Лазер на растворах органических соединений с распределенной обратной связью Советский патент 1992 года по МПК H01S3/20 

)

Изобретение относится к квантовой электронике и может быть использовано при разработке лазеров как с фиксированной, так и с перестраиваемой длиной волны генерации.

.Целью изобретения является повышение КПД генерации.

На чертеже приведен предлагаемый лазер.

Лазер состоит «з кюветы 1 с раствором 2 органического соединения, входная грань состоит из подложки , 3 и слоя 4 из светочувствительного ла- териала. В светочувствительном материале записаны две фазовые голографические решетки.

Лазер работает следующим образом.

Пучок излучения накачки 1ц. направ- ляется по нормали на слой 4 из светочувствительного материала, нанесенный на прозрачную подложку 3. Подложка 3 со светочувствительным слоем 4 образуют входную грань кюветы 1 с раствором красителя 2.

После прохождения через светочувствительный слой пучок накачки 1„ дифрагирует на кажлой из фаяоных рететок.

При выборе толщины h светочувствительного слоя 4 И5 соотнотаения

.4ib

сл

4аь

tc

4

, 5nd

h - Ац

5

где d - период гологряфических решеток s n по1 азатель преломления светс,1чу1;зстнйтег1ьиого слоя 4 на дли по. волны накачки i. . При его просве- чкяаиии наблидаются волны нулевого п(-1) порядков, а волйа первого порйдка не образуется.

Уг ол д::гфракции si. обонк пучков (-1) порядка 3 растворе красителя определяется выражением

sinci- sinCp

П«л (i)

Где (р -- угол, который составляют Поверхности максимальной, интенсив- вое ти в обеих го.чографйческих решёт- кпх с нормалью к входной грани кговб- ты; П1,,р((ц) - показатель преломления раствора красителя на длине волны накачкн j, ,

При выборе угла ср из соотношения

, dn

- arc Gin rпучки нахачки, интерферируя в. растворе красителя под ух лом 2е6, создз- ют в нем пространственнум решетку .с

периодом

.

на которой при выполнении noporojjbds

условий накачки возбутадается геие- р-эцня На Длине волны

. ,,- 2 n.d,

где п - показатель преломления раствора красителя на длине волны генерации ., т,е, 1ушна волны генерации не зависит от спектрального состава накачкиS а определяется лишь величинами d и Пр / « .

Сум марная эффективность дифрак ции п пучки () порядка может достигать 90% (теоретически - около 100%). В этом ;лучае практйчесгси вся энергия накачки используется для возбуждения генерации на основе распределенной обратной связи. До-минимума сводятся потери на люминесценцию раствора, возбуждаемую пучком накачки нулевого порядка Это приводит к повышению KFIJi генерации.

Пример. Использовалась кювета со скошенными на 5 окнами, входная которой бьша образована стеклянной пластинкой толп1иной

0,5 мм с нанесенной на нее пленкой из светочувствительного материала (бихромированный желатин) толщиной 6-7 мк. .

В пленке были .записаны две голо- графические фазовые решетки с периодом dg 425 нм. В качестве активной среды использовался атональный раствор родамина 6 ж с концентрацией 1,5 X 10 моль л Возбуждение створа осутцествлялось излучением азотного лазера ЛГИ-505 (импульсная мощность 20 кВт, длительность импульса 8 НС, частота следования импульсов - до 100 Гц). Спектр накачки состоял из нескольких узких компонент с общей шириной О, нм. Излучение йакачки фокусировалось цилиндрической линзой по нормали на входную

грань кюветы. Пороговое значение мощности накачки составляло 2 кВт. Cпёkтpaльнaя ширина линии генерируемого излучения при частоте следования импульсов 100 Гц составляла

b X,. iO,OI нм.

КПД преобразования излучения накачки в генерацию раствора в этих условиях достигал 0%.

ормула изобретения

Лазер на растворах органических соединений с распределенной обратной, связьюг .содержащий кювету с раствором органического соединения, на входную грань которой нанесен слой светочувствительного материала, прозрачного для излучения накачки, в котором записана первая фазовая голографическая дифракционная решётка, 6ТЛИЧ ающийс я тем, что, с целью повышения КПД генера1ши, в слое светочувствительного материала записана вторая фазовая голографическая дифракционная решетка с периодом, равньЫ периоду первой фазовой голо- графической решетки, причем пствр- х- йости максимальной интенсивности обеих голог5)афнческик решеток составяяют j: нормальи к..входной грани кюветы углы соответственно

I -Ли

Г Гп

ч,« arc sin

I -Ли г -J-- ™-,

U -)2A2/46

ны накачки , а толщина сйеточувст- нительного слоя h выбрана из уг.ло- где d период голографических реше- ия

ток; п - показатель преломления сре- 55 п d

точувствнтельного слоя на длине вол- ,

Изобретение относится к квантовой электронике и может быть использовано при разработке лазеров как с фиксированной, так и с перестраиваемой длиной волны генерации. Цель изобретения - повышение КПД генерации. С этой целью в лазере, содержащем кювету 1 с раствором 2 органического соединения, на входную прозрачную для излучения накачки грань нанесен слой 4 светочувствительного материала. В последнем записаны две объемные фазовые голографические решетки с одинаковым периодом, поверхности максимальной интенсивности которых составляют с нормальной к входной грани кюветы углы φ=±ARCSIN[λ_H/(2DN)], где D - период голографических решеток, N - показатель преломления светочувствительного слоя на длине волны накачки.