Способ получения одиночных пикосекундных импульсов лазерного излучения

+,2 ьсь. с - 1сл где 1, и 1г Изобретение относится к области квантовой электроники и может быть использовано при разработке лазеров, генерирующих перестраинаемые по спект 5 ру одиночные пикосекундные импульсы излучения.Целью изобретения является понышение КПД лазера.На фиг. 1 представлена оптическая 1 О схема лазера с распределенной обратной связью (РОС) для осуществления способа; на фиг, 2 - расположение активной среды и пространственнойериодической структуры в ней, 15РОС-лазер содержит цилиндрическую. линзу 1, делитель 2 пучка, зеркала 3, 4 5, равнобедренную треугольную призму б, кювету 7 с раствором красителя. 20 Способ осуществляется следующим образом.Излучение накачки с длиной волны 9с помощью цилиндрической линзы 1 формируют в ниде узкой полоски, затем делителем 2 делят на дна пучка, которые посредством зеркала 3 и 4 направляют через треугольную призму 6 н кю,. вете 7 с раствором красителя, Пучки ЗО накачки, поглощаясь и интерерируя в слое раствора красителя, контактирующем с призмой 6, создают в нем активную среду с периодической пространственной структурой. Активная сре- З 5 да представляет собой узкую полоску с длиной Ь и высотой Ь н плоскости 8 границы раздела кювета 7 с раствором красителя - грань призмы б. Цилиндрическую линзу 1 устанавливают таким 10 образом, что ее образующая составляетс плоскостью падения пучков накачки угол А=В/1, рад, При этом активная среда в растворе красителя оказывается ориентированной в плоскости 8 так, что ось 9 периодической структуры сос. танляет с. продольной осью 10 уголь = "й/1 рад. (фиг. 2). Излучение генерации РОС-лазера Формируется вдоль оси 9, н то время как формирование излучения суперлюминесценции происходит главным образом вдоль продольной оси10 активной среды.Наличие пространственного разделения каналов генерации и суперлюминесценции позволяет использовать Излучение суперлюминесценции для гашения усиления активной среды Для этого по одну сторону кюн ты 7 на оптическом расстоянииот активной сргик устанавливается зеркало 5, ориентированное перпендикулярно к выходящему вдольее продольной оси 10 излучению суперлюминесценции. Расстояние Ь подбирается таким образом, чтобы отраженное зеркалом 5 излучение суперлюминес"ценции входило обратно в активнуюсреду в тот момент, когда формированиепервого пикосекундного импульса ужезавершилось, а Формирование второгоеще не началось. Значение Ь, удовлетворяющее укаэанным требованиям, определяется соотношением времена разгорания генерации первого и второгопикосекундных импульсовсоответственно;время разгорания импульса суперлюминесценции удлительность (по основанию) первого пикосекундного импульса;скорость света в ваку-уме,Расстояние Ь удобно вырбать близ" ким к среднему между крайне допустимыми значениями, т.е. Ь =с(,+,+, 2,), 1 Выбор угла о на основании условия объясняется тем что при такой ориентации активной среды имеется хорошая пространственная развязка каналов тушения и генерации при практически неизменных пороговых и энергетических характеристиках генерации РОС-лазера, поскольку в данном случае ось 9 периодической пространственной структуры проходит через всю активную среду .раствора красителя.Экспериментальная проверка возможностей способа бьцта пронедена с помощью РОС-лазера (Фиг. 1),В качестве источника накачки применялся ТЕЛ И -г лазер с длительностью импульсов0,6 нс и ыошиостьн 40 кВт, испол -зовался эта.ггонггьг раствор красителякумарина 120 с концентрацией 1,410 И/л, Временные характеристикиизмерялись с помощью электронно-оптической камеры АГАТ-СФ с разрешением2,7 нс,Условия эксперимента обеспечивалиформирование в растворе красителя активной среды с длиной Ь=О мм и высотой Ь=0,25 мм при длине волны генерации , =440 нм. С помощью цилиндрической линзы 1 излучение накачки формировалось в виде узкой полоски, продольная ось которой составляла с плоскостью падения пучков накачки уголг.=.0,025 рад. Благодаря этому продольная ось активной среды с периодической пространственной структурой составляла в осЬю периодической пространственной структуры аналогичныйуголд, =0,025 рад. По одну сторону откговеты с раствором красителя под углом 0,025 рад к плоскости паденияпучков накачки и перпендикулярно к.пучку излучения суперлюминесценции,выходящему из активной среды в на-правлении ее продольной оси, устанавливалось зеркало 5 с коэффициентом 30от)ажения В9 б%. Исследовались временные характеристики генерации приразличных мощностях накачки и различных расстояниях 6 между зеркалом иактивной средой,3 б Измерения показали, что при оптическом расстоянии Ь =15 мм в РОС-лазере имеет место режим генерации одиночных пикосекундных импульсов, если щ 0 даже порог генерации превышается в 2,7 раза. При аналогичной мощности возбуждения, но в отсу,ствии гашения (зеркало отключено) в РОС-лазере генерировался цуг, состоящий из четырех импульсов, с общей длительностью 390 пс. Расстояние между отдельггыми импульсами в цуге составляло 00- 20 пс. Длительность первого импульса в е Ггга;г,яг с,итьлгсн)одиеючпОГо пгуТГячуч "емого с Гангеим Э ге р . н огг гТГ Г . т косе"кДиого имг;лса 3;емо. с Гягпенисм, постигала 130 НЛг гри иергетических затратах накачки 2 р Дж Когда же гапение усиления активной средьосуществлялось с помощью вспомогатель"ного лазера на красителях, то одиночные пикосекундные импульсы с аналогичными характеристиками получалисьпри энергетических затратах накачки25 р Дж,Таким образом, способ позволяетпримерно в два раза поль. сить КПД генерации одиночных пикосекундгпгх импульсов по сравнению с прототипом,обеспечивая устойчивьгй режим генерации таких импульсон даже при весьманизкой стабилгности импуьсов накачКИФормула и з о б р е т е н и яСпособ получения одиночных пикосекундных импульсов лазерного излучения, включаюпгий создание активной среды с периодической пространственнойструктурой путем сведения в растворекр;сителя под углом друг к другу двухпучков излучения накачки наносекундной длительности и гашение усиленияактивной соеды излучением до уровнянгьже порогового после фсрмггрования вней первого пикосекундного импульса,л и ч а о щ и й с я тем что сцелью повьппення КПД лазера, активнуюсреду создаот таким образом, чтооы еепродольная ось составляпа с осьо периодической простраистгенной структуры угол сС.=Ь 1, где Ь - поперечгпгй, а1 - продольный размеры активной среды раствора красителя, а усггление.ак"тивной среды гасят излучением суперлюминесценции гыходящим из активнойсреды в направлении ее продольнойоси, возвращая его обратно в активную среду,Составитель А.Постельникоктор Т.Рыбалова Техред М.Ходанич 03 КО Корректотает а тетштааеааат 4 ее аеаееаеашаат Подпи п 3035,аее аеаате ее еетее т т еа те еаае еат аааатаае атееаааа 4 тает таетеодственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 Заказ 2572ВП Тираж ИИПИ Госуд делам Москва, ственного комитета СССРобретений и открытий