ПЕРЕСТРАИВАЕМЫЙ ЛАЗЕР С ЛАЗЕРНОЙ НАКАЧКОЙ Советский патент 1995 года по МПК H01S3/10 

Изобретение относится к квантовой электронике, в частности к лазерам с перестраиваемой длиной волны излучения, лазерным спектрометром и измерительным лазерным комплексом на основе перестраиваемых лазеров.

Цель изобретения увеличение точности установки и скорости перестройки длины волны генерации, а также осуществление многочастотной генерации.

На чертеже приведена блок-схема перестраиваемого лазера, включающая оптическую схему.

Устройство состоит из активной среды, включающей зоны возбуждения 1.1 и 1.2, выходного отражателя 2 резонатора, секционированного отражателя, выполненного в виде набора отражательных элементов 3.1 и 3.2, дисперсионного элемента 4, оптического дефлектора 5, отклоняющего световой пучок в плоскости дисперсии резонатора, блока 6 управления оптическим дефлектором, дефлектора 7 либо перемещающего, либо расщепляющего пучок лазерной накачки 8, блока 9 управления дефлектора и блока 10 программной перестройки.

Устройство работает следующим образом.

Из блока 10 программной перестройки в соответствии с заложенной программой на блок 9 поступает сигнал, соответствующий номеру поддиапазона, в пределах которого должна находиться рабочая длина волны, а на блок 6 сигнал, определяющий положение рабочей длины волны внутри поддиапазона. Под воздействием поступающего с блока 9 управляющего сигнала дефлектор 7 отклоняет лазерный пучок лазерной накачки 8 на фиксированный угол и направляет его на соответствующую зону возбуждения (1.1 или 1.2) в активной среде, при этом резонатор замыкается соответствующим отражательным элементов (3.1 или 3.2) секционированного отражателя. Длина волны, на которой возникает генерация в дисперсионном резонаторе, определяется фиксированным взаимным положением отражателя и элемента 4, обладающего угловой дисперсией, а также определяемым дефлектором 5 положением светового пучка в плоскости дисперсии. Для обеспечения сопряжения поддиапазонов перестройки и точного выхода на заданные длины волн лазер перед началом использования калибруют, находя экспериментально однозначное соответствие между управляющими сигналами с блоков 6 и 9 и длиной волны генерации в каждом поддиапазоне.

В случае многочастотной генерации в активной среде одновременно возбуждается несколько зон, т.е. лазер работает одновременно в нескольких поддиапазонах. При этом использование многоканального дефлектора 5 в совокупности с многоканальным блоком 6 управления дает возможность независимого управления длиной волны в каждом поддиапазоне. Электронное переключение зон возбуждения в активной среде с автоматическим использованием соответствующих им секций отражателя позволило существенно увеличить точность установки и скорость перестройки длины волны генерации за счет исключения инерционного и имеющего люфты механизма поворота зеркал резонатора, а также получить многочастотную генерацию с независимым управлением длиной волны в каждом поддиапазоне.

В качестве активной среды могут использоваться любые лазерные среды, обладающие широкими полосами люминесценции, например растворы органических красителей. Выходным отражателем 2 может служить плоское зеркало либо известные призменные отражатели. Секционированный отражатель может быть выполнен в виде склейки нескольких зеркал, дисперсионный элемент 4 в виде дисперсионной призмы или дифракционной решетки, работающей на пропускание. Можно совместить функции элементов 3.1 и 3.2 и 4 и использовать систему дифракционных решеток, работающих в автоколлимационном режиме (одинаковых или различных, установленных в общем случае под разными углами). В качестве дефлектора 5 лучше всего подходит акустооптический дефлектор (например, из парателлурита). Тогда блок 6 управления оптическим дефлектором 5 представляет собой синтезатор частот, работающий в диапазоне 20-100 МГц (для парателлурита). В качестве дефлектора 7 могут использоваться либо дискретный электрооптический дефлектор, либо акустооптический дефлектор, в котором используются одновременно "нулевой" и "дифракционный" порядки брэгговской дифракции света на звуковой решетке. В качестве блока 9 в зависимости от типа дефлектора могут использоваться источник постоянного напряжения двух уровней с возможностью их переключения (максимальное напряжение обеспечивает поворот плоскости поляризации в поляризационном модулятора на 90^о, а промежуточный уровень напряжения состояние поляризации, необходимое для расщепления пучка по нескольким каналам одновременно), или синтезатор частот (для акустооптического дефлектора). В качестве программного блока управления 10 можно использовать миниЭВМ "Электроника-60".

Изобретение относится к квантовой электронике, в частности к лазерам с перестраиваемой длиной волны излучения, лазерным спектрометрам и измерительным лазерным комплексам. Целью изобретения является увеличение точности установки и скорости перