СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ИЗЛУЧЕНИЕМ ТВЕРДОТЕЛЬНОГО ЛАЗЕРА Российский патент 1994 года по МПК H01S3/10 

Изобретение относится к квантовой электронике и может быть использовано в импульсных твердотельных лазерах, в частности на гранате, стекле, фториде и т.п.

Известен способ управления излучением твердотельного лазера, включающий воздействие электрическим полем на ячейке Поккельса [1].

Недостатком этого технического решения является невозможность модуляции добротности резонатора лазера магнитным полем, сложность лазера и наличие дополнительных потерь в резонаторе при введении в него ячейки Поккельса.

Наиболее близким техническим решением к заявляемому изобретению является известный способ управления излучением твердотельного лазера, включающий воздействие магнитным полем вдоль оптической оси оптически активного элемента [2].

Недостатком прототипа является невозможность модуляции добротности лазера магнитным полем, сложность лазера и наличие дополнительных потерь в резонаторе при введении ячейки Поккельса.

Целью изобретения обеспечения модуляции добротности резонатора лазера магнитным полем, уменьшение оптических потерь в резонаторе лазера и его упрощение.

Цель достигается тем, что в известном способе управления излучением твердотельного лазера, включающем поворот плоскости поляризации при воздействии магнитным полем вдоль оптической оси оптически активного элемента, магнитным полем воздействуют на оптически активный лазерный элемент, а его напряженность выбирают такой, что при двойном прохождении излучения через лазерный элемент угол поворота плоскости поляризации излучения составляет (2p-1) π/2, где p - целое число, при этом лазерный элемент помещают в резонаторе между глухим зеркалом и поляризатором, а накачку лазерного элемента осуществляют во время действия импульса магнитного поля.

На чертеже приведена блок-схема лазера.

Лазер содержит оптический резонатор, образованный глухим и выходным зеркалами 1 и 2 соответственно. Внутри резонатора расположены лазерный элемент 3 и поляризатор 4 (осветитель и блок накачки лазера не показаны). Элементы 3 расположен внутри соленоида 5, подключенного к блоку 6 импульсов тока, который синхронизован с блоком накачки.

Способ реализуется следующим образом. Все лазерные элементы обладают эффектом Фарадея. В связи с этим, если перед подачей импульса накачки лазера на лазерный элемент 3 воздействовать импульсным магнитным полем с напряженностью Н, обеспечивающей при двойном проходе излучения через элемент 3 угол поворота плоскости поляризации ϕ=2βL H=(2p-1)90^o, где β- постоянная Верде лазерного элемента 3; L- его длина, то излучение не проходит через поляризатор 4 и генерации лазера не возникает. После окончания импульса магнитного поля угол поворота плоскости поляризации в элементе 3 становится равным 0, излучение полностью проходит через поляризатор 4 и формируется гигантский импульс. Таким образом, заявляемое изобретение обеспечивает модуляцию добротности лазера магнитным полем. Упрощение резонатора лазера и уменьшение оптических потерь в нем обусловлены исключением дополнительного элемента в резонаторе лазера-модулятора добротности.

Способ реализовывали при использовании лазерных элементов, изготовленных из различных известных материалов и обычно имеющих размеры диаметром 4 х 30 и 2 х 20 мм. Накачку осуществляли излучением импульсного лазера, а также полупроводникового инжекционного лазера. Лазерный элемент помещали в соленоид, подключенный к источнику мощных импульсов тока (до 50 А), синхронизованному с источником накачки (импульс накачки подавали с задержкой относительно импульса магнитного поля). Длительность импульса магнитного поля не превышала длительность импульса накачки. Во всех случаях формировался гигантский импульс, при этом снижались потери внутри резонатора и упрощался лазер.

Дополнительным преимуществом заявляемого изобретения является возможность создания миниатюрных лазеров с модуляцией добротности, что является проблемой при использовании для модуляции добротности ячеек Керра или Поккельса.

Использование: приборы квантовой электроники, в частности твердотельные лазеры. Сущность изобретения: в резонатор, образованный глухим и выходным зеркалами, установлены поляризатор и оптически активный лазерный элемент, помещенный в модулирующее магнитное поле соленоида, подключенного к блоку импульсов тока, при этом напряженность магнитного поля выбрана такой, что обеспечен угол поворота плоскости поляризации в лазерном элементе, равный (2р-1)90° при двойном проходе излучения лазера через него. 1 ил.

СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ИЗЛУЧЕНИЕМ ТВЕРДОТЕЛЬНОГО ЛАЗЕРА,включающий поворот плоскости поляризации при воздействии магнитным полем вдоль оптической оси оптически активного элемента, отличающийся тем, что, с целью обеспечения модуляции добротности резонатора лазера магнитным полем, уменьшения оптических потерь в резонаторе лазера и его упрощения, импульсным магнитным полем воздействуют на оптически активный лазерный элемент, а его напряженность выбирают такой, что при двойном прохождении излучения через лазерный элемент угол поворота плоскости поляризации излучения составляет (2p - 1)π / 2 , где p - целое число, при этом лазерный элемент помещают в резонаторе между глухим зеркалом и поляризатором, а накачку лазерного элемента осуществляют во время действия импульса магнитного поля.