Излучатель твердотельного лазера

(5 кл. (54 ЗЕР (57 ти тех при ров рас ьного лаэе(фиг.1) и тора и освеформы с зерпоилаие лампы наой трубчатойный стержень бщий ель 3 таки ая ось па юи обр повог пеелен етовьн пото перимет рного ст тенсивно ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИ Д ВТОРСКОМУ Патент Великобритании20673, кл. Н 1 С, 1968,аявка Франции 1 22 12659,Н 01 Б 3/05, 1974.ИЗЛУЧАТЕЛЬ ТВЕРДОТЕЛЬНОГО ЛАИэобретение относится к облас"вантовой электроники и лазернойики и может быть использованоразработке твердотельных лазеЦель - повышение однородностиределения поля излучения лазерсохранении его КПД. Сущность Изобретение относится к областквантовой электроники и лазернойники и моает быть использовано прразработке твердотельных лазеровЦелью изобретения является пошение однородности распределенияля излучения лазера при сохраненего КПД и упрощение изготовленияэерного стержня.На фиг.1 показан излучатель,вид на фиг.2 - диаграмма распрепения интенсивности первичных сввых потоков излучения накачки пориметру поперечного сечения лазестержня в осветителе онального сция; на фиг.3 - осветитель излучля, поперечное сечение ца фиг,4диаграмма азимчтанного распреде ЯО 1498341 А 1 изобретения заключается в том, чтолазерный стержень имеет неоднородную по периметру поперечного сечениявеличину светорассеяния боковой поверхности и установлен в осветителетаким образом, что продольные частибоковой поверхности с большей величиной светорассеяния обращены к болееинтенсивным потокам излучения накачки, Формируемым на его поверхностиосветителем, а остальные части боковой поверхности с меньшей величиной светорассеяния обращены к менееинтенсивным потокам излучения накачки. Изобретение позволяет повысить однородность распределения полялазерного излучения на 20-007,3 з.п. А-лы, 4 ил. ения угловой силы лазерного излучения.Излучатель твердотел ра содержит выходное 1 гллое 2 зеркала резон титель 3 ципиндрическо кально отражающим иэлуч качки покрытием 4 и пря лампой накачки 5. Лазер 6 установлен в осветит разом, что его продоль лельца оси лампы цакач щей осветителя, Для од ветителя типичное распр тецсивцости первичных ков излучения накачки поперечного сечения ла ня показано на фиг.2.498341снетоннх потоков, преньцьзющац уро.вень 0,6 ее максимальной неличиць,образует лне дуги 7 с длиной, цепре нышаопц й 0,3 параметра каждая.Угол ы, между нориалямц 8, проходящими через середину дуг 7, составляет 150 ф 3 , Относительное распределение ицтецсивности первичныхпотоков излучения накачки по периметру поперечного сечения лазерногостержня не меняется вдоЛь его длины,и, таким образом, интенсивность,превышающая уровень 0,6 ее максимальной величины по периметру поперечйого сечения лазерного стержня, распределена ца его боковой поверхностив виде двух продольных полос с площадью каждой, не превышающей 0,3площади осей боковой поверхности, 20Распределение интенсивности оптического излучения накачки ца боковойповерхности лазерного стержня определяется фотометричеСким методом. Нафиг.2 приведена диаграмма распреде 25пения интенсивности первичных световых потоков излучения накачки набоковой поверхности лазерного стенжня (по периметру его поперечногосечения),.Две продольнь 1 е полосы 9 (фиг.З)боковой поверхности лазерного стержня 6, направленные вдоль образующей,шлифованны микропорошком карбидабора И 20 (размер зерна 20/14 мкм)35Угол М, составляет 150 ф 5 . Площадькаждой иэ этих полос составляет3 = 0,26 площщи боковой поверхности.Остальная часть боковой поверхностиполирована. 