Волноводный газовый лазер Советский патент 1989 года по МПК H01S3/08 H01S3/22 

Изобретение относится к газовым лазерам и может найти применение для управления интенсивностью излучения лазеров, работающих в широком диапазоне частот.

Известен лазер, fl котором для регулирования выходной мощности меняется радиальное положение подвижного выходного зеркала, выполненного в виде стержня.

Однако это устройство имеет узкий выходной пучок, вносятся дополнительные потери в резонатор и вывод излучения производится перпендикулярно оси лазера.

Наиболее близким техническим решеCfнием является ВОЛНОВОДНЫЙ газовый

сд лазер, содержащий волновод с актив slной средой, источник накачки и резонатор, образованный проволочным решеточным поляризатором и отражающим элементом, расположенными с противоположных торцов волновода. Устройство модуляции связи выполнено в виде электрооптического материала (кристалла) , помещенного между активной средой и одним из зеркал резонатора. Приложение напряжения к кристаллу приводит к тому, что компонент лазерного излучения, проходящий через крискристалл, становится поляризованным в направлении, ортогональном направлению проволок решеточного поляризатора. Выходное излучение лазера оказывается амплитудно-модулированным в соответствии с модулирующим напряжением, так .как уровень ортогонально поляризованного компонента на выходе Из кристалла определяется амплитудой модулирующего напряжения. Существенным недостатком этого устройства является то, что оно ограничивает возможность получения максимальной выходной мощности лазера в широком частотном диапазоне. Это связано с тем, что при введении кристалла в резонатор вносятся дополнительные потери, обусловленные поглощением в кристалле. Кроме того, в настоящее время отсутствуют электроаптические кристаллы, работающие в широком частотном диапазоне. Цель изобретения - повышение выход ной мощности газового лазера при распшрении диапазона генерируемых частот. Поставленная цель достигается тем что в волноводном газовом лазере. Содержащем волновод с активной средой источник накачки и резонатор, образованный проволочным решеточным поляризатором и отражающим элементом, расположенными с прот-ивоположных торцов волновода, отражающий элемент выполнен в виде двугранного металлического зеркала с углом между гранями, равным 90, расположенного на торце волновода, а волновод снабжен устройством поворота вокруг оси лазера, при этом угол о между ребрами двугранного зер кала и направлением проволок решеточного поляризатора определен соотноше1-шем(goLa) ,. oi -я- arc sin. где gg - коэффициент усиления акти ной среды} L - длина активной среды; а - общие потери резонатора Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором представлена ма устройства, Волноводный газоразрядный лазер содержит волновод J с активной средой „ 2, источник 3 накачки и резонатор, образованный проволочным решеточным поляризатором 4 и отражающим элементом, выполненным в виде двугранного 1 74металлического зеркала 5. Поскольку, лазер резонатор волноводного типа, то с пелью уменьшения потерь в резонаторе необходимо минимальное количество разрывов в волноводе или других неоднородностей. Так как волновод газового лазера выполняется из стеклянных трубок, то оказывается невозможным поместить внутри стеклянной трубки без зазора вращающееся двугранное металлическое зеркало. Для устранения зазора торец 6 волновода 1 выполнен по форме отражающего элемента и жесткое ним скреплен. Торец 7 волновода размещается на сколь угодно малом расстоянии от проволочного поляризатора 4 без соприкосновения с ним. Диаметр отверстий 8 и 9 в случае злектроразрядного лазера может составлять менее 0,2 от диаметра волновода и мало сказьшается на потерях в волноводе. Волновод 1 совместно с отражающим элементом 5 с помощью поворотного устройства поворачивается вокруг оси с фиксацией этого положения. Для обеспечения максимальной мощности угол поворота устанавливается равным oi по выражению (1). Электроды 10 и 11 служат для возбуждения активной среды 2, Поворотное устройство может быть выполнено в виде вала 12, жестко скрепленного с двугранным металлическим зеркалом. Ban 12 имеет скользящее вакуумное уплотнение 13 и поворотную ручку 14 с отсчетом угла поворота н фиксацией этого угла. Устройство работает следующим образом. Источник 3 Накачки посредством электродов 10 и 11 возбуждает активкую среду 2, в которой возникает лазерное излучение соответствующей частоты. Для удобства будем рассматривать излучение, отраженное от проволочного поляризатора 4, Это излучение, имеющее поляризацию, параллельную проволокам (для ортогональной поляризации проволочный поляризатор 4 является прозрачным), проходя через активную среду 2, усиливается и попадает на двугранное метал.лическое зеркало 5. Если угохс между ребром этого зеркала и направлением вектора поляризации падающего излучения имеет величину об, то угол между вектором

ВОЛНОВОДНЫЙ ГАЗОВЫЙ ЛАЗЕР, содержащий волновод с активной средой, источник накачки и резонатор, образованньй проволочным решеточным поляризатором и отражающим элементом, расположенными с противоположных торцов волновода, отличающийс я тем, что, с целью повышения выходной мощности при расширении диапазона генерируемых частот, отражают й элемент выполнен в виде двугранного металлического зеркала с углом между гранями равным 90°, расположенного на торце волновода, а волновод снабжен устройством поворота вокруг оси лазера, при этом угол об между ребрами двугранного зеркала и направлением проволочек решеточного поляризатора определен соотношением oL J arc sin-(goLa) -а, 9 где g(j - коэффициент усиления активной среды; L - длина активной среды; а - общие лотери резонатора.