Одномодовый твердотельный лазер Советский патент 1990 года по МПК H01S3/05 

1

Изобретение относится к квантовой электронике, в частности к одномодо- вым твердотельным лазерам.

Цель - повышение мощности основной моды ТЕМОВ лазерного излучения и увеличение степени его поляризации.

На фиг.1 изображена конструкция одномбдового твердотельного лазераj на фиг.2 - кристаллический активный элемент, поперечное сечение.

Одномодовый твердотельный лазер состоит из квантрона 1 с расположенным в нем отражателем 2, внутри которого установлены кристаллический активный элемент 3 и лампа 4 накачки. Лампа 4 накачки электрически связана с блоком 5 питания. Квантрон 1 гидравлически связан с блоком-б охлаждения. Квантрон 1 расположен между зеркалами 7 и 8 открытого резонатора лазера. Поперечная мода ТЕМ выделяется диафрагмой 9, установленной на оптической оси внутри открытого резонатора. На кристаллическом активном элементе 3 в местах наибольшего значения двулучепреломления, наведенного накачкой, выполнены выемки 10, параллельные оптической оси активного элемента. Глубина выемок 10 удовлетворяет соотношению - гс,где г - радиус кристаллического активного элемента 3, гс - радиус основной моды ТЕМ во внутри кристаллического активного элемента 3. Наличие выемок 10 на поверхности кристаллического активного элемента 3 приводит к уве4ьvj

СО

о ел

зэ

личению части объема активного элемента, в которой отсутствуют потери на деполяризацию излучения.

Эго приводит к увеличению радиуса основной моды ТЕК00 до величины г 0, что позволяет снимать инверсную населенность в моду ТЕМ00 большего радиуса (при соответствующем увеличении радиуса диафрагмы 9). Уменьшение термически наведенного в активном элементе двулучепреломления приводит к возрастанию степени поляризации лазерного излучения. Места наибольшего значения наведенного накачкой двулучепреломления в кристаллическом активном элементе 3 определяются экспериментально, например, по интерференционной картинг сколлимированного монохроматического излучения, прошед were через активный элемент, установленный в скрещенных поляризаторах, в рабочем режиме накачки в разъюстиро- ванном резонаторе. Для удобства крепления активного элемента в квантроне выемки 10 могут немного не доходить до торцов кристаллического активного элемента 3.

В конкретном примере кристаллический активный элемент 3 выполнен из АИГ:М диаметром 5 мм, длиной 100 мм. Четыре выемки 10 расположены под углом 45 с к кристаллографическим осям (места наибольшего значения наведенного накачкой двулучепреломления) . Глубина выемок h 1,2 мм, выемки 10 расположены параллельно оптической оси кристаллического активно

го элемента и не доходят до его торцов по 5 мм. При накачке 4 кВт мощность излучения в моде ТЕМ0о тюэрасла на 40%, личилась с прототипом,

Оо

а степень поляризации уве- 86 до 96% по сравнению с

0

5

о

5

0

Формула изобретения

Одномодовый твердотельный лазер, содержащий установленный между зеркалами открытого резонатора квантрон с расположенными в отражателе кристаллическим активным элементом и лампой накачки, электрически связанной с блоком питания, блок охлаждения, гидравлически связанный с квантроном, и диафрагму, расположенную на оптической оси внутри резонатора, о Tt- личающийся тем, что, с целью повышения мощности основной моды ТЕИ00 лазерного излучения и увеличения степени его поляризации, в активном элементе в местах наиболь- итих значений наведенного накачкой двулучепреломления выполнены выемки, параллельные оптической оси активного элемента, причем глубина h выемок удовлетворяет соотношению

h г - г

о

Г г. где1 г - радиус поперечного сечения активного элемента; радиус поперечного сечения моды ТЕМ Оо внутри активного элемента.

8

Изобретение относится к квантовой электрокике, в частности к одно- модовым твердотельным лазерам. Цель - повышение мощности основной моды ТЕМ00 лазерного излучения и увеличение степени его поляризации Изготовление на боковой -поверхности кристаллического активного элемента 3 выемок 0„ расположенных в местах наибольшего значения наведенного накачкой лучепреломления, параллельных оптической оси кристаллического активного элемента 3S определенной глубины позволяет увеличить часть объема 1 кристаллического активного элемента, в котором отсутствуют потери на деполяризацию излучения. Это дозволяет на 40% увеличить мощность излучения основной моды ТЕМ0а лазерного излучения и повысить степень поляризации излучения с 86 до 96%. 2 ил. . SS

Фиг. 1

СоюЗ

Фаз. 1

10

Ј001

10