Импульсный лазер

тие 5 с максимальным отражением на лазерной длине волны, которое расположено на наименьшем расстоянии от глухого 3 зеркала на высоте гп от проекуии края активного элемента 2 на выходное зеркало.4 в сторону центральной оси. За выходным зеркалом 4 перпендикулярно оси лазерного пучка установлено полупрозрачное зеркало 7 с оптимальным отражением на лазерной длине волны. Положительный эффект: уменьшение расходимости лазерного излучения, возможность преобразования прямоугольного лазерного пучка в квадратный, увеличение энергии излучения. 1 з. и. ф-лы, 1 ип.Изобретение относится к лазерной технике и может быть использовано при эксплуатации мощных импульсных лазеров, в которых применяются активные элементы (активные среды) со сравнительно высокимкоэффициентом усиления.Целью изобретения является уменьшение расходимости лазерного излучения ивоэможность преобразования прямоуголь.ного лазерного пучка вквадратный,На чертеже схематически изображенпредлагаемый лазер.Импульсный лазер содержит устройство 1 накачки, активный прямоугольный элемент 2, резонатор, образованный "глухим" 3 и выходным 4 плоскими зеркалами, Навыходное зеркало 4 нанесены два покрытия: отражающее покрытие 5 с максимальным отражением на лазерной длине волны и просветляющее покрытие 6, Отражающеепокрытие 5 расположено.на участке поверхности выходного зеркала 4, находящемся на наименьшем расстоянии от глухого зеркала 3, на высоте т, равной поперечному, размеру активного элемента 2, от проекции края активного элемента 2 на выходное зеркало 4 в сторону центральной оси. Выходное зеркало 4 установлено к плоскости, перпендикулярной центральной оси, проходящей через активный элемент 2 под углом(и - в)/4( - 1), где- расстояние между зеркалами 3 и 4 по центральной оси; М -расстояние между активным элементом 2 и выходным зеркалом 4; в и и - поперечные размеры активного элемента 2, причем пп, За выходным зеркалом 4 перпендикулярно оси лазерного пучка установлено полупрозрачное зеркало 7 с оптимальным отражением на лазерной длине волны,При накачке активного элемента 2 путь, проходимый излучением в активном элементе 2 (только в этом случае происходит усиление), существенно зависит от угла между направлением излучения и центральной осью О, Для излучения, распространение которого показано на чертеже пунктирными линиями, реализуются более благоприятные условия, так как излучение совершает шесть проходов через активныйэлемент 2 по его длине, что и приводит к уменьшению расходимости излучения. Излучение, которое распространяется под углами, не охватываемыми приведенной формулой а = п - в)/4( - 1), имеет или меньшее усиление и большую расходимость, или запирается в резонаторе. Величина угла выбрана из геометрических соотношений элементов устройства. Так как отражающее покрытие 5 на выходном зеркале 4 по высоте т соответствует поперечному размеру активного элемента, то оно в лазерах с 2 глпзадает выходной пучок квадратного сечения.Кроме того, покрытие 5 уменьшает потериизлучения по сравнению с использованиемвыходного зеркала 4 без покрытия 5, а просветляющее покрытие 6 уменьшает потериуже сформированного пучка на отражение отзеркала 4.Установка дополнительного полупрозрачного зеркала 7 позволяет увеличитьэнергии излучения предлагаемого импульсного газового лазера при малой длине активного элемента 2 и(или) уменьшениякоэффициента усиления активного элемен.та 2 за счет. увеличения обратной связи врезонаторе.