Одночастотный лазер

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК 02 5)5 Н 01 5 3/О 6 ЮО 6391ЯЯ Я- ТБфЧЩ 4 р г г д ТЕНИЯ чения за счет создания в резонаторе дополнительной обратной связи, Лазер состоит из двух связанных резонаторов, содержащих четыре зеркала, из которых первое и третье глухие, а второе полупрозрачное. Активное вещество помещено между первым и вторым зеркалами, второе зеркало ориентировано наклонно к оптической оси, а третье и четвертое - нормально относительно проходящего и отраженного от второго зеркала лучей, В системе создается дополнительная кольцевая обратная связь эа счет пятого глухого зеркала, помещенного между первым зеркалом и полупрозрачным четвертым зеркалом. Причем первое и пя зеркала ориентированы между собой т что обеспечивают нормальное падение ча, отраженного от первого зеркала, на верхность четвертого зеркала, 1 ил,ниверлов и цоепсу о 01 рос 1, р,20 -тое ак, лу- пообласти быть исос копии, повышетоты изания в ной свя ит через полупро и внешней обрат ротивоположную ктивного элемент олны, отражаясь о тся обратно на ту отарой оно старто тносится к и и может фии и спектр ия является ости и час счет созд ьной обрат м, через зеркало и 1 осуществляет противоположны ы, и,следователь ая цепь обратно ктивного элемент шнеи обратнои с оэффициентом п ла 4, влияет зь но,о й св азом.еды с еея электростратрелкеы прохоа, язи, опо пускаа все отенерируемои одн ГОСУДАРСТВЕННЫИ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ РСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВ(56) О Оотепсо М,А, 5 пдегеТЕМоо-гподе дав аэег ай ЫдЬровег. - Арр. Рйуз.еа, 1966, ч.8, й22 Коломников Ю,Д, и др. Лазерный интерферометр Майкельсона. - Оптика и спектроскопия, 1967, т, 22, М 5, с. 828-831.(57) Изобретение относится к квантовой электронике, Цель изобретения - повышение стабильности мощности и частоты излуИзобретение о квантовой электроник пользовано в гологра Целью изобретен ние стабильности мощ лучения лазера за резонаторе дополнит эи.На чертеженая схема лазераЛаэерсодерэлемент 6.Лазер работает следующим обПри возбуждении активной сторцовых поверхностей излучаютромагнитные волны, которые расняются против и по часовсоответственно. Часть каждой в н приведена принципиальжит зеркала 1 - 5 и активный образо еркала 5 ями на ой сред ависим ая вне а ина вне аяся к эерка стики г Таким клонные э между пол цах активн зуется нез проходящВелич ределяющ ния т 4 характери зрачное зеркало 4 по ценой связи и попадает на торцовую поверхность а, Другая часть каждой т зеркал 3 и 4, возвращаторцовую поверхность, свалс, 1669025ным лазером моды, включая ее частоту и структуру внутрирезонаторного поля, При достаточно малом пропускании через зеркало 45 О ( т 4/(- 74 - ъ/ Г - т 42 ( 1 - х 2 )/г, где т 2 - коэффициент пропускания второго зеркала, внутриреэонаторное поле имеет вид двух встречных волн примерно равных интенсивностей, отношение которых К на границе активного слоя со стороны зеркала 4 близко к единице.При дальнейшем увеличении связи через зеркало 4 получает все большее преимущество волна, распространяющаяся против часовой стрелки. Кольцевая обратная связь становится главным фактором в формировании резонансного колебания, а система зеркал 2 и 3 все более играет роль вентиля, который подавляет в структуре резонансной моды волну, бегущу по часовой стрелке. В результате, вместе увеличением К отношения интенсивностей двух встречных пучков быстро растет пороговое усиление на наиболее добротных модах, и одновременно уменьшается различие между ним и пороговым усилением на ближайших менее добротных резонансных колебаниях, В пределе при т 4 -ф 1 потери всех резонансных мод, собственные частоты которых разделены сравнительно узким частотным интервалом Лгд =), с// 1 + 1 2 ) Где 1 1, 1 2 Рдсстоя ния между 1 и 5, 2 и 4 зеркалами соответственно, оказываются одинаковыми и резонатор теряет свои основные качества устройства для селекции генерируемых лазером частот. В целом по мере увеличения прозрачности зеркала 4 резонансные свойства связанного резонатора приближаются к резонансным своиствам парциального резонатора, образованного в кольцевой полости зеркалами 4-5-1-2-4, а вклад парциального резонатора с зеркалами 4 - 5- 1 - 3 в формирование высокодобротного колебания постепенно уменьшается. Это означает, в частности, что все менее существенное влияние на характеристики одно- частотного режима генерации лазера оказывают малые изменения (флуктуации) расстояния между 2 и 3 зеркалами 1 з и коэффициента пропускания тз зеркала 3.В области малой связи через зеркало 4, где роль парциального резонатора с зеркалами 4. - 5 - 1-3 еще достаточно велика, флуктуации коэффициентов отражения зеркал 2 и 3 мало изменяют пороговое условие генерации на высокодобротной резонансной 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 моде, а флуктуации прозрачности зеркала 4 не меняют его совсем, Эти флуктуации вызывают смещение спектра резонансных частот парциального резонатора с зеркалами 4-5-1 - 3 относительно спектра резонансных частот парциального резонатора 4 в 5- 1-2-4. Иэ-за смещения спектров изменяется величина связи парциальных резонаторов, что и приводит к сохранению структуры внутреннего поля и потерь резонансной моды связанного резонатора. Изменения, воэникающе иэ-за флуктуаций величин т 2, гз, т 4 и флуктуаций расстояния (О - 1 2), коррелированы друг с другом, потому что происходят иэ-эа движения одних и тех же зеркал 2, 3 и 4, Эти коррелированные флуктуации разности оптических путей, образующиеся из-за движения зеркал и имеющие несколько разную природу, частично компенсируют друг друга. Такая компенсация эквивалентна автоподстройке длины резонатора 4 - 5-1-3, и в ней проявляется стабилизирующее влияние дополнительной цепи обратной связи,В силу конструктивных особенностей связанного резонатора флуктуации местоположения зеркала 4 не изменяют резонансных частот и других характеристик парциального резонатора с зеркалами 4 - 5 - 1 - 2 - 4, Это приводит к уменьшению дестабилизирующего действия движения зеркал 2, 3 и 4 на характеристики одночастотной генерации,Формула изобретенияОдночастотный лазер, включающий резонатор, состоящий иэ етырех зеркал, и активную среду, распслсженную между первым и вторым зеркалами, в котором первое и третье зеркал выполнены полностью отражающими, а в горое зеркало- полупрозрачным, при этом второе зеркало ориентировано наклонно к оптической оси, а третье и четвертое зеркала - нормально к оси в направлении лучей, соответственно прошедшего и отраженного от второго зеркала, отличающийся тем,что,сцелью повышения стабильности мощности и частоты излучения лазера за счет создания в резонаторе дополнительной обратной связи, в резонатор дополнительно введено пятое зеркало, выполненное полностью отражающим и расположенное на пути луча, прошедшего через четвертое зеркало, при этом первое, второе и пятое зеркала образуют замкнутый контур, а коэффициент пропускания четвертого зеркала лежит в пределах1669025 О тэ/(1 - тк - г/Г - тэ ) 7 21- тг )гтг где тг, тк - коэффициенты пропускеник со.ответственно второго и четвертого зеркал,Составитель В. НадточеевРедактор Л. Гратилло Техред М.Моргентал Корректор С, Черни Заказ 2657 Тираж 316 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул. Гагарина, 101