Лазер с распределенной обратной связью Советский патент 1992 года по МПК H01S3/213 

Иэобретерпи оттюслтся к облясти кпан сопой электроники, а более .конкретно - к лазерам па растпорях кра- cHTejiGfi с распределелмой обратной

Ч

связью (FCIC;.

UeJibM изобретения янляется повыше- кие стабильности длины волны генерации лазера при измеиепии температуры охруз(аю1цей среды.

На чертеже схематично изображен предлагаемый лазер

Отс ек 1 полностью заполнен раствором красителя объемом V отсек 2 полностью заполнен жидкой средой oCibe MOM Vij j нембра а 3 разделяет отсеки I и 2s прокладка 4 между крышкой 5 и корпусом 6 кюветы вместе с болтами 7 .и 8 обеспечивает герметичность кю SeTbij голографическая решетка 9 и зеркало 10 формируют периодическую структуру показателя преломления и Коэффициента усилений раствора кра- ситагш кварцевая подложка -1 служит ,аля ввода излучения накачки Я ,( и вы вода излучегшя генерации Л прок ладкл 12 и винт 3 герметизируют заправочное отверстие отсека 2 кюветы.. Аналогичное заправочное отверстие имеется в отсеке 1 (на чертеже не по казаке). Объемы V, и V, удовлбт™

оряют соотноше}шю

V J

v7

рйчем;

. ft -З х,

fti

X

- AJ

Рч

(1)

7

где fi,

и

(bj- коэффициенты объемного расширения раствора красителя и жидкой среды соответственно; к,| и Хл - Коэффициенты сжимаемое™ ти раствора красителя и ж адкой среды соответственно;

Tfi расчетное изменение давления в кювете на один градус температ фы Устройство работает следующим образом.

При повышении температуры окружаю- гчей- среды происходит повышение температуры, Т раствора красителя и жидкой средЫе вызыпаютеё в герметичной кювете возрастание давления Р в растворе красителя и жидкой среде«

Издестно, что повьаиение температуры раствора красителя приводит к отрицательной зависимости показателя

преломлепич от температуры Т и соот- гзетствепно приводит к уменьшению дг1И ны Bojuuii reiiepaiuiH FOC-лазера.

Также известно, что сдавливание расттзора красителя приводит к положительной зависимости п от. Р и соответственно приводит к увеличению длины волны генерации РОС лазера.

Поэтому в герметичной кювете происходит уменьшение температурной зависимости длины волны генера1ши лазера за счет компенсации изменения показателя преломления и раствора красителя при изменении температуры противоположным по знаку изменением величины п при изменении давления. Лучшая температурная стабилизация показателя преломления раствора красителя, а следовательно, и длина волны Генераций достигается в том случае,, если, жидкая среда, расположенная в отсеке 2, развивает при повышении температуры большее давление, чем раствор красителя и оказывает через мембрану дoпoлниteльнoe давление на краситель. Поставленное условие выполняется если отношение коэффициента объемного расширения д, к коэффициенту сжимаемости х жидкости в отсеке 2 .превьшает отношение

расоответствующих величин д, и к створа красителя в отсеке 1,

5

0

5

0

5

В том. случае, когда объемы V. и V/I удовлетворяют соотношению ( 1 ), происходит полная температурная стабилизация длины волны генерации лазера, так как уменьшение показателя преломления за счет увеличения темпе- ратуры полностью компенсируется его увеличением за счет возрастания давления. Для того, чтобы устройство работало при понижении температуры окружающей среды на 3 -Ь°, необходимо проводить заправку лазера красителем и жидкой средой при температурах на меньшей, чем температура среды, в которой будет эксплуатироваться лазер. Выполнение соотношения

(1) .между объемами V и V при ус- , ..2 Р,

ловии -- 7 -- в герметичной кю- х X,

вете позволило повысить стабильность длины волны излучения генерации лазера на Д1за. порядка (до l,6 t() нм/град) при изменении температуры окружающей среды от 18 до 28°С.

Формула изобретени

Лазер с распределенной обратной связью, содержащий кювету с раство- ром красителя и оптическую систему формирования периолической структуры показателя преломления и коэффициента усиления раствора красителя, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности длины волны генерации лазера при изменении температуры окружающей среды, кювета выполнена герметичной и содержит два отсека, разделенных мемб- раной, один из отсеков объемом V,, содержатий систему формирования периодической структуры, заполнен раст вором красителя, другой отсек объемом V - жидкой сжимаемой средой с

где

положительным Коэффициентом об1 емно- го расширения 0, и коэффициентом объемного (ржатия х, удовлетворяюти- ми условию

Ct .

7 ,

X, X ,

коэффициенты об: :много расширения и объемного сжатия t раствора красите.- ля соответственно,

причем соотношение объемов V и V

удовлетворяет условию

где /5 и

1

Vi

V.

fit -ЛУ-

- расчетное изменение давления в кювете На градус температуры.

Изобретение-относится к приборам квантовой электроники, а более конкретно к лазер ам на растворах красителей с распределенной обратной связью. Цель изобретения - повышение стабильности длины волны генерации лазера при изменении температуры окружающей среды. Лазер состоит из герметичной кюветы, содержащей отсек t объемом У,и отсек 2 объемом V, полностью заполненные раствором красителя и жидкой средой, соответственно разделенные между собой мембраной 3. Герметичность кюветы обеспечивается прокладкой 4 между крышкой 5 и корпусом 6 кюветы и болтами 7,8. В отсеке 1 находится оптическая система формирования периодической структуры показателя преломления и козффициента усиления лазера, состоящая из голографической решетки 9 и зеркала 10. Излучение накачки, Ац и генерации А выводится через кварцевую подложку 11. В отсеке 2 находится заправочное отверстие, тизированное прокладкой 12 и винтом 13. Соотношение между объемами V и Vj определяется по формуле Vj/V, ( -y i / r i / i /5, и ЛГ коэффициенты объемного расширения раствора красителя и жидкой среды соответственно, х и х - козффи- г циенты сжимаемости раствора красителя и жидкой среды, соответственно удовлетворяющий соотношению ,/х, у- расчетное изменение давления в кювете на градус тем- . пературы, 1 ил. (Л С