ЛАЗЕР С КОНТРОЛЕМ ТЕМПЕРАТУРЫ НАГРЕВА АКТИВНОГО ЭЛЕМЕНТА Российский патент 1997 года по МПК H01S3/06 

Изобретение относится к приборам квантовой электроники, а именно к мощным твердотельным оптическим квантовым генераторам (лазерам).

Известны твердотельные лазеры, активные элементы которых выполнены в форме цилиндрического стержня, имеющего постоянный коэффициент преломления во всем объеме [1]
Однако в известных лазерах, имеющих форму цилиндра и постоянный коэффициент преломления во всем объеме, в процессе накачки возникает термическая линза, фокусирующая луч лазера в центре активного стержня, в результате чего увеличивается расходимость луча и уменьшается эффективность использования объема стержня.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату 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 [2]
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 излучения теряется при рассеянии накачки.

В устройстве, содержащем открытый оптический резонатор, лампу накачки, цилиндрический сердечник из твердотельного активного элемента содержит канал, в котором помещена цилиндрическая ампула из кварцевого стекла или металла, имеющая вне канала коническое расширение и соединенная с датчиком давления, причем ампула заполнена закисью азота, а лампа накачки снабжена створкой.

Использование в твердотельном активном элементе, имеющем форму кругового цилиндра и канал, цилиндрической ампулы из кварцевого стекла или металла, имеющей вне канала коническое расширение и соединенной с датчиком давления, заполненной закисью азота, и использование створки для лампы накачки позволяют контролировать температуру нагрева активного элемента лазера.

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 контролем температуры нагрева активного элемента.

Лазер с контролем температуры нагрева активного элемента состоит из открытого оптического резонатора 1, активного элемента 2, лампы накачки 3, створки 4, канала 5 в активном элементе 2, ампулы 6, уплотнения 7, датчика давления 8, патрубка 9 для вакуумной откачки, патрубка 10 ввода закиси азота, индикатора давления 11, источника электропитания 12, тумблера 13 для включения электропитания тумблера 14 для открытия створки 4, вентилей 15 и 16 для вывода и ввода N₂O соответственно.

Лазер с контролем температуры нагрева активного элемента работает следующим образом. Тумблером 13 подключаем источник электропитания 12 к лампе накачки 3, при закрытой створке 4 после перехода лампы накачки 3 в режим работы тумблером 14 открываем створку 4 и световой поток от лампы 3 освещает активный элемент 2. Часть излучения поглощается стимулирующим материалом активного элемента 2, а часть тратится на нагрев активного элемента 2. Инфракрасное излучение от нагретого активного элемента 2 попадает внутрь ампулы 6, вставленной в канал 5 и закрепленной уплотнением 7.

При достижении температуры 500^oС закись азота разлагается на азот и кислород, что приводит к повышению давления в ампуле 6. Повышение давления фиксирует датчик давления 8, значение давления отображается на индикаторе 11. Закись азота в ампуле 6 может периодически обновляться путем откачки через патрубок 9, снабженный вентилем 15, и вводом N₂O через патрубок 10, снабженный вентилем 16.

Использование: изобретение относится к приборам квантовой электроники, а именно к мощным твердотельным лазерам. Сущность: лазер с контролем температуры нагрева активного элемента состоит из открытого оптического резонатора, активного элемента, снабженного каналом, лампы накачки. Внутри канала размещена цилиндрическая ампула из кварцевого стекла или металла, имеющая вне канала коническое расширение и соединенная с датчиком давления, причем ампула заполнена закисью азота, а лампа накачки снабжена створкой. 1 ил.

Лазер с контролем температуры нагрева активного элемента, содержащий открытый оптический резонатор, лампы накачки, твердотельный активный элемент в форме кругового цилиндра, имеющий внутри соосно расположенный канал, отличающийся тем, что в цилиндрическом канале активного элемента размещена цилиндрическая ампула из кварцевого стекла или металла, имеющая вне канала коническое расширение и соединенная с датчиком давления, причем ампула заполнена закисью азота, а лампа накачки снабжена створкой.