Лазер

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕН ИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ 884526 Своа Советских Фоииалистических Республик(45) Дата опубликования описания 30.04,82(51) М.Кл. Н 01 8 300 Гасударственные комитет СССР ио делам изобретений и открытий(71) Заявитель Отделение ордена Ленина ИнститутаАН СССР(54) ЛАЗЕР Изобретение относится к области квантовой электроники, в частности, к устройствам импульсного или непрерывного действия с регулируемой длительностью импульса излучения или мощностью.5Известен лазер, содержащий две активные среды (генератор и усилитель) источниками накачки и оптическую систему 111.Однако, это устройство требует применения сложной системы синхронизации ге нератора с усилителем. Другим недостатком цвляется то, что оптичесиая система лазера из-за наличия в ней полупрозрачных элементов имеет недостаточно кпирокий спектральный диапазон 1 апп (10 15 (пах Чпп ВЕРХНЯЯ И НИЖНЯЯ ГРаНИЦа длины волны), К недостаткам следует отнести также наличие двух активных сред с источниками накачки и трудности при конструировании лазера, обусловленные 20 ограниченным выбором или полным отсутствием прозрачных, однородных и оптически прочных материалов для дальних ультрафиолетового и, особенно, инфракрасного диапазонов. 25 Наиболее близким к предлагаемому изобретению является лазер, содержащий резонатор, внутри которого расположена активная среда с источником накачки 21, Э 0 В данном устройстве оптическая система включает в себя сложные конструктивные элементы, в частности затвор для модуляции добротности и полупрозрачныеэлементы, которые сужают спектральныйдиапазон до пах/ии (102.Цель изобретения - расширение спектрального диапазона и повышение эффективности управления мощностью и длительностью импульса излучения,Это достигается тем, что резонатор впредлагаемом лазере образован крышеобразным и плоским металлическими зеркалами, между активной средой и плоскимметаллическим зеркалом расположен плоский зеркальный дифракционный экран, выполненный подвижным в направлении, перпендикулярном оптической оси, и перекрывающий не менее половины апертуры пучкаизлучения, причем зеркальная поверхностьэкрана обращена к активной среде и параллельна ребру крышеобразного зеркала,При этом вдоль ребра крытпеобразногозеркала выполнена щель регулируемой ширины.На чертеже изображена схема предлагаемого устройства,Лазер содержит активную среду 1 с источником накачки (на чертеже не показан), крышеобразное и плоское металли 884526ь 10 5 20 25 ,Зо 35 40 45 50 ческие зеркала 2 и 3, плоский зеркальный дифракционный экран 4 с механизмом 5 перемещения, выполненным, например, в виде микрометрического винта, причем в крышеобразном зеркале 2 выполнена щель 6 регулируемой ширины.Устройство работает следующим образом. Так как дифракционный экран 4 перекрываег не менее половины апертуры резонатора, образованного зеркалами 2 и 3, то генератор лазера возбуждается только той долей излучения, которая проникает в область геометрической тени экрана 4, в результате чего оптический путь луча в генераторе имеет дифракционный излом на краю экрана 4. Угол излома, а с ним добротность резонатора, и следовательно, длительность импульса излучения или мощность регулируют перемещением экрана 4 в направлении, перпендикулярном оптичес,кой оси, либо изменением ширины щели 6 в крышеобразном зеркале 2. Излучение генератора, теряемое на,краю экрана 4, уси.ливается путем многократного прохождения излучения через активную среду 1. При фиксированной ширине щели 6 крыше- образного зеркала 2 число проходов зависит от глубины вдвигания экрана 4 в резонатор, однако не превышает четырех, В процессе многократного прохождения через активную среду 1 начальное сечение пучка генератора увеличивается благодаря дифракционной расходимости до размера выходной апертуры лазера, который определяется рабочей площадью зеркальной поверхности дифракционного экрана 4.Лазер прост в изготовлении и эксплуатации, так как его оптическая система не содержит (в отличие от прототипа) затвора для модуляции добротности и дорогостоящих полупрозрачных элементов. Кроме того, его оптическая система имеет широкий спектральный диапазон,;который в случае безоконной активной среды состав)ляет л,1 п, 10 (вместо (10 в прототипе), так как ширина диапазона определяется лишь отражательной способностью используемых оптических материалов, в частности металлов. При неизменном уровне накачки и параметров активной среды можно плавно регулировать мощность излучения. Причем регулирование мощности импульсного лазера достигается плавным изменением длительности импульса.Эффективность данного лазера подтверждается результатами эксперимента на активной среде импульсного химического ВР - СО, лазера с передачей энергии; длина волны излучения 10,6 мкм; коэффициент усиления слабого сигнала 0,05 - 0,06 см - , реализованный диапазон плавной регулировки длительности импульса - от нескольких мкс до 100 нс, причем полученная длительность 100 нс не является предельной для данного устройства, поскольку она определяется в данном случае особенностями источника накачки и активной среды.Формула изобретенияЛазер, содержащий резонатор, внутри ,которого расположена активная среда с источником накачки, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения спектральноо диапазона и повышения эффективност. управления мощностью и длительностью импульса излучения, резонатор образован крышеобразным и плоским металлическими зеркалами, между активной средой и плоским металлическим зеркалом расположен плоский зеркальный дифракционный экран, выполненный подвижным в направлении, перпендикулярном оптической оси, и перекрывающий не менее половины апертуры пучка излучения, причем зеркальная поверхность экрана обращена к активной среде и параллельна ребру крьппеобразного зеркала.2. Устройство по п, 1, отл ич а ю щ е еся тем, что вдоль ребра крышеобразного зеркала выполнена щель регулируемой ширины.Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:1. Максимов В. В. и др, Экспериментальное исследование способа управления формой импульса излучения усилителя на СО Квантовая электроника, 1979, 6, Ж З,с,513.2. Патент Великобритании1355637, кл. Н 01 5 3/00, опублик. 1974 (прототип).Составитель Т, Манюкова Редактор Л. Письман Техред И, Заболотнова Корректор И. Осиновска Заказ 362/271 . Изд.128 Тираж 629 ПодписноНПО сПоискэ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открыты113035, Москва, Ж-ЗБ, Раушская наб., д, 4/5