Газовый лазер

(51) 6 Н 018 3 08 ОЮЗ СОВЕТСКИХОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ РЕСПУБЛИК ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР (ГОСПАТЕНТ СССР)) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ к авторс идетельст Ыегз196.1988 зового елепиходное аа Пора зук)т хнопь(71) Институт силыюточной электроники СОСССР(56) 03 Воцгпе, Р.ЕОуег, А вил зЬИецпйаЫегезопабт аког Ьеа)т) соби 01 мерз )айеОраз со)т)ецп)сабопз, 1979, ч 31, И 2, р.193 Заявка ЕПВ й 0283 И 4, кл. Н 013 3/08,(57) Сущность изобретения: резонатор глазера с активным объемом в форме параллледа содержит две подложки в виде пластодной из которых размещены глухое и вызеркала, а на другой - поворотные зеркверхности пластины первой подложки обмежду собой угол Р, а второй - к Пове пластины, обращенная к рабочему объему, расположена под углом Ф по отношению к плоскости симметрии параллелепипеда Углы а, Р и Ф удовлетворяют следующим соотношениям: а/2 агсмп Е/2 пМ +0 /4;р - агсмп Е/4 п 4 Р/З 6,р = ЯО-агсмп Е/4 зг 1 Р/Зе, где Е - размер рабочего объема в направлении, параллельном линиям пересечения плоскости симметрии параллелепипеда и поверхностей пластин; - расстояние между обращенными к рабочему объему поверхностями первой и второй пластин в плоскости симметрии параллелепипеда; и - показатель преломления материала подложки. 1 ип.агсп 1 п 6/4 п Г 1 й /16 Соотношение для определения углова, Р и ф выбирались из следующих услое вий:м, 25 1. Излучение активной среды на лаэерт- ной длине волны, отраженное от зеркала 6под прямым углом в любой его точке напрой тив рабочего объема 1, должно при отражет нии от зеркала 5 попасть на зеркало 7 и,- 3 О, пройдя параллельно продольной оси рабочего объема 1, попасть на выходное полум прозрачное зеркало 4 под прямым углом.Тогда часть излучения, отразившись от зеру- кала 4, пройдя в обратном порядке три раза35 через рабочую среду, попадет на зеркало 6под прямым углом, обеспечивая необходимую обратную связь, и так далее, а втораям часть лазерного излучения выйдет из резой натора.е 40 2, При падении излучения с длиной воли ны Дна поверхность пластины из диэлектрика под углом Ок нормали из среды св показателем преломления щ 1(активная среда газовых лазеров имеет такой показательа 45 преломления) на пластину из прозрачногодиэлектрика с показателем преломления пвыполняется закон Снеллиуса (закон преломления)и зп О/э 1 п в=п,- 5 О где в - угол к нормали, под которым раси пространяетея излучение в пластине.2 3. Зеркало 6 для облегчения юстировкии резонатора устанавливается перпендикуц лярно к продольной оси, проходящей черезт рабочий объем 1.7 Из изложенного следует;угол фопределяется половиной размера рабочего объема 1 в направлении, паралы лельном линиям пересечения плоскостисимметрии параллелепипеда и поверхноИзобретение относится к области квантовой электроники и может быть использовано при создании газовых лазеров с прямоугольным в поперечном сечении активным объемом.Целью изобретения является увеличение энергии излучения лазера.Выполнение подложек. в виде пластин с плоскими поверхностями, расположенными под углами а и ф, позволяет изготовить их существенно меньшими по толщине по сравнению с расстоянием между электродами, что приводит к уменьшению потерь на поглощение в материале подложек и увеличению энергии излучения. Заявляемое взаиморасположение элементов устройства позволяет в 1,5 раза по сравнению с прототипом увеличить количество проходов лазерного излучения через рабочий объем, что также приводит к увеличению энергии излучения.Сопоставительный анализ с прототи пом позволяет сделать вывод, что заявляв мый газовый лазер имеет существенны отличительные признаки. Таким образо заявляемое техническое решение соотве ствует критерию изобретения "новизна" Анализ известных технических решени (аналогов) в исследуемой области позволяе сделать вывод об отсутствии в них призна ков, сходных с существенными отличитель . ными признаками в заявляемом газово лазере, и признать заявляемое решение со ответствующим критерию изобретения "с щественные отличия".