Твердотельный усилитель лазерного излучения

Номер патента: U 8393

Опубликовано: 30.08.2012

Автор: Жуковский Виктор Владимирович

Скачать PDF файл.

Текст

Смотреть все

(51) МПК НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ ТВЕРДОТЕЛЬНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ ЛАЗЕРНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ(71) Заявитель Белорусский государственный университет(72) Автор Жуковский Виктор Владимирович(73) Патентообладатель Белорусский государственный университет(57) Твердотельный усилитель лазерного излучения, содержащий активный элемент, выполненный в виде плоскопараллельной пластины с плоскими боковыми и торцевыми гранями, две противолежащие боковые грани этой пластины наклонены под угломдруг к другу и имеют высокоотражающие для лазерного излучения покрытия, а грань, расположенная под угломк одной из граней с высокоотражающим покрытием, пропускает лазерное излучение, отличающийся тем, что часть поверхности одной из плоскопараллельных граней активного элемента с высокоотражающим покрытием и поверхность грани, расположенной под угломк одной из граней с высокоотражающим покрытием,выполнены прозрачными для лазерного излучения, а сечениепучка лазерного излучения в плоскости его распространения в активном элементе определяется выражением 2 ,где- высота активного элемента- угол между гранями усилителя с высокоотражающими покрытиями- угол между входной прозрачной для излучения гранью усилителя и противоположной гранью с высокоотражающим покрытием. 83932012.08.30 Полезная модель относится к области квантовой электроники и лазерной физики и может найти применение при решении ряда задач в научных исследованиях, медицине,технике и экологии. Известен твердотельный усилитель мощности и энергии лазерного излучения, проходящего через среду с инверсной заселенностью уровней энергии ионов-активаторов, в котором усиливаемое излучение распространяется вдоль оптической оси активного элемента 1, С. 144. Недостатками данного усилителя являются различие в разных точках сечения пучка временных и энергетических характеристик выходящего излучения, обусловленное технологическими и термическими неоднородностями в активном элементе усилителя, а также, особенно в случаях сравнительно небольших величин коэффициентов усиления активной среды, проблематичность уменьшения габаритов усилителя, поскольку длина пути лучав активном элементе совпадает с его длиной . Известен также твердотельный усилитель мощности лазерного излучения с планарной конфигурацией активного элемента 1, С. 425, позволяющей повысить однородность возбуждении активного вещества и улучшить условия охлаждения активного элемента. Это,а также использование зигзагообразного хода излучения, распространяющегося практически ортогонально направлению накачки, позволяет существенно уменьшить влияние термооптических эффектов в активной среде и несколько увеличить отношение длин / по сравнению с усилителем 1, С. 144. Недостатком данного устройства является принципиальное ограничение компактности усилителя, поскольку отношение /(здесь- показатель преломления матрицы активного элемента). Наиболее близким по технической сущности к заявленной полезной модели является твердотельный усилитель лазерного излучения, содержащий активный элемент, выполненный в виде плоскопараллельной пластины с плоскими боковыми и торцевыми гранями, две противолежащие боковые грани этой пластины наклонены под угломдруг к другу и имеют высокоотражающие для лазерного излучения покрытия, а грань, расположенная под угломк одной из граней с высокоотражающим покрытием, пропускает лазерное излучение 2. Недостатком такого усилителя лазерного излучения является то, что вводимое в него излучение и усиленное, распространяясь в противоположных направлениях, пространственно совпадают. Задачей предлагаемой полезной модели является создание компактного твердотельного усилителя лазерного излучения, обеспечивающего пространственное разделение вводимого в него излучения и усиленного в активном элементе. Поставленная задача решается тем, что создан твердотельный усилитель лазерного излучения, содержащий активный элемент, выполненный в виде плоскопараллельной пластины с плоскими боковыми и торцевыми гранями, две противолежащие боковые грани этой пластины наклонены под угломдруг к другу и имеют высокоотражающие для лазерного излучения покрытия, а грань, расположенная под угломк одной из граней с высокоотражающим покрытием, пропускает лазерное излучение. Новым, по мнению автора, является то, что часть поверхности одной из плоскопараллельных граней активного элемента с высокоотражающим покрытием и поверхность грани, расположенной под угломк одной из граней с высокоотражающим покрытием,выполнены прозрачными для лазерного излучения, а сечениепучка лазерного излучения в плоскости его распространения в активном элементе определяется выражением 83932012.08.30 где- высота активного элемента- угол между гранями усилителя с высокоотражающими покрытиями- угол между входной прозрачной для излучения гранью усилителя и противоположной гранью с высокоотражающим покрытием. Сущность полезной модели поясняется фигурами (фиг. 1 и 2). На поверхностях 114 и 679 (фиг. 1), а также 1254 и 618 (фиг. 2) граней активного элемента 1 усилителя нанесены высокоотражающие покрытия на длине волны усиливаемого лазерного излучения. Грани 143 прозрачны для входного излучения с интенсивностью 0, а 251(фиг. 1) и 791 (фиг. 2) - для усиленного лазерного излучения с интенсивностью . Направление распространения усиленного излученияобусловлено четностью и величиной числаотражений (/) от высокоотражающих покрытий на гранях усилителя (3 на фиг. 1 и 2 на фиг. 2). Оптическая накачка активного элемента (например, излучением импульсных ламп или светодиодов) осуществляется через прозрачные грани 276 и 3598. Устройство работает следующим образом. Излучение накачки поглощается примесными ионами (активаторами), введенными в основную матрицу активного элемента, что обеспечивает достижение инверсной заселенности их энергетических уровней, при вынужденных переходах между которыми происходит усиление когерентного электромагнитного излучения. Начиная от граней 143, излучение распространяется в активном элементе, попеременно отражаясь от высокоотражающих покрытий на его гранях (с уменьшением угла падения после каждой пары отражений на 2) и усиливаясь при вынужденных энергетических переходах активаторов. Послеотражений от зеркальных покрытий 114 и 679 (фиг. 1), а также 1254 и 6798 (фиг. 2) угол падения этого излучения на прозрачные грани 25 г (фиг. 1) и 791 (фиг. 2) становится равным нулю и происходит его выход из усилителя. Варьируя углыи , можно изменять число отраженийи получить полную длинупути одного прохода излучения в активном элементе усилителя, намного превышающую его рабочую длину . В предложенной конструкции обеспечивается достаточно полное использование энергии, накопленной в активном элементе усилителя, компактность лазерного устройства, а также возможность использования твердотельных активных веществ с малыми коэффициентами усиления и интенсивностью насыщения. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 3

МПК / Метки

МПК: H01S 3/00

Метки: усилитель, твердотельный, излучения, лазерного

Код ссылки

<a href="https://by.patents.su/3-u8393-tverdotelnyjj-usilitel-lazernogo-izlucheniya.html" rel="bookmark" title="База патентов Беларуси">Твердотельный усилитель лазерного излучения</a>

Похожие патенты