Лазер

07962 % У 3% -ЮМЪЪЪЗЯМВВВЮЭ ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Севе Сооетских Социалистических61) Дополни к авт, свид-ву влено 12.02.79 (21) 2724036/18 соединением заявкиосударстеенный комитет СССР о делам изобретений н открытий(088.8) юллет саяия 30.06.82 2) Авторы нзобрет А. С. Наснбов, А, 3, Обидин, А. Н,. Печени В. А. фроловОрдена Ленина физический институт им. Ю, М, Попав 71) Заявите(54) ЛАЗЕР квантовои элекк лазерам, возокого напряжеовано в устройтической связи, 5 ающих процесых оптических лазеры, работающие иа криинений Ан Вч, возбуждаемые 10 высокого напряжения 1. Такие лазеры содержат генератор импульсов высокого напряжения, помещенную в диэлектрик монокристаллическую 15 пластину из полупроводника или диэлектрика, две плоскостикоторой параллельны и образуют оптический резонатор, разрядный проъГежуток в жидком диэлектрике между выходом высоковольтного генерато ра и пластиной.Наиболее близким по технической сущности является лазер, содержащий генератор импульсов высокого напряжения длительностью 10- с с передним фронтом 25 длительностью 10-е - 3 10 -с и помещенную в диэлектрик монокристаллическую пластину из полупроводника или диэлектрика с двумя параллельными поверхно. стямо, образующими оптический резона Изобретение относится ктропике, а более конкретнобуждаемым импульсами высння, и может быть использствах оптоэлектроники, опрегистрации быстропротексов и калибровки скоростиустройств.Известнысталлах соедимпульсами 2 .тор, разрядный промежуток в диэлектрике между выходом высоковольтного генератора и пластиной (21,Указанное устройство работает следующим образом.Импульс высокого напряжения подается на разрядный промежуток, на котором формируется импульс с коротким передним фронтом, необходимый для осуществления стримерного разряда в кристалле, прн рас. пространении которого происходит интен. снвная генерация электронно-дырочных пар в кристалле и возникает лазерное излуче. ние.Наличие указанного промежутка приводит к потере в нем энергии, направляемости формы высокого напряжения, прикла. дываемого к кристаллу, н следовательно к значительному разб росу па ра метров изл у. чения лазера (мощность генерации, момента начала светового импульса и его формы), Вследствие эрозии кристалла вблизи разрядного промежутка происходит быстрый выход. из строя полупроводниковой пластины. Отсутствие ориентации кристал. лических пластин относительно направления распространения стримерного разряда также привод 1 тт к нестабильности временных и мощностных характеристик излучения лазера, Эти обстоятельства значитель.но затрудняют практическое применениетакого. лазера.Так разброс момента начала лазерногоизлучения составляет несколько . наносекунд, что не позволяет получить стабильную картину на экране скоростного фоторегистратора. В большинстве случаев излучение лазера, вследствие срабатыванияразрядного промежутка, не попадает в заданный интервал времени и оно не регистрируется,Целью изобретения является увеличениестабильного излучения при одновременномповышении КПД лазера.Это достигается тем, что в лазере, включающем генератор импульсов высокого напряжения и монокристаллическую пластину из полупроводника цли диэлектрикас двумя. параллельными плоскостями,образующими резонатор, генератор импульсов высокого напряжения с передним фронтом импульса 10- -. 10-" с установлен на пластине, преимущественно из сульфида кадмия, на гальваническом контакте, при этом плоскости пластины, образующие оптический резонатор,параллельны кристаллографическому направлению 10 - " и составляющему угол45 с главной осью симметрии кристалла.На чертеже представлена блок-схемалазера.Генератор 1 импульса высокого напряжения с . длительностью переднего фронта1 О- 10-", связан коаксиальным кабелем 2с головкой лазера 3, в которой в жидкомдиэлектрике 4 находится моцокристаллическая. пластина 5 из сульфида кадмия, имеющая гальванический контакт 6 с центральной жилой коаксиального кабеля 7.Поверхности 8 пластины 5, образующие оптический резонатор, параллельны направлению, лежащему в плоскости 10 - щ и образующему угол 45 с главной осью симметрии кристалла, Генерируемое лазерное. излучение 9 выходит через прозрачное окно 10.Устройство работает следующим образом.При подаче на пластину 5 импульса высокого напряжения с длительностью переднего фронта 10 ф - 10 - "с, меньше времениэкранирования электрического поля свободными носителями заряда, носителями,расположенными на поверхностных уровнях и создаваемыми при ионизации мелкихпримесных уровней в пластине 5 распространяется стримерный разряд в виде тонкойнити диаметром несколько микрометров, вголовке которой, движущейся со скоростью10 - 10 см/с, происходит интенсивная ионизация вещества с образованием высокой,-электрицеское поле вытесняется ио об. ласти.высокоправадящей плазмы за .время порядка 10-"с и в результате энергетической релаксации носителей заряда образуется неравновесная вырожденная электронно-дырочная плазма, в которой разви вается высокий коэффициент (усилениесвета до 10- см ), что и приводит к лазерному излучению из данной области пластин с длительностью 10 - " - 1 О "с и мощностью 10 - 10 Вт. Вследствии выбора 15 ориентации пластины стримерный разряддвижется параллельно зеркалам резонатора без отражения от их поверхностей.Применение в лазере, возбуждаемом импульсами высокого напряжения, генерато ра импульсов с передним фронтом 10-10-"с, наличии гальванического контакта генератора с пластиной, а также ориентация пластины, например, в случае сульфида кадмия поверхности, образующие опти ческий резонатор, параллельный направлению, лежащему в плоскости 10-", и образут угол 45 с главной осью кристалла, обеспечивают достижение временной стабильности и повышение КПД лазера, бла 30 60 40 50 55 голаря созданию условия лля развития стримерного разряда, без разрядного промежутка, а также исключение разброса временных параметров лазера вследствие отсутствия отражения стримерцого разряда от поверхностей пластины.1 Формула изобретения Лазер, включащий генератор импульсов высокого напряжения и монокристаллическую пластину из полупроводника или диэлектрика с двумя параллельными плоскостями, образующими оптический резонатор, отличающийся тем, что, с целью увеличения стабильности излучения при одновременном повышении КПД, генератор с передним фронтом импульсов 10- - 10 - "с установлен на пластине преимущественно из сульфида кадмия, на гальваническом контакте, при этом плоскости пластины, образующие оптический резонатор, параллельны кристаллографическому направлению, лежащему в плоскости 1 О-" и составляющему угол 45 с главной осью симметрии кристалла. Источники информации,принятые во внимание при экспертизе1, Арр. РЬуз, 1.епегз. 1973, ч. 23, р. 465.2. Басов Н. Г. и др. ЖЭТф, 1976, т, 70,с, 1 - 751.807962 оставнтель С. Мухи Техред И. Пенчко Редактор Л. Письман орректор Н. Федоров Типография, пп. Сапчнова. 2 ППП Патентф Эак 34 Заказ 1229 Л Изд, лм 203 Тираж 629 Подпнсно 1 ШО 11 оиск Государственного комитета СССР по делам изобретений и открыти 113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., д. 4/5