Импульсный лазер работает следующим образом..20 . При срабатывании устройства накачки 1в, активном элементе 2 на лазерной длиневолны возникает спонтанное излучение, направленное во все стороны, которое усиливается при прохождении через активныйэлемент 2, Путь, проходимый излучением вактивном элементе 2, зависит от угла междунаправлением излучения и центральнойосью О, Для излучения, направление которого определяется глухим зеркалом 3, отража 30 ющим покрытием 5, углом а выходногозеркала 4 (путь лучей показан стрелками),реализуются наиболее благоприятные условия для усиления, так как излучение совершает шесть проходов через активный35 элемент 2 по его максимальному размеру,что приводит к уменьшению расходимостиизлучения. Установка дополнительного полупрозрачного зеркала 7 увеличивает обратную связь и позволяет снизить порог40 генерации при уменьшении коэффициентаусиления, например, вследствие уменьшения мощности накачки,Испытание предлагаемого изобретенияи сравнение его с прототипом проводилисьна А = 308 нм в смесях Не - Хе - НС и Ме -Хе - НС. Длина активного элемента (активной области) составляла 20 см, расстояниемежду зеркалами по центральной оси -= 30см, 1 = 5 см. Высота активного элемента50 (активной области) составила и = 1,4 см, а егоширина щ = 0,5 см. Угол а = 9 мрад. Полупрозрачное зеркало 7 имело коэффициентотражения на лазерной длине волны 20, Испытания проводились для различных55мощностеи накачки, которые определяликоэффициент усиления активного элемента.Мощности накачки задавались заряднымнапряжением 4 емкостного накопителя генератора 1 накачки.20 Составитель В.КустоваТехред М.Моргентал Корректор Л.Пилипенко Редактор Г,Федотов Заказ 1190 Тираж ПодписноеНПО "Поиск" Роспатента113035, Москва. Ж, Раушская нэб., 4," 1Производственно-издательский комбинат "Патент". г. Ч.".гч ччнв, 101 При О, гб кВ и угле а - 28 мрлд. ко 1 прый с,-.твсгс:твуе 1 углу, используемому г. тгро 1 отино, было получено излучение с 1 нортней -3 мДж и расходимостькэ (2 х 3) мрлд При О,135 кБ в заявляемом лазере 5 при тт 9 мрэд рсходимость.излучения составилл 1 хб х 1,5 мрлд при энергии 4 мДж, при этом вь 1 ходнтй пучок излучения имел квадратное се ение -0,5 х 0,5 см, При установке полупрозрачного зеркала 7 при О, = 10 - 35 кВ бьчлэ также зарегистрирована энергия излучения -4 мДж и расходимость "2 х 2 мрлд, а при Оо =- 25 кВ из-за уменьшения коэфФициента усиления энергии излучения увеличилась на -20 о. По сравнению с 15 прототипом при этом же напряжении энергия излучения увеличилась на 60;ь, а расходимость уменьшилась с 2 х 3 мрад до Формула изобретения 1, ИМПУЛЬСНЫЙ ЛАЗЕР, содержащий устройство накачки, активный элемент, резонатор, образованный глухим 25 плоским зеркалом и выходным плоским зеркалом, установленным под углом и к плоскости, перпендикулярной центральной оси, проходящей через активный элемент, отличаещиися тем, что, с 30 целью уменьшения расходимости лазерного излучения и возможности преобразования прямоугольного лазерного пучка в квадратный, на выходное зеркало на-, несены просветляющее покрытие, а так же покрытие с максимальным отражением нэ лазсрной длине вол нй, расположенное на участке поверхности выходного зеркала, находящемся на наименьшем расстоянии от глухого эерка"1,8 х 1 Й рэд Ги увели гонии угла й относи 1 ел,но злявлятмпо значения более чг м нэ 10 ";/ нэг 1 людэлог ь уменьшение энергии излучения тэкже более, чем на 10 , а лазерный пучок из квадратного начинал преобразовывэ 1 ься в прямоугольный, При уменьшении угла а относительно заявляемого значения более чем на 10 "/ итт,ходимость выходного пучка начинала увеличиваться, а доля энертии излучения с малои рэсходимостью уменьшаться. Таким образом, предлагэемый импульсный лазер поэвГ)лил уменьшить рэсходимость лазерного излучения (-1,5 раза), увеличить долю энергии излучения с малой расходимостью (нэ -30 60 7,) и преобразовать прямоугольныи пучок в квадратный. ла, на высоте го, равной поперечномуразмеру активного элемента, от проекции края активного элемента на выходное зеркало в сторону центральнойоси, а угол и выбран из соотношенияи = (и-гп)/4(1-3 х),где- расстояние между зеркаламипо центральной оси;расстояние между активным элементом и выходным зеркалом поцентральной оси;в и и - поперечные размеры активного элемента,.причем пгп,2. Импульсный лазер по п,1, отли.чающийся тем, что, с целью увеличенияэнергии излучения, за вь 1 ходным зеркалом резонатора перпендикулярно осилазерного пучка установлено полупрозрачноее зеркало с оптимальным отражением на лазерной длине волны,