ОПТОЭЛЕКТРОННЫЙ УСИЛИТЕЛЬ Российский патент 2013 года по МПК H01S3/23 

Изобретение относится к области оптоэлектроники и может быть использовано в оптических системах.

Известен оптоэлектронный усилитель, представленный как лазерный передатчик, изложенный в патенте автора №22704998. Он состоит из оптоэлектронного преобразователя, излучающего свет с помощью электролюминофора. На вход преобразователя поступает световая энергия от лазера через три повернутых отражательных зеркала и корректирующую линзу. В преобразователе световая энергия усиливается и изменяет спектр путем подбора люминофора. Излучение поступает далее через корректирующую линзу на оптический вход вышеупомянутого лазера для осуществления дополнительной накачки. При этом частота света, поступающего на оптический вход лазера, превышает частоту его излучения, обеспечивая увеличение световой энергии с оптического выхода лазера. Однако величина усиления не всегда достаточна.

Известен оптоэлектронный усилитель, входящий в состав оптоэлектронного осветителя, изложенного в патенте №2420688. В нем в отличие от вышеупомянутого устройства вводится вместо первого повернутого отражательного зеркала, повернутое полупрозрачное зеркало. При этом пучок света от лазера проходит через это полупрозрачное зеркало на оптический вход второго оптоэлектронного преобразователя, который также может формировать тот же спектр, что и первый оптоэлектронный преобразователь, и его оптический выход может быть связан с оптическим входом корректирующей линзы, выполняющей функции объектива. Таким образом обеспечивается увеличение усиления световой энергии. Однако величина усиления также может быть недостаточна. С помощью предлагаемого устройства увеличивается величина усиления световой энергии.

Достигается это введением второго лазера, второго повернутого полупрозрачного зеркала и третьего повернутого отражательного зеркала, при этом оптический выход третьей корректирующей линзы связан с оптическим входом второго лазера, имеющего оптический выход, связанный через второе повернутое полупрозрачное зеркало, через третье повернутое отражательное зеркало, через первое повернутое полупрозрачное зеркало с оптическим входом второго повернутого отражательного зеркала.

На фиг.1 и в тексте приняты следующие обозначения:

1 - лазер,

2 - корректирующая линза,

3 - оптоэлектронный преобразователь,

4 - корректирующая линза,

5, 6 - повернутые отражательные зеркала,

7 - повернутое полупрозрачное зеркало,

8 - повернутое отражательное зеркало,

9 - оптоэлектронный преобразователь,

10 - корректирующая линза,

11 - повернутое полупрозрачное зеркало,

12 - лазер,

при этом оптический выход оптоэлектронного преобразователя 9 через корректирующую линзу 10 связан с оптическим входом лазера 12, имеющим оптический выход, связанный через повернутое полупрозрачное зеркало 11, через повернутое отражательное зеркало 6, через повернутое полупрозрачное зеркало 7, через повернутое отражательное зеркало 8, через повернутое отражательное зеркало 5, через корректирующую линзу 4, через оптоэлектронный преобразователь 3, через корректирующую линзу 2 с оптическим входом лазера 1, оптический выход которого связан через повернутое полупрозрачное зеркало 7 с оптическим входом оптоэлектронного преобразователя 9.

