Лазер

(51) МПК (2006) НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ(22) 2003.12.09 научное учреждение Институт моле(43) 2005.06.30 кулярной и атомной физики Нацио(71) Заявитель Государственное научное нальной академии наук Беларусиучреждение Институт молекулярной (56) Бураков В.С. К определению коэффициентов отражения зеркал резонатора и атомной физики Национальной лазера // Известия Академии наук Беакадемии наук Беларусиларуси. Серия физ-мат. наук. - 1993. (72) Авторы Бураков Виктор Семенович 2. - С. 51 - 56. Жуковский Виктор Владимирович 2034381 1, 1995. Тарасенко Николай Владимирович 1588229 1, 1992.(57) Лазер, содержащий активный элемент с торцами, выполненными под углом Брюстера к оптической оси резонатора, образованного тремя зеркалами, частично пропускающими лазерное излучение, первое из которых расположено перед первым торцом активного элемента, а второе и третье - последовательно за вторым его торцом, причем вторая поверхность второго зеркала, обращенная к третьему зеркалу, параллельна ему и перпендикулярна оптической оси резонатора, отличающийся тем, что первая поверхность второго зеркала, выполненного в виде усеченного цилиндра, выполнена прозрачной для излучения лазера и ориентирована под углом Брюстера и под заданным угломпо отношению к оптической оси резонатора и к поверхности второго торца активного элемента соответственно, при этом уголопределяется в соответствии с выражением 12,где 1 - угол Брюстера для торца активного элемента 2 - угол Брюстера для прозрачной поверхности второго зеркала. 9624 1 2007.08.30 Изобретение относится к области квантовой электроники и лазерной физики и может найти применение при разработке лазеров и лазерных спектрометров с активными элементами любых типов, в научных исследованиях, при определении состава вещества и оптических характеристик элементов лазерной техники. Известен лазер, содержащий резонатор, образованный двумя зеркалами, одно из которых полностью отражает лазерное излучение, а другое, выходное для этого излучения, полупрозрачно, и активный элемент в виде твердотельного стержня, помещенный внутри резонатора 1. Недостатком этого устройства является влияние нестабильности работы лазера на точность измерений оптических свойств вещества, например его оптической плотности высокочувствительным методом внутрирезонаторной лазерной спектроскопии (ВРЛС), а также ограниченный диапазон измерений ее величин. Известен также лазер, содержащий активный элемент и резонатор, образованный тремя плоскопараллельными зеркалами, расположенными параллельно друг другу и перпендикулярно оптической оси резонатора 2. Недостатком этого устройства является большая погрешность и сложность определения коэффициентов отражения зеркал резонатора из-за интерференции лазерного излучения между их плоскопараллельными поверхностями, что снижает точность измерений оптических свойств вещества методами ВРЛС. Наиболее близким по технической сущности к заявляемому изобретению является лазер 3, содержащий активный элемент с торцами, выполненными под углом Брюстера к оптической оси резонатора, образованного тремя плоскопараллельными зеркалами, частично пропускающими лазерное излучение, первое из которых расположено перед первым торцом активного элемента, а второе и третье - последовательно за вторым его торцом. Данное устройство обеспечивает возможность определения оптической плотности веществ. Недостатком этого устройства является невысокая точность измерения методом ВРЛС оптической плотности вещества, а также потерь излучения на отдельных обследуемых оптических лазерных элементах из-за большой погрешности определения коэффициента отражения второго зеркала внутри резонатора, обусловленной интерференцией лазерного излучения между его плоскопараллельными поверхностями. Задачей данного изобретения является создание лазера, обладающего более высокой точностью измерения методом ВРЛС оптической плотности вещества, а также потерь излучения на отдельных обследуемых оптических лазерных элементах. Для решения поставленной задачи авторами был создан лазер, содержащий активный элемент с торцами, выполненными под углом Брюстера к оптической оси резонатора, образованного тремя зеркалами, частично пропускающими лазерное излучение, первое из которых расположено перед первым торцом активного элемента, а второе и третье - последовательно за вторым его торцом, причем вторая поверхность второго зеркала, обращенная к третьему зеркалу, параллельна ему и перпендикулярна оптической оси резонатора. Новым, по мнению авторов, является то, что первая поверхность второго зеркала, выполненного в виде усеченного цилиндра, выполнена прозрачной для излучения лазера и ориентирована под углом Брюстера и под заданным угломпо отношению к оптической оси резонатора и к поверхности второго торца активного элемента соответственно, при этом уголопределяется в соответствии с выражением 2,где 1 - угол Брюстера для торца активного элемента 2 - угол Брюстера для прозрачной поверхности второго зеркала. Предлагаемое устройство изображено на фиг. 1, где 1 - активный элемент, 2, 3и 4 первое, второе и третье зеркала резонатора соответственно, 5 и 6 - поверхности первого и 2 9624 1 2007.08.30 второго торцов активного элемента 1, выполненные под углом Брюстера 1 по отношению к оптической оси ОО резонатора, 7 - прозрачная для излучения лазера поверхность второго зеркала 3 резонатора, выполненная под углом Брюстера 2 по отношению к его оптической оси, совпадающей с оптической осью резонатора, 8 - частично прозрачная для излучения лазера поверхность второго зеркала 3 перпендикулярна оптической оси резонатора,- угол между поверхностями 6 активного элемента и 7 второго зеркала резонатора,при этом нормали к этим поверхностям, проведенные в точках их пересечения с оптической осью резонатора, лежат в одной плоскости. Устройство работает следующим образом. Через боковую поверхность осуществляется оптическая накачка активного элемента излучением, например импульсных электроразрядных ламп или лазерных диодов. Это излучение создает инверсную населенность уровней энергии примесных атомов, молекул или ионов (активаторов), например ионов неодима, введенных в основную матрицу активного элемента, и в нем возникает стимулированное когерентное электромагнитное излучение на вынужденных переходах этих активаторов. Падая на зеркала 2, 3 и 4 (фиг. 1), оно отражается от них и усиливается за счет вынужденного испускания при распространении через активный элемент. При этом часть потока стимулированного излучения выходит из резонатора лазера. Измерение интенсивностей и спектрального состава потоков лазерного излучения вне резонатора позволяет реализовать методы ВРЛС определения оптической плотности и состава вещества. Преимуществами применения предлагаемого устройства являются предложенная ориентация поверхностей 6 и 7 активного элемента 1 и зеркала 3(фиг. 1) обеспечивает возможность размещения между ними исследуемых веществ, что повышает чувствительность измерения методом ВРЛС их оптических плотностей для измерения оптической плотности веществ могут быть использованы лазеры на любых типах активных элементов (твердотельных, жидкостных и газообразных), работающие в различных диапазонах спектра излучения высокая точность измерений оптической плотности веществ обеспечивается независимостью результатов измерений от нестабильности работы лазера и исключением влияния интерференции излучения на поверхностях зеркала 3. Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет создать лазер, обеспечивающий решение широкого круга задач лазерной спектроскопии. Источники информации 1.. -// -. - 1992. - . 425. 2. Бураков , Жуковский В.В., Ставров А.А. // Квантовая электроника. - 1978.- Т. 5.1. - С. 13-18. 3. Бураков , Жуковский В.В., Исаевич А.В. // Известия Академии наук Беларуси. Сер. физ.-мат. наук. - 1993. -2. - . 51-56. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3