ЛАЗЕР С СОСТАВНЫМ АКТИВНЫМ ЭЛЕМЕНТОМ Российский патент 1996 года по МПК H01S3/06 

Изобретение относится к квантовой электронике, в частности к конструкциям активных элементов лазеров.

Известен твердотельный лазер, активный элемент которого выполнен в виде составного стержня, включающего активную среду, окруженную диэлектрической оболочкой, которая концентрирует лучи накачки на активной среде лазера [1]
Однако в известном устройстве цилиндрическая форма оболочки и активного элемента не позволяет достичь высокой концентрации лучей накачки на активном веществе, что сказывается на эффективном использовании излучения накачки.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является лазер [2] активный элемент которого выполнен в виде плоскопараллельной пластины, по крайней мере одна из двух противоположных плоскостей которой соединена с оболочкой, представляющей собой в поперечном сечении сегмент круга.

Недостатком данного лазера является то, что активный элемент мало накапливает энергии, поскольку значительная часть световой энергии покидает активный элемент в процессе накачки.

В известном устройстве, содержащем открытый оптический резонатор, источник накачки, активный элемент в форме прямоугольной плоскопараллельной пластины, противоположные плоскости которой оптически соединены с элементами, выполненными из прозрачного материала с таким же показателем преломления, что и у пластины, элементы выполнены в виде прямоугольных призм, между призмами и пластиной размещены пленки толщиной λ/4, выполненные из оптически прозрачного материала, показатель преломления которого меньше показателей преломления пластины и призм, и имеющие оптический контакт с призмами и пластиной, а источник накачки расположен таким образом, что выполняется условие

где Φ угол падения плоской монохроматической волны излучения накачки;
n₁ показатель преломления пленок, n показатель преломления призм;
l длина волны излучения генерируемого лазером с составным активным элементом.

Использование твердотельного активного элемента в форме прямоугольной плоскопараллельной пластины, противоположные плоскости которой соединены с прямоугольными прозрачными призмами, между призмами и пластиной размещены пленки толщиной l/4, выполненные из оптически прозрачного материала, показатель преломления которого меньше показателей преломления пластины и призм, и имеющие оптический контакт с призмами и пластиной, а источник накачки расположен таким образом, что выполняется условие:

где Φ угол падения плоской монохроматической волны излучения накачки;
n₁ показатель преломления пленок, n показатель преломления призм;
l длина волны излучения генерируемого лазером с составным активным элементом, позволяет повысить эффективность использования излучения накачки.

Авторам неизвестны лазеры, имеющие признаки, сходные с отличительными признаками предлагаемого устройства, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "существенные отличия".

На чертеже изображен лазер с составным активным элементом.

Лазер состоит из открытого оптического резонатора 1, источника накачки 2, твердотельного активного элемента, состоящего из прямоугольной плоскопараллельной пластины, выполненной из стимулирующего материала 3, оптически соединенного с пленками 4 и прозрачными призмами 5.

Лазер работает следующим образом: оптическое излучение накачки 2 проникает в призму 5, оптически туннелирует через пленку 4 в пластину 3. Таким образом происходит накачка лазера.

Предлагаемый лазер выгодно отличается от указанного прототипа, так как позволяет более эффективно использовать оптическое излучение накачки.

Использование: изобретение относится к квантовой электронике, в частности к конструкциям активных элементов лазеров. Сущность изобретения: лазер с составным активным элементом состоит из открытого резонатора 1, источника накачки 2, твердотельного, активного элемента, состоящего из прямоугольной плоскопараллельной пластины 3, выполненной из стимулирующего материала, оптически соединенного с пленками 4 и прозрачными призмами 5. Новым является: плоскопараллельная пластина 3, выполненная из стимулирующего материала, оптически соединена с пленками 4, имеющими толщину λ/4 (где λ - длина волны излучения предлагаемого лазера), которые оптически соединены с призмами 5, причем показатели преломления пластины и призм одинаковые, а показатель преломления пленки меньше показателя преломления пластины и призм. Источник накачки расположен таким образом, что выполняется условие: sinΦ ≥ n₁/n, где Φ - угол падения плоской монохроматической волны (излучение накачки), n₁ - показатель преломления пленок, n - показатель преломления призм. 1 ил.

Лазер с составным активным элементом, содержащий открытый оптический резонатор, источник накачки, твердотельный активный элемент из стимулирующего материала в виде плоскопараллельной пластины, противоположные плоскости которой оптически соединены с элементами, выполненными из прозрачного материала с таким же показателем преломления, что и у пластины, отличающийся тем, что элементы выполнены в виде прямоугольных призм, между призмами и пластиной размещены пленки толщиной λ/4, выполненные из оптически прозрачного материала, показатель преломления которого меньше показателей преломления пластины и призм, и имеющие оптический контакт с призмами и пластиной, а источник накачки расположен таким образом, что выполняется условие

где Φ угол падения плоской монохроматической волны излучения накачки;
n₁ показатель преломления пленок;
n показатель преломления призм;
l 4 длина волны излучения, генерируемого лазером с составным активным элементом.