На чертеже изображена схема эаявляе мого устройства.. Газовый лазер содержит рабочий объе 1 в форме параллелепипеда, размещенны в оптическом резонаторе, включающем дв подложки, выполненные в виде пластин 2 3 с плоскими поверхностями, расположен ными под углами а (в пластине 3) и ф( пластине 2). Поверхность пластины 2, обра щенная к рабочему объему 1, расположен под углом ф по отношению к плоскости сим метрии параллелепипеда. Поверхность пла стины 3, обращенная к рабочему обьему 1 расположена перпендикулярно плоскост симметрии параллелепипеда. При этом ли нии пересечения поверхностей пластин 2 3 параллельны. На поверхности пластины нанесены в виде покрытий выходное 4 глухое 5 зеркала. На поверхности пластин 3 нанесены в виде покрытий два поворо ных зеркала 6 и 7. Покрытия зеркал 4- ограничены по линиям пересечения плоско сти симметрии параллелепипеда с поверх ностями пластин 2 и 3 и расположен напротив друг друга. Глухое 5 и выходное 4 зеркала расположены, соответственно, на обращенной к рабочему объему 1 и наружной поверхностях пластины 2, Поворотные 5 зеркала 6 и 7 расположены, соответственно,на обращенной к рабочему обьему 1 и наружной поверхностях пластины 3. Рабочий обьем 1 расположен между электродами 8 лазера.10 Углы а, ф и ф удовлетворяютследующим соотношениям: а = 1/2 агсп 1 п 6/9 п 4+йГй 20 9 = 90-агса 1 п 6/4 г 1 +6 /161812905 50 55 стей пластин 2 и 3 - б и расстоянием междуобращенными к рабочему объему 1 поверхностями первой и второй пластин (2, 3) вплоскости симметрии параллелепипеда: 2 2ф = 90-агсв 1 п б/4 1 +б /16 При определении угла а задавались условием, что излучение падает на внутреннюю поверхность пластины 3 под прямым углом; й = 1/2 агсв 1 п б/2 п 1 +б /4 При определении угла Р задавались условием, что излучение падает на внешнюю поверхность пластины 2 под прямым углом: Р = агсв 1 л 6/4 п А +б /16 Заявляемый газовый лазер работает следующим образом. Между электродами 8 зажигается в рабочей смеси разряд. ИзлучеФормула изобретения ГАЗОВЫЙ ЛАЗЕР, содержащий рабочий объем в форме параллелепипеда, размещенный в оптическом резонаторе, включающем две подложки из материала, прозрачного для излучения лазера, выходное и глухое зеркала, выполненные в виде покрытий, нанесенных на поверхности первой подложки и ограниченных по линиям пересечения плоскости симметрии параллелепипеда с поверхностями подложки, первое и второе поворотные зеркала, выполненные в виде покрытий, нанесенных на поверхности второй подложки, ограниченных по линиям пересечения плОскости симметрии параллелепипеда с поверхностями подложки и расположенные напротив выходного и глухого зеркал соответственно, отличающийся тем, что, с целью увеличения энергии излучения лазера, вторая подложка выполнена в виде пластины с плоскими поверхностями, расположенными под углом а и установлена так, что обращенная к рабочему объему поверхность пластины расположена перпендикулярно плоскости симметрии параллелепипеда, первая подложка выполнена в виде пластины с 5 10 15 20 25 30 35 40 45 ние из рабочего объема 1 выводится с помощью полностью отражающих зеркал 5, б, 7 и выходного зеркала 4. Согласно предлагаемой конструкции лазера при ширине разрядной области(рабочего объема 1), равной 0,5 б на выходе из резонатора реализуется лазерный луч с квадратным сечением, при этом сторона квадрата равна 0,5 б,Сравнение заявляемого решения с прототипом проводилось на лазере с активной длиной 20 см, расстоянием между обращенными к рабочему объему поверхностями первой и второй пластин в плоскости симметрии параллелепипеда= 30 см, межэлектродным промежутком б = 1 см и шириной рабочего объема (разрядной области) 0,5 см, Исследовалась генерация в смеси НеХе-НС й йе-Хе-НС на = 308 нм при резонаторе, соответствующем прототипу и предлагаемому техническому решению, Результаты испытаний показали, что при применении заявляемого лазера энергия излучения возросла на ЗОО,Приб для расчета углов а,фи фможно применять упрощенные формулы: а=агсзи б/4 п, Р =агсзи б/2 п и ф- -агсзи б/4. плоскими поверхностями, расположенными под углом р и установлена так, что обращенная к рабочему объему поверхность пластины расположена под углом ф по отношению к плоскости симметрии параллелепипеда, причем линии пересечения поверхностей первой и второй пластин параллельны, глухое и выходное зеркала расположены соответственно на обращенной к рабочему объему и наружной поверхностях первой пластины, второе и первое поворотные зеркала расположены соответственно на обращенной к рабочему объему и наружной поверхности второй пластины, при этом углы а, р и удовлетворяют следующим соотношениям: а = 1/2 агсв 1 п б/2 п 1 +б /4г гР = агав 1 п б/4 пА +б /1 БФ = 90-агся 1 п б/4 1 +б /16г г где и - показатель преломления материала подложки;- расстояние между обращенными к рабочему объему поверхностями первой и второй пластин в плоскости симметрии параллелепипеда;б - размер рабочего обьема в на1812905 Составитель В.Иванов .Техред М,Моргентал Коррек Л. Пилипе эктор ТХорячев Заказ 49 Тираж Подписно НПО "Поиск" Роспатента13035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 л, Гагарина, 10 Производственно-издательский комбинат "Патент"., г. Ужго правлении, параллельном линиям пересечения плоскости симметрии параллелепипеда и поверхностейпластин.