КОЛЬЦЕВОЙ ЛАЗЕР Советский патент 1996 года по МПК H01S3/83 

Изобретение относится к квантовой электронике и может быть использовано для создания мощных импульсных источников когерентного узкополосного оптического излучения.

Цель изобретения повышение помехоустойчивости кольцевого лазера. На чертеже изображен предлагаемый лазер. Он содержит затвор 1, активный элемент 2, отражатели 3-6, электронное устройство 7 управления электрооптическим затвором, счетчик 8, фотоприемник 9, источник постоянного напряжения 10, ключевое устройство 11, блок управления 12 ключевым устройством и блок поджига 13 в системе накачки активного элемента.

Кольцевой лазер содержит полуволновой электрооптический затвор 1, работающий на выключение и состоящий из поляризатора, модуляционного элемента и анализатора. Поляризатор и анализатор электрооптического затвора 1 расположены в резонаторе так, что плоскость поляризации составляет угол с плоскостью поляризации анализатора. Активный элемент 2 помещен в одном из плеч кольцевого резонатора на его оптической оси. Кольцевой резонатор образован отражателями 3, 4, 5 и 6, причем отражатели 4 и 6 образуют пассивный вентиль. В цепь запуска электронного устройства 7 управления электрооптическим затвором включен счетчик 8 с модулем К_сч=n, где n номер первого пичка свободной генерации с шириной спектра, соответствующей одной аксиальной моде. Фотоприемник 9 оптически связан через анализатор электрооптического затвора 1 с резонатором лазера и электрически со счетным входом счетчика 8. Питание счетчика 8 осуществляется источником постоянного напряжения 10. В цепи питания счетчика 8 установлено ключевое устройство 11. Выход блока управления 12 ключевым устройством электрически связан с управляющим входом ключевого устройства 11, а вход с блоком поджига 13 в системе накачки активного элемента.

Ключевое устройство 11 собрано на транзисторе КТЗ15В. Блок управления 12 ключевым устройством подставляет собой одновибратор, собранный на микросхеме К155ТМ2, с линией задержки на входе. Активный элемент рубиновый стержень; полуволновый электрооптический затвор на основе кристалла КДР; устройство управления электрооптическим затвором стандартный блок питания БПЗ-2Л; фотоприемник ФЭУ-30; отражатели зеркала с диэлектрическим покрытием, счетчик -на основе микросхемы К155ИЕ7.

Принцип действия устройства составит в следующем. При описанном выше расположении поляризатора и анализатора электрооптического затвора 1 часть излучения проходит через анализатор, как обыкновенная волна, не меняя направления распространения, а другая часть преломляется в анализаторе, как необыкновенная волна, и выводится из резонатора. При соответствующей накачке активного элемента 2 и выключенном электрооптическом затворе 1 в резонаторе развивается излучение свободной генерации. Часть излучения свободной генерации, выходящая из анализатора электрооптического затвора 1, поступает на фотоприемник 9. Сигнал с фотоприемника 9 поступает на счетный вход счетчика 8. При поступлении на фотоприемник 9 пичка свободной генерации, являющегося импульсом счета с номером n К_сч, счетчик 8 переходит в исходное состояние. Полученный при этом на выходе счетчика 8 сигнал используется для запуска устройства 7 управления электрооптическим затвором 1. Включение электрооптического затвора 1 стимулирует развитие в кольцевом резонаторе лазера моноимпульсной генерации мощности. Номер n первого пичка свободной генерации с шириной спектра, соответствующей одной аксиальной моде (минимальной ширине спектра), определяется предварительно в каждом конкретном случае путем экспериментального исследования спектра свободной генерации. После чего устанавливается модуль счета счетчика К_сч=n. Ключевое устройство 11 в исходном состоянии разомкнуто, что обеспечивает обесточивание счетчика 8 и препятствует возникновению ложного сигнала на входе устройства 7 управления электрооптическим затвором за счет импульсной помехи от поджига импульсных ламп накачки активного элемента 2. При поджиге импульсных ламп синхроимпульс от блока поджига 13 системы накачки поступает на вход блока управления 12 ключевым устройством. Спустя некоторое время Δt после импульса поджига блок управления 12 ключевым устройством вырабатывает импульс, обеспечивающий запирание ключевого устройства 11 на необходимый промежуток времени и соответственно подачу питающего напряжения на счетчик 8 от источника постоянного напряжения 10. Время Δt определяется линией задержки на входе одновибратора в блоке управления 12 ключевым устройством и выбирается в соответствии с длительностью действия имульсной помехи, возникающей во время поджига импульсных ламп накачки активного элемента 2. Обычно оно не превышает десятка микросекунд. Подача питающего напряжения на счетчик 8 через промежуток времени Δt после поджига импульсных ламп накачки активного элемента обеспечивает функционирование всей схемы, описанное выше к моменту возникновения свободной генерации в резонаторе лазера.

Кольцевой лазер по авт. св. N 999911, отличающийся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, в цепь питания счетчика импульсов введено ключевое устройство с блоком управления, выход которого электрически соединен с управляющим входом ключевого устройства, а вход - с блоком поджига в системе накачки активного элемента.

Кольцевой лазер по авт. св. N 999911, отличающийся тем, что, с целью повышения помехоустойчивости, в цепь питания счетчика импульсов введено ключевое устройство с блоком управления, выход которого электрически соединен с управляющим входом ключевого устройства, а вход с блоком поджига в системе накачки активного элемента.