40Положительный эффект (повышениеоднородности распределения поля лазерного излучения) наблюдается вслучаях, когда части боковой поверхности лазерного излучения выполнены 45в виде полос вдоль его образующей сшириной индикатрисы рассеяния поуровню двухкратного ослабления боль"ше ширины индикатрисы рассеяния остальной части боковой поверхности на20-70 и обращены к потокам иэлучеония накачки, интенсивность которыхсоставляет не менее 0,6-0,8 ее максимальной по периметру поперечногосечения стержня величины. 55Для использованных при испытанияхцилиндрических одноламповых осветителей овапьного и кругового сечения величина интенсивности световых потоков иэлучеция накачки на поверхности лазерного стержня распределена зеркальцо симметрично относительно плоскости, н которой расположены продольные оси лазерного стержня и лампы накачки (фиг.2), причем средний угол к направлению от оси лазерного стержня к оси лампы накачки, при котором интенсивность потоков излучения накачки на поверхности стержня составляет не менее 0,6-0,8 ее максимального по периметру поперечного сечения значения, равен 70+7 . (Для осветителя овального сечения с размерами большой и малой осей 30 ми и 28 мм,соответственно, и диаметром лампы 5 ми этот угол составляет 73+4 , а для осветителя кругового сечения диаметром 30 ми и диаметром лампы 5 мм - 67.3 ).Вследствие такого распределения потоков излучения накачки, для достижения положительного эффекта две зеркально симметричные части боковой поверхности лазерного стержня с повышенным снеторассеяиием выполнены в виде полос вдоль его образующей, середина которых по периметру поперечного сечения расположена под углом 70+3" (фиг.З) к направлению от оси стержня к оси лампы накачки. При этом площадь каждой полосы с повышенным светорассеяцием составляет 0,2-0,3 площади всей боковой поверхности лазерного стержня, что соответствует потокам излучения накачки, Фориируеа п 1 ца поверхности стержня осветителем, интенсивность которых по периметру его поперечного сечения составляет, соответственно, не менее 0,6-0,8 ее максимального значения.В соответствии с таким распределением интенсивности первичных световых потоков излучения накачки, две продольные части 9 (фиг.З) боковой поверхности лазерного стержня 6, при использовании его с данной конфигурацией осветителя, выполнены в виде полос вдоль его обр,"зукщей с удельной площадью 0,2-0,3 каждая и шириной индикатрисы рассеяния по уровню двухкратного ослабления больше ширины индикатрисы рассеяния остальной части боковой поверхности на 20-70 таким образом, что угол между нормалями к. 1 О б 0 ь, О 3 0 111 0 Ес с р ., с", т и р ц ";( ), Р . с,ц, цЧЕРЕЗ СЕрЕДцу .уГ, Обвд:Одсццьскца периметре погеречцаго сечея лдзерцого стержня 315 РГЯ 1 9 1 иг.8), рдвец углу , (Ли . 2) дзРРН.:Й стер- ЖЕНЬ Г) (ВГ.З) уатдНО:1,1 иОГст 1- ТЕЛЬ 3 тДКМ ОбР 1 З 01, С;тО;ГО.меж;у пора;3, 10 кгс 601;ойповерхности, 3 рохо;г.Й чрс.з1. -дицу дуги (проекция цо.исы 9),цапрдвлецсм,1 1 от Ос 1 л;ЭГ рцгстержця Г к оси лдпы Накачкисоставляет 701 дбота излучателя твердотельноголазера ошсдцд в с 157.сГ.р,ер Излучатель твердотельного церерьц- ного лазера содержит оснез гол .1 (фг.1), предстдв 35(и собой :вдр- девьЙ еЕлицрСГКП. Отрдждт л, О- цоблочцой (оц(.трукц )цдцьОгСЕЧЕНИЯ С ПОКРтЕМ (, .)ЕР(Гсп ЦО Отраждюгим излуче ис лдмН ндкдчк 1 и прц 0 трубст 3 .Нд 11, 1(д 1 и:) типа ДИ 1 5/:18"р в которГй у.тдцсцлец лдзерцый Г:тержсць Г .1 г,.оиттРиевога гРдцдтд р актис 1 овдццс го иоцди ц(.о;имд (Л 1 Г: 1 ) гдП (Ъ Г) 7 (1 0 сХ Г) Э)1 де."Гр ОЛГЙ И Мс 151 ОЙ ОСРЙ ОтрсжТ.Ч ОГСЕТ 11 С 151 составляет 80и 28 . Осот;.тствеццо. Рдсстояце .Г д( р(дольц.ОСЯМИ ЛД;П ЦДККИ 1 ЛД РЦОГРстеря(ня 11 р 5 ым. Ре;Оцд-ор с:учат.л образован гухСГерсГ . К.з срк алом 2 радиуса кривпзсы 0)8 и с 10- ЗФФ 31 ИЕНТО Отрджеця 0,99 Н 5 ПР. волцы гецеРиРондцЯ 7 = 1)ОГА ;(и и выходв Плоскм:арканом 1 Г. коэфИЦРц 0 от) дж цЯ 0 р 9 э 11 Дл Не волны гецеРИРовсдц 5, 1 де:тови. ИжДу зер 1(алдми составляет 1:О.; Для охлдждеция лазер Ого стср:=.; -Н Я р ЛДМПЫ ЦД КДЧК 31 И ОтЭ )ЖЗ т(1 Я 11 фильтрддии улТэд,ИОЧРтового 1 злуче 31 Я лампы накачки прп;енчегся 17- цый вод 1 д 1 рдствор хром(кислого капя в Дист 1 Пнра 1 дц НОЙ воэ,1, 1 Г."