Лазер с модулированной добротностью

(щ Н 01 Б 3/117 о КрасногоН СССРПаветьевШипай аме) и др, ОКГ на оветское радио", 303 к пре сти я добр с ра Наибпо технизер с мовклюцающвнутритически лизк лагаемомуляется ла"тностьаположенными лееческдулиийегомод и сущн ованно зонато ктивным ляторо ементом,акусостоящим из ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТоо иэоичтениям и отнРЬВюмПРИ ГКНТ СССР(71) Ордена Трудовогни институт физики А(56) 1. Иикаэлян А.Птвердом теле. И., "С1967.2. Патент США Н 3кл. 331-91,5, 1971. Изобретение относится к квантовой электронике и может быть использова" но в научных исследованиях, а также в машиностроительной, приборострои" тельной и электронной промышленности, например, для обработки материалов и при определении химического состава вещества..Известны оптические квантовые ге" нераторы (ОКГ) с модулированной добротностью, модуляция излучения которых осуществляется благодаря наличию в ре" зонаторе механических модуляторов, фо-, тотропных веществ, а также электроили магнитооптических затворов1.Недостатки известных ОГК заклюца" ются в тем, что механические устройства; например вращаацийся непрозрач" ный диск с отверстиями, установленный в фокусе телескопической системы, яв(54) (57) ЛАЗЕР С МОДУЛИРОВАННОИДОБРОТ-НОСТЬЮ, вклюца ющий резона тор с ра сположенными внутри него активным элемен том, акустическим модулятором, состоя щим из вибратора и управляющего элемента из фотоупругого материала, о т" л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью селекции поперечных колебаний, управляющий элемент выполнен в виде цилинд рического стержня, боковая поверхност которого находится в акустическом кон такте с внутренней поверхностью ци" линдрицеского вибратора, причем ось модулятора совпадает с оптической осью резонатора. ляются динамицескими. Электро- или . магнитооптические затворы обеспечивают модуляцию только поляризованного излуцения генерации, при этом для пи" тания управляющих элементов требуются достаточно высокое напряжение или большие токи.Кроме того, фототропные затворы работают на фиксированных длинах вели вследствие чего для каждого типа ОКГ необходимо подбирать подходящие фототропные вещества, которые не всегда имеются.(2) определяющего собственные частоты радиальных колебаний,где б - коэффициент Пуассона упругого материала;1 и 1, - функции Бесселя нулевого ипервого порядка.В качестве примера рассмотрим неодимовый ОКГ с модулятором добротности, изготовленным из Фотоупругого материала, плавленый кварц в виде ци-,линдра диаметром д=3 см и длиной1 = 6 см, Цилиндрический вибратор вы"полнен из пьезокерамики титаната бария, к которому, приложено управляющеенапряжение 0,5 кВ с частотой й120 кГц. Вблизи такой частоты устанавливаются собственные радиальныеколебания стержня и фотоупругий материал эквивалентен линзе с минимальным фокусным расстоянием Р=18 м, ко"торое следует из формулы (1) при 1 == 2, и = 1,45; р = 0,12, (= 4,6 10 см, Длярезонатора с ба"зой 0,5 м такой модулятор позволяетполучить регулярную последовательноетьодиночных импульсов с частотой следования 120 кГц и осуществлять селекцию поперечных типов колебаний.Использование предлагаемого ОКГ смодулированной добротностью позволяет осуществить селекцию поперечныхтипов колебаний и улучшить качествогенерируемого пучка; осуществить пицковый режим генерации с частотой следования импульсов, равной частоте 1При работе ОКГ лазерный пучок распространяется вдоль оси цилиндрического Фотоупругого стержня, совершающего радиальные колебания. Радиальные коле бания стержня, вызываемые вибратором, приводят к квадратичному изменение упругой деформации в поперечном сечении стержня, которая, в свою очередь, вы". зывает распределение показателя пре ломления, спадающее (растущее) квадратично по радиусу от центра стержня. Поэтому при распространении лазерного пучка вдоль оси стержня фотоупругий материал ведет себя как положительная- у отрицательная сферическая линза.Фокусное расстояние Р такой линзы зависит от времении определяется Ьыражением 841075вибрагора и управляющего элемента изфотоупругого материала 12).Недостатком этого устройства явля"ется плохое качество генерируемого из-лучения, Это происходит вследствие то 5го, что добротность для всех поперечных типов колебаний резонатора почтиодинакова и поэтому генерируется одновременно большое число поперечных 1 Омод, Это препятгтвует многим важнымприменениям лазеров.Цель изобретения - селекция поперечных типов колебаний,Поставленная цель достигается тем,что в известном устройстве управляющий элемент выполнен в виде цилиндрического стержня, боковая поверхностькоторого находится в акустическом контакте с внутренней поверхностью ци- щлиндрического вибратора, причем осьмодулятора совпадает с оптическойосью резонатора,На Фиг. 1 приведено предлагаемоеустройство, общий:вид; на фиг. 2 - модулятор, общий вид,Устройство содержит плоские зер"кала 1 и 2 резонатора, активную лазерную среду 3, акустический модулятор4, генератор 5 ультразвуковых колебаний, цилиндрический стержень 6 из фотоупругого материала, цилиндрическийвибратор 7, представляющий собой, например, цилиндр из пьеэокерамики, навнутреннюю и внешнюю поверхности которого нанесены электроды. К электродам подводится переменное электрическое напряжение. Параметры вибратораподбираются так, чтобы его частота была близка к собственной частоте радиальных колебаний стержня49 Ччастота радиальных колебаний стержня; диаметр стержня;длина стержня;оптический показатель преломления;упругооптический коэффициент; максимальный потенциал упругого смещения;скорость распространения продольной упругой волны в материале стержня;корни уравнения841 Оурации. ультразвука; обеспечить модуляциюдля неполяризованного излучения генег.1