ЛАЗЕР С КОНТРОЛЕМ ИНТЕНСИВНОСТИ НАКАЧКИ Российский патент 1996 года по МПК H01S3/09 

Изобретение относится к приборам квантовой электроники, а именно к мощным твердотельным лазерам.

Известны твердотельные лазеры, активные элементы которых выполнены в форме цилиндрического стержня, имеющего постоянный коэффициент преломления во всем объеме (см. с. 36 Качмарек Ф. Введение в физику лазеров. Перевод с польского (перевод В. Д. Новикова /Под. ред. и с предисл. М. Ф. Бухенского). М: Мир, 1980, 540 c. ил).

Недостатком данного лазера является то, что в процессе эксплуатации интенсивность излучения газоразрядной лампы падает, что сказывается на эффективности накачки, причем эффективность накачки не контролируется.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности является твердотельный лазер, активный элемент которого возбуждается лампами накачки с двух сторон. В данном лазере предусмотрены технические средства для контроля температуры поверхности активного элемента, а также его центральной части (патент Великобритании N 2225669, кл. Н 01 S 3/00, 1990).

Недостатком данного лазера является, то что он выполнен в виде бруска, что не позволяет эффективно контролировать его температуру по периметру, а следовательно трудно судить о распределении температуры в объеме активного элемента. Кроме того, значительная часть излучение теряется пpи рассеянии накачки.

В известном устройстве, содержащем открытый оптический резонатор, лампу накачки, твердотельный активный элемент, имеющий внутри соосно расположенный канал, устройство, ограничивающее поток излучения от лампы накачки к поверхности активного элемента, активный элемент выполнен в форме кругового цилиндра, с окном прозрачным для вакуумного ультрафиолета, в канале внутри активного элемента размещена цилиндрическая ампула из кварцевого стекла, заполненная закисью азота и имеющая вне канала коническое расширение, причем ампула соединена с датчиком давления, устройство, ограничивающее поток излучения, выполнено в виде створки.

Использование в твердотельном активном элементе (например, из Al₂O₃ Cr³⁺), имеющем форму цилиндра, окна (например, из Al₂O₃ Cr³⁺, причем показатели преломления стимулирующего материала Al₂O₃ Cr³⁺ и материала окна из Al₂O₃ практически одинаковы и материалы имеют оптический контакт друг с другом) и канала, в котором размещена цилиндрическая ампула из кварцевого стекла, имеющая вне канала коническое расширение и соединенная с датчиком давления, причем ампула заполнена закисью азота, а лампа накачки снабжена створкой, позволяет контролировать интенсивность излучения газоразрядной лампы накачки.

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

На чертеже изображен лазер с контролем интенсивности накачки.

Лазер с контролем интенсивности накачки состоит из открытого оптического резонатора 1, активного элемента 2, окна 3, стимулирующего материалы активного элемента 4, лампы 5 накачки, створки, ампулы 7, уплотнения 8, датчика 9 давления, патрубка 10 для вакуумной откачки, патрубка 11 для ввода закиси азота, индикатора давления 12, источника 13 электропитания, канала 14, тумблера 15 для выключения электропитания 13, тумблера 16 для открытия шторки 6, вентилей 17 и 18 для вывода и ввода N₂O соответственно.

Лазер с контролем интенсивности накачки работает следующим образом.

Тумблером 15 подключают источник 13 электропитания к лампе 5 накачки, при закрытой створке 6, после перехода лампы накачки 5 в режим работы, тумблером 16 открывают шторку 6 и световой поток от лампы 5 освещает активный элемент 2. Часть излучения поглощается стимулирующим материалом 4 (Al₂O₃ Cr³⁺), а часть проходит через окно 3 (Al₂O₃) и попадает внутрь ампулы 7, вставленной в канал 14 и закрепленной уплотнением 8. Под воздействием вакуумного ультрафиолета (λ 185 230 нм) закись азота распадается по следующей схеме: , что приводит к повышению давления в ампуле 7. Повышение давления отображается на индикаторе 12. Закись азота в ампуле 7 может периодически обновляться путем откачки через патрубок 10, снабженный вентилем 17, и ввод N₂ через патрубок 11, снабженный вентилем 18.

Использование: приборы квантовой электроники, а именно мощные твердоотдельные лазеры. Сущность изобретения: лазер с контролем интенсивности накачки состоит из открытого оптического резонатора-1, лампы накачки-5, твердотельного, в форме кругового цилиндра, активного элемента 2, имеющего внутри соосно расположенный канал 14. Новым является: в активном элементе 2 имеется окно 3, прозрачное для вакуумного ультрафиолета, в канале 14, внутри активного элемента 2 размещена цилиндрическая ампула 4 из кварцевого стекла, заполненная закисью азота и имеющая вне канала коническое расширение, причем ампула соединена с датчиком давления 9, устройство, ограничивающее поток излучения, выполненное в виде створки 6. 1 ил.

Лазер с контролем интенсивности накачки, содержащий открытый резонатор, лампу накачки, твердотельный активный элемент, имеющий внутри соосно расположенный канал, устройство, ограничивающее поток излучения от лампы накачки к поверхности активного элемента, отличающийся тем, что активный элемент выполнен в форме кругового цилиндра с окном, прозрачным для вакуумного ультрафиолета, в канале внутри активного элемента размещена цилиндрическая ампула из кварцевого стекла, заполненная закисью азота и имеющая вне канала коническое расширение, причем ампула соединена с датчиком давления, устройство, ограничивающее поток излучения, выполнено в виде створки.