- ТОЧЦЦ(ОМ ЦТДЦИЯ Л;:1 ЬК;л;1 СЛУ- жит источцик тока тпд 1111.-.р/ 7 Измерение 3 о 11 ости изусел 15 1 ргэвО- дится с помощэ измерггеля Грег 1 ей 30 носги и зне 11313 лд.эрцсс 0 и:3 учения 1 г 10-21. Прострдцствснцо э,сргетические хардкте)3 ст)п(13 3 з; ученя ОПРЕДЕГПОТС 5 3;Д 1 ЬЦЕЙ ЗОН (В О КДЛЬН 05 ПЛОСКОСТ ЛЦН.1 Ь 1 р РДСПО 10:.л й 1(л.)1 Х дцога а 1 кдл;1)лучдтР:я) путемзр р я ицте 1.ц Нч:тц цз.учеля, проРЕег ч Рсз 511 рдгку пр Гкаццр( вднци ееи ОР Р:1 О;(. Р Г ии 5д .1 Г 1 и Р г Гс и У ч к д,11 д Г. ( Прилад цд;3 Ггд 1 сд дзис У 1 1 ЬРО 1 сР с 5 Р 1 11Я У ГЛ О В 011 С.1 1 ЭГучРНП 3 . 1, (, р д.и .к - цмельОГ и дкс 1.дльца значенияс(Г 0101 ГИП 1 )3 ЗЭсЕл 151 р ГООТЦРТСГНО;1 ля сргп не 3 я проведены измеренияа, 11( .т : рдспределснце 3 знучецияГЗ Р 1 : 1 З 1 ТЕЛЕр 3 З ГОТОВЛЕНЪмГэот т.тлц с прототипам, содер,3;Д",Ч Сс,с. ГГЕЬ 01 ДЛ 101 0 СЕЧЕНИЯ;д.:с рцЙ .Тержець тпд Г (65 в соответствии с прототПГм имеет опти 70 чески цеодцор 053 ую боковую поверкистьце части б)ново Поверки ГС 11 в цидс поясков, прилегдюппх кзроНм поверхностям, ца расстаяв Д 1мм от цих, матировдны7. ,5 йГвнь 3 крона)о 1 ком карбида бо"рд 11 О), остльцдя часть боковойпонерхно;ти полировдцд. коэФФидиГжт 15 рдсределения угловой силы 1:,5 Рия 6 вОрл 8 (см, поз, 12,( ,с сс и Г 1 . 1 .1 рг4 ), и р 5 ц с .1 ц с ч 3 еТО 10 1 ГЦРЦ 1 Р 1 О ОЦ 10 ГТ 1р р л д и з о б р е т е и и я1,1 злудт ль твердотельного лазера, 4(3 11(Л дс Я 1 Й 3.1(длд рЗ Оцдт рсЗ 3 ОС1;те рзоСРкдгцй 1,1 ЛН,ДРически"Отр; зте с зер;(д 1,ц.покрьтием,сц" 1 1(ОТСрогЭ ПдрдЛ 1)11 О Другд)угу устацовгсны пэядя лампа нак)чк 1 1 лазе)ц Й стРрлсець Г оптичск 1 ПРОД 10 рОДНОЙ боксцО 1 ПОвеэхНГ)С.сзЮ 0 Т )1 И Ч д Ю Ы И 1 С ит1 ТО С ЦРЛЬЮ 3 ОВЬГСИя ЭДОРОДцо.Ти рдспределся поля изл;чеция 50 лдзсРд пРП сохРдцец 13 его КПр пРодолцые части боконсй-Орхцостилдзерцога стсрж 51, обрдген;ые 1( потлс 31"ЛУЧЕНИЯ НДКДсд.(1 11 НТНГВ" пасть кото)ьгх сОстд 15 я Рт це 3 Сц е0,)-0,8 ее мдксимальцого пО периМстр" 3 ОИЕЭЕЧИОГО С.Рэцц сТсрссцязцзчецця, выполцеп с сир ОЙ ццдикдт 11 сы, рдГсец 31 я по уросэ:13 у:(- к1.Ного ОслдблециЯ бал е : " 3 циндикатрисы рассеяния остальной . части боковой поверхности на 20- 70 .2. Излучатель по п.1, о т л и - ч а ю щ и Я с я тем, что две продольные части боковой поверхности лазернбго стержня выполнены в виде полос вдоль его образующей с удельной площадью 0,2 0,3 каждая и расположены симметрично относительно плоскости зеркальной симметрии осветителя, причем середина каждой из аа по периметру поперечного сечения стержня расположена под углом 7017 к направлению от оси стержняек оси лампы накачки.3. Излучатель по п.1, о т л ич а в щ к й с я тем, что, с целью упрощения изготовления лазерного стержня, диаметрально противоположные .части его боковой поверхности выполнены в виде полос вдоль образующей с удельной площадью 0,20-0,23каждая и расположены симметрично относительно плоскости зеркальной симметрии осветителя. 1 О 4. Излучатель по пп.1-3, о т л ич а ю щ и й с я тем, что продольные части боковой поверхности лазерного стержня из АИГКЙ , обращенные кэ+потокам излучения накачки, интенсивность которых составляет не менее 0,6-0,8 ее максимального по периметру поперечного сечения стержня значения, шлифованы абразивным материалом зернистостью 20/14"28/20, а остальная . часть боковой поверхности полирована.1498 3 ч 1 е.З Составитель Техред М,Х Кузнецов едактор Н,Коляда оданич Еоррек Мале роизводственно-издательский комбинат "Патент"г. Уагород, ул. Гагарина, 10 ЭаВНИИПИ 1097 ТирааГосударственного комитета по изобретенинн113035, Москва, В"35, Рауаскан Подписное к открцтинн ври ГЕНТ СССаб., д. 4/5