ЛАЗЕРНАЯ УСТАНОВКА Российский патент 1998 года по МПК H01S3/02 

Изобретение относится к приборам квантовой электроники, а именно к мощным твердым 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. Возникновение термической линзы может привести к разрушению активного элемента.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является устройство [2], содержащее несколько источников оптического излучения (лазеров) и отражателя в форме зеркальной полосы, размещенной на цилиндрическом валу по винтовой линии.

Недостаток данного устройства состоит в том, что отражатель является единым целым, поэтому неизбежна передача тепла вдоль всей отражающей поверхности, что приводит к искажению фронта следующих друг за другом световых импульсов, отражаемых от зеркальной поверхности данного отражателя. Кроме того, зеркало в форме ленты, размещенное по винтовой линии, обладает кривизной не равной нулю, которая будет искажать фронт отраженного импульса.

Для устранения вышеуказанных недостатков известные твердотельные лазеры, содержащие открытые оптические резонаторы, лампы накачки, твердотельные активные элементы, источники питания, снабжены отражателем в виде размещенных на одном валу и развернутых относительно друг друга по винтовой линии элементов в форме призм с трапециевидными основаниями и с двумя противоположными отражающими боковыми гранями, а также таймером, шторками, зеркальными призмами, блоком автоматического переключения.

Использование нескольких лазеров с твердотельными активными элементами, оптического отражателя, выполненного в виде размещенных на одном валу и развернутых относительно друг друга по винтовой линии элементов в форме призм с трапециевидными основаниями и двумя противоположными отражающими боковыми гранями, введенных в установку и соединенных последовательно таймера и блока автоматического переключения, зеркальных призм, установленных между лазерами, и отражателем, и шторок, установленных между лампами накачки и активными элементами лазеров, позволяет не допускать перегрева активных элементов твердотельных лазеров и увеличить время стабильного лазерного излучения, а также мощность излучения установки.

Авторам не известны лазерные установки, имеющие признаки, сходные с отличительными признаками предлагаемого устройства, что позволяет сделать вывод о соответствии критерию "существенные отличия".

На чертеже изображена предлагаемая лазерная установка.

Лазерная установка состоит из нескольких лазеров 1 с твердотельными активными элементами 2, лампами 3 накачки, открытыми оптическими резонаторами 4 и 5, шторок 6, зеркальных призм 7, таймера 8, блока 9 питания, тумблера 10, автоматического блока 11 переключения, оптического отражателя 12, собранного из прямоугольных призм с трапециевидными основаниями 13, имеющих скошенные под углом 45^o к оси вала 14 отражающие грани 15 и развернутых относительно друг друга по винтовой линии. Отражатель установлен с возможностью вращения и снабжен приводом 16.

Лазерная установка работает следующим образом.

Тумблером 10 включается блок 9 питания, который питает лампы 3 накачки и таймер 8, привод 16, блок 11 автоматического переключения. В процессе накачки активный элемент 2 излучающего лазера начинает нагреваться. Время работы лазера регулируется таймером 8, откалиброванным на время стабильной работы лазера. По истечении времени стабильной работы лазера (т.е. при перегреве активного элемента 2) блок 11 автоматического переключения закрывает шторку 6 между лампой накачки 3 и активным элементом 2, включает привод 16 оптического отражателя 12 (время поворота активного отражателя 12 контролируется таймером 8), открывает шторку 6, закрывающую лампу 3 накачки лазера, который должен излучать. Излучение лазера передается посредством зеркальных призм 7 или непосредственно на одну из отражающих граней 15 прямоугольных призм 13 оптического отражателя 12. Отражающие грани 15, скошенные под углом 45^o поворачивают луч лазера на 90^o. Поскольку отражающие грани 15 развернуты относительно друг друга по винтовой линии, то это позволяет последовательно выводить излучение от каждого лазера.

Изобретение относится к приборам квантовой электроники, а именно к мощным твердотельным лазерам. Сущность изобретения: лазерная установка состоит из нескольких лазеров с твердотельными активными элементами, лампами накачки, открытыми оптическими резонаторами, шторок, зеркальных призм, таймера, блока питания, автоматического блока переключения, оптического отражателя, собранного из прямоугольных призм с трапециевидным основанием, имеющих скошенные под углом 45^o к оси вала отражающие грани и развернутых относительно друг друга по винтовой линии, отражатель установлен с возможностью вращения и снабжен приводом. В установке оптический отражатель выполнен в виде размещенных на одном валу и развернутых относительно друг друга по винтовой линии элементов в форме призм с трапециевидными основаниями и с двумя противоположными отражающими боковыми гранями. 1 ил.

Лазерная установка, состоящая из твердотельных лазеров с лампами накачки и блоком питания и отражателя, расположенного на выходе лазеров, отличающаяся тем, что отражатель выполнен в виде размещенных на одном валу и развернутых относительно друг друга по винтовой линии элементов в форме призм с трапециевидными основаниями и с двумя противоположными отражающими боковыми гранями, в установку введены таймер и блок автоматического переключения, соединенные соответственно с блоком питания, каждый лазер через зеркальную призму оптически сопряжен с отражающими гранями отражателя, а между лампами накачки и активными элементами установлены шторки.