Устройство для получения ультракоротких импульсов лазерного излучения большой мощности

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОЛУЧЕНИЯ УЛЬТРАКОРОТКИХ ИМПУЛЬСОВ ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ БОЛЬШОЙ МОЩНОСТИ(71) Заявитель Государственное научное учреждение Институт физики имени Б.И. Степанова Национальной академии наук Беларуси(72) Автор Чивель Юрий Александрович(73) Патентообладатель Государственное научное учреждение Институт физики имени Б.И. Степанова Национальной академии наук Беларуси(57) Устройство для получения ультракоротких импульсов лазерного излучения большой мощности, содержащее плоский активный элемент в виде диска большой площади сечения, выполненный в виде моноблока с зеркалами резонатора и модулятором добротности резонатора, источник диодной накачки активного элемента и систему охлаждения,отличающееся тем, что дополнительно содержит внешнее выпуклое зеркало с 100 коэффициентом отражения на длине волны генерации, оптически связанное с линзой,четвертьволновым модулятором и пленочным поляризатором, размещенными между моноблоком и выпуклым зеркалом. Полезная модель относится к области лазерной физики и может быть использована при получении импульсов лазерного излучения длительностью 0,01-1 нс. Известно устройство 1, содержащее оптически связанный дисковый активный элемент, резонатор, модулятор добротности резонатора, расположенные на одной оптической оси, источник накачки активного элемента и систему охлаждения. Данное устройство имеет большую длину резонатора и как следствие большую длительность импульсов генерации (примерно 100 нс). 50562009.02.28 Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является представленное в 2 устройство получения ультракороткого мощного импульса при пассивной синхронизации мод в дисковом лазере. Недостатком данного устройства является неопределенность в моменте появления импульса и фокусировка лазерного излучения в объеме пассивного модулятора, что препятствует получению мощных ультракоротких импульсов из-за оптического пробоя среды. Задачей данной полезной модели является создание устройства для получения ультракоротких импульсов большой мощности. Для решения поставленной задачи предлагается устройство для получения ультракоротких импульсов лазерного излучения большой мощности, которое содержит плоский активный элемент в виде диска большой площади сечения, выполненный в виде моноблока с зеркалами резонатора и модулятором добротности резонатора, источник диодной накачки активного элемента и систему охлаждения. Устройство для получения ультракоротких импульсов лазерного излучения большой мощности дополнительно содержит внешнее выпуклое зеркало с 100 коэффициентом отражения на длине волны генерации, оптически связанное с линзой, четвертьволновым модулятором и пленочным поляризатором, размещенными между моноблоком и выпуклым зеркалом. Сущность заявляемого устройства для получения ультракоротких импульсов лазерного излучения большой мощности поясняется чертежом, где 1 - диоды накачки, 2 - система охлаждения, 3 - глухое зеркало, 4 - активный элемент, 5 - модулятор добротности резонатора, 6 - полупрозрачное зеркало, 7 - линза, 8 - пленочный поляризатор, 9 четвертьволновой модулятор, 10 - выпуклое зеркало. Плоский активный элемент 4 в виде диска большой площади сечения, короткий резонатор из зеркал глухого 3 и полупрозрачного 6, модулятор добротности резонатора 5 выполнены в виде моноблока. Устройство для получения ультракоротких импульсов лазерного излучения большой мощности работает следующим образом. Импульс излучения диодов накачки 1 создает инверсную населенность в объеме активного элемента 4. На линейном этапе развития генерации, в течение которого мощность излучения во внешнем резонаторе 3,10 лазера медленно нарастает, начиная со спонтанного шума, происходит формирование пространственной и спектральной структуры излучения. В коротком резонаторе 3, 6 выбором коэффициента отражения полупрозрачного зеркала 6 генерацию подавляют. При достижении уровня насыщения активной среды включают модулятор добротности резонатора 5 и обеспечивают условие развития генерации в коротком резонаторе 3, 6. В то же время с помощью четвертьволнового модулятора 9 поворачивают плоскость поляризации излучения и выводят его из резонатора с помощью пленочного поляризатора 8, преобразуя его в параллельный пучок линзой 11. Длительность импульса составит от единиц наносекунд до сотых долей наносекунды в зависимости от параметров активного элемента и длины короткого резонатора примерно от 100 мкм до 10 мм. Геометрические параметры излучения не изменятся за несколько проходов короткого резонатора и будут соответствовать параметрам внешнего резонатора, что обеспечит сфазированность генерации по объему активного элемента и малую длительность импульса. За счет применения во внешнем резонаторе выпуклого зеркала исключается фокусировка излучения в объеме резонатора и опасность пробоя оптических элементов при формировании мощного импульса излучения. Таким образом, заявляемое устройство обеспечивает получение мощных ультракоротких импульсов лазерного излучения. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.