный двумя плоскимизеркалами, внутри которого расположены изотропный активный элемент, поляризатор, включающий раздвоитель луча и управляющий элемент, раздвоитель выполнен в виде плоскопараллельной двоякопреломляющей пластины с ориентацией оптической оси под углом к оси резонатора, обеспечивающей раздвоение луча на величину его диаметра, а в качестве управляющего элемента использована перемещающаяся диафрагма, установленная между раздвоителем и зеркалом с возможностью перемещения в направлении, перпендикулярном оси резонатора, при этом размер диафрагмы не превышает поперечных размеров активного элемента.На фиг. 1 дана схема хода лучей лазера, когда диафрагма открыта только для излучения с вертикальным направлением колебаний электрического вектора; на фиг. 2 - то же, когда диафрагма открыта только для излучения с горизонтальным направлением колебаний электрического вектора; на фиг. 3 - то же, когда диафрагма установлена в одном из промежуточных положений и пропускает одновременно излучение с взаимно перпендикулярными направлениями колебаний электрического вектора в них.На схеме обозначены зеркала 1 и 2 резонатора, активный элемент 3, двоякопреломляющая пластина 4, перемещающая диафрагма 5, отражающее зеркало 5, луч 6 с вертикальным направле, нием колебания электрического вектора и луч 7 с горизонтальным направлением электрического вектора.Лазер работает следующим образом.При накачке активного вещества лазер излучает поляризованный свет с вертикальным направлением колебаний электрического вектора, если диафрагма 5 полностью открыта для луча 6 с такой поляризацией, так как только этот лч, вышедший из плоскоЛ.Утехи ехред Л,Микеш Реда орректор Е. СирохманА Заказ 7026 ираж 637 Пственного комитета СССРбретений и открытий5, Раушская наб., д. 4/5 одписное ВНИИПИ Госуда по делам из3035, Москва, ЖФилиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная 3 1132параллельной пластины, отразится зеркалом 2, возвратится в активный элемент 3, усилится в нем и частичновыйдет через зеркало 1. Часть света,отраженная зеркалом 1, вновь усиливается активным элементов 3, и этотпроцесс многократно нбвторяется. Приэтом выходная энергия лазера с поляризованным излучением не изменяетсяпо сравнению со случаем отсутствия 10диафрагм, т.е. когда генерируетсянеполяризованное излучение,Аналогично работает устройствопри установлении диафрагмы во второе крайнее положение (фиг, 2), когда диафрагма выделяет лишь излучениес горизонтальным направлением колебаний вектора электрического поля. Рассмотрим случай, когда диафрагма 5 установлена в промежуточное положение (фиг. 3). При накачке активного вещества лазер излучает частично поляризованный свет, так как диафрагма 763 4пропускает лучи с обеими поляризациями, вышедшие из плоскопараллельной пластины 4, которые отражаются зеркалом.2, возвращаются в активный элемент 3, усиливаются в нем и частично выходят через зеркало 1, Причем величина степени поляризации излучения лазера и преимущественное направление колебаний вектора электрического поля зависят от положения диафрагмы.Если диафрагма установлена так, что пропускает половину луча с вертикальной поляризацией и половину - с горизонтальной, то на выходе генерируется неполяризованное излучение.Таким образом, рассмотренный лазер с управляемой поляризацией излучения позволяет плавно изменять ств пень поляризации выходящего излучения, а поскольку внутри резонатора отсутствуют элементы, вносящие оптические потери, такой лазер обладает более высоким КПД по сравнению с прототипом.