Работа устройства осуществляется следующим образом. Лазер 1 формирует световой поток, который проходит через повернутое полупрозрачное зеркало 7 в оптоэлектронный преобразователь 9, где осуществляется усиление и изменение спектра света, излучающегося на определенной частоте, превышающей частоту излучения лазера 12. Это происходит путем подбора люминофора в преобразователе с определенным цветом свечения, например, так как показано в книге Верещагин И. К. «Введение в оптоэлектронику», М., Высшая школа, 1991 г., стр.62. Оптический выход оптоэлектронного преобразователя 9 связан через корректирующую линзу 10, с оптическим входом лазера 12, где осуществляется его накачка, при этом линза 10 обеспечивает освещение активного слоя лазера. В результате на оптическом выходе лазера 12 формируется усиленный световой луч с частотой ниже частоты, поступающей на вышеупомянутый вход этого лазера. С оптического выхода лазера 12 свет поступает через повернутое полупрозрачное зеркало 11, через повернутое отражательное зеркало 6, через повернутое полупрозрачное зеркало 7, через повернутое отражательное зеркало 8, через повернутое отражательное зеркало 5, через корректирующую линзу 4, через оптоэлектронный преобразователь 3, через корректирующую линзу 2 на оптический вход лазера 1. Оптоэлектронный преобразователь 3 выполнен аналогично оптоэлектронному преобразователю 9. Однако в отличие от лазера 12 в лазере 1 световой луч, поступающий на оптический вход, осуществляет дополнительную накачку лазера, а первичная накачка происходит от собственной лампы. В связи с этими мощность на выходе лазера 12 превышает мощность на выходе лазера 1. Кроме того, устанавливаются также расстояния лазера и отражательного зеркала от полупрозрачного зеркала, при которых осуществляется резонансный эффект и максимальная генерация света.

Кроме того, усиление может быть еще увеличено благодаря тому, что полупрозрачное зеркало 11 может иметь оптические связи по входу и выходу с определенным количеством следующих друг за другом аналогичных усилительных узлов. Предлагаемое устройство может быть использовано в передающих и приемных оптических системах, а также в системах, осуществляющих освещение больших площадей при использовании в оконечном преобразователе электролюминофора с широким спектром видимых лучей. Возможен вариант исполнения, когда используется замкнутый контур и вместо оконечного повернутого полупрозрачного зеркала используется повернутое отражательное зеркало, при этом в одном или большем числе лазеров для излучения световой энергии могут быть введены электрооптические отключающие устройства. При этом, изменив ориентацию каждого луча лазера, увеличивается и площадь излучения передающей системы, вместе с которой может быть использована и приемная оптическая система с тем же полем зрения и состоящая из предлагаемых усилительных узлов.

Таким образом, использование устройства увеличивает функциональные возможности оптических систем без существенного увеличения энергоресурсов, что увеличивает энергосбережение и обеспечивает экономический эффект.

Устройство относится к области оптоэлектроники. В оптоэлектронном усилителе оптический выход второго повернутого отражательного зеркала через первое повернутое отражательное зеркало, через первую корректирующую линзу, через первый оптоэлектронный преобразователь, через вторую корректирующую линзу связан с оптическим входом лазера, имеющим оптический выход, связанный через первое повернутое полупрозрачное зеркало через второй оптоэлектронный преобразователь с оптическим входом третьей корректирующей линзы. При этом оптический выход третьей корректирующей линзы связан с оптическим входом второго лазера, имеющего оптический выход, связанный через второе повернутое полупрозрачное зеркало, через третье повернутое отражательное зеркало, через первое повернутое полупрозрачное зеркало с оптическим входом второго повернутого отражательного зеркала. Технический результат заключается в обеспечении возможности увеличения усиления световой энергии. 1 ил.

Оптоэлектронный усилитель, состоящий из лазера, двух оптоэлектронных преобразователей, трех корректирующих линз, повернутого полупрозрачного зеркала и двух повернутых отражательных зеркал, где оптический выход второго повернутого зеркала через первое повернутое отражательное зеркало, через первую корректирующую линзу, через первый оптоэлектронный преобразователь, через вторую корректирующую линзу связан с оптическим входом лазера, имеющим оптический выход, связанный через первое повернутое полупрозрачное зеркало через второй оптоэлектронный преобразователь с оптическим входом третьей корректирующей линзы, отличающийся тем, что вводится второй лазер, второе повернутое полупрозрачное зеркало и третье повернутое отражательное зеркало, при этом оптический выход третьей корректирующей линзы связан с оптическим входом второго лазера, имеющего оптический выход, связанный через второе повернутое полупрозрачное зеркало, через третье повернутое отражательное зеркало, через первое повернутое полупрозрачное зеркало с оптическим входом второго повернутого отражательного зеркала.