Фазовый синхронизатор

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК З 218355 51)5 Н 01 Я 3/05 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОВЕДОМСТВО СССР в (ГОСПАТЕНТ СССР) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН АВТОРСКОМУ СВ ЛЬСТВУ зеркала, 2,7 среды, 3,6 -- внутрен- кольцевые клое и 12 - зеркала хронизатор тое 12 кольнато оже лаодновременное КПД квантового асходимости выми установконических а состоит иэ кольцевого ющие повермый фаизации в ред, соР 1) 483472 У 25(5 б) Глоба А.Ф. и др. Фазовая синхронизация двумерного набора волноводных С 02 лазеров. - Письма в ЖТФ, 1985, т. 11, вып,4, с. 249.Степанов А,А, и др. Об использованиинеустойчивых резонаторов в непрерывныххимических лазерах с радиальной прокачкой газовой смеси. - Квантовая электроника, 1982, т. 9, М 9, с,.1773,(57) Применение: в квантовой электроникедля фазовой синхронизации работ нескольких активных сред квантовых генераторов,Сущность изобретения: для одновременного повышения мощности и КПД квантовогогенератора и. снижение расходимости выИзобретение относится к областитовой электроники, в частности, к реэрам для квантовых генераторов ибыть использовано для фазовой синхзации работы нескольких активных срзеров.Цель иэобретения -повышение мощности игенератора и снижение рходного излучения.На чертеже показан предлагаезовый синхронизатор для синхронкачестве примера двух активных с ходного излучения в фазовом синхронизаторе, содержащем софокусные выпуклое и вогнутое кольцевые зеркала, активные среды размещены вне осевой области софокусных кольцевых зеркал, соосно с кольцевыми зеркалами установлены последовательно системы зеркал, каждая иэ которых выполнена в виде коаксиальных кольцевого и внутреннего конических зеркал, поверхности которых эквидистантны, причем внешний диаметр ближнего к кольцевым софокусным зеркалам кольцевого конического зеркала равен внешнему диаметру кольцевого вогнутого зеркала, внешний диаметр каждого последующего кольцевого конического зеркала равен внутреннему диаметру предыдущего, а врунтренний диаметр последнего кольцевого конического зеркала равен внешнемудиаметру выпуклого кольцевого зеркала, плоские и торцовые зеркала установлены с сопряжением осей соответствующих конических и торцовых зеркал. 1 ил. держащий 1,8 - плоские глухие - синхронизируемые активные плоские поворотные зеркала, 4 ние конические зеркала, 5,9 - конические зеркала, 11 - выпу вогнутое кольцевое .офокусныеПредложенный фазовый син содержит софокусное 11 и вогну цевые зеркала, соосно с которь лены в общем случае несколько пар зеркал, причем каждая пар внутреннего конического 4,10 и конического 5,9 зеркал, стражахности которых эквидистантны, Внешний диаметр кольцевого конического зеркала, который расположен первым по отношению к кольцевым софокусным выпуклому и вогнутому зеркалам, должен быть равен внешнему диаметру вогнутого кольцевого зеркала. Внешний диаметр каждого последующего кольцевого конического зеркала должен быть равен внутреннему диаметру предыдущего кольцевого конического зеркала. А внутренний диаметр последнего конического кольцевого зеркала должен быть равен внешнему диаметра выпуклого кольцевого зеркала. На оси конических зеркал под углом к этой оси установлены по ходу тракта излучения плоские поворотные зеркала.3,6, т.е. таким образом, чтобы проекция апертуры каждого внутреннего конического зеркала попала на соответствующее плоское зеркало, установленное напротив этого зеркала подуглом коси всего резонатора; Далее по ходу тракта излучения установлены плоские глухие (1,8) таким образом, чтобы проекция апертуры соответствующего внутреннего конического зеркала попала, через плоское поворотное зеркало, установленное под углом к оси, полностью на свое плоско глухое зеркало, Активные среды размещены между глухими и поворотными зеркалами,Предлагаемый фазовый синхронизатор работает следующим образом.Флюктуации излучения, возникшие в активных средах при их возбуждении, после отражения от плоских глухих зеркал через плоские. зеркала попадают на соответствующие внутренние конические зеркала. Активная среда, к правило с апертурой в виде круга, и в стационарном состоянии в такой среде возникает пучок излучения с круглой апертурой. Следовательно диаметр активной среды должен быть в пределах апертуры как глухого плоского зеркала, так и апертуры внутреннего конического зеркала. К тому же ось пучка излучения, вышедшего из активной среды, после отражения от плоского поворотного зеркала должна совпадать с осью конических зеркал. В этом случае после отражения пучка излучения от поверхности внутреннего конического зеркала и последующем отражении, пучок с круговой апертурой, преобразуется в соосной с коническими и тороидальными зеркалами пучок с кольцевой апертурой. Далее пучек излучения с кольцевой апертурой попадает а отражающую поверхность вогнутого тороидального зеркала, За счетмногократных отражений между поверхностями софокусных выпуклого и вогнутогозеркал пучок с кольцевой апертурой сходится и кольцевой оси этих зеркал до первой зоны Френеля, после прохождения которой из-эа дифракции расходится от этой оси в обе стороны. Одна часть излучения возвра щается в активные среды, другая часть выходит из тороидального телескопа. После прохождения зоны Френеля, выход из телескопа, заполняет всю его апертуру, И в соответствии с тем, что в сумме все кольцевые 10 конические зеркала перекрывают внешнююапертуру тороидального телескопа, то излучение от одной активной среды, пройдя зону Френел, попадает обратно уже на все другие активные среды. Тем самым, во-первых, 15 будет осуществлена обратная связь по излучению (так как тороидальный телескоп выполняетроль "полупрозрачного" зеркала),и, во-вторых, т,к. излучение от каждой активной среды будет попадать на все другие 20 среды, то будет осчществляться синхронизация работы всех. активных сред, т.е, возможно установление в таком резонаторе общих мод.Выходит излучение из предложенного 25 синхронизатора в виде пучка с кольцевойапертурой из внутренней части апертуры тороидального телескопа, Этот пучок будет пространственно сфазирован и нести энергию от всех активных сред, т.е, когерентен, З 0 в связи с тем его расходимость будет приближена к предельной дифракционной,В связи с тем, что на выходе тороидального телескопа мы получаем плоский фронт излучения, который возвращается в активЗ 5 ную среду(т.к. увеличивается эффективнаядлина резонатора), то тем самым мы повышает эффективность использования активной среды за счет более полного объема энергии, т.е, повышает КПД устройства. И 40 так как зона. Френеля к которой сходитсяизлучение, по ширине равна окружности осевой области кольцевых выпуклого и вогнутого зеркала, то синхронизируемая мощность выше.45 Таким образом одновременно в одномустройстве мы фазово синхронизируем различные активные среды, что приводит к снижению расходимости пучка излучения при повышении мощности и КПД лазера.50 Формула изобретенияФазовый синхронизатор. содержащийсофокусные выпуклое и вогнутое кольцевые зеркала и, по крайней мере, две активные- среды, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью 55 одновременного повышения мощности иКПД квантового генератора и снижение расходимости выходного излучения, соосно с кольцевыми зеркалами установлены последовательно по крайней мере, две системы зеркал. каждая из которых выполнена1835511 Составитель В.ШалашковТехред М.Моргентал, Коррект Лис дактор Т,Шагова Подписноеобретениям и открытиямРаушская наб., 4/5 КНТ СС Производственно-.издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 1 в виде коаксиальных кольцевого и внутреннего конических зеркал, поверхности которых зквидистантны, причем внешний диаметр ближнего к кольцевым софокусным зеркалам кольцевого конического зеркала равен внешнему диаметру кольцевого вогнутого зеркала, внешний диаметр каждого последующего кольцевого конического зеркала равен внутреннему диаметру предыдущего, а внутренний диаметр последнего кольцевого конического зеркала равен Заказ 2984 ТиражВНИИПИ Государственного комитета и113035, Москва, Жвнешнему диаметру выпуклого кольцевого зеркала, активные среды размещены вне осевой области софокусных кольцевых зеркал между дополнительно установленными 5 и юскими глухими зеркалами и поворотными зеркалами, причем оптическая ось каждого иэ поворотных зеркал совмещена с оптической осью соответствующей системы из коаксиальных кольцевого и внутреннего 10 конических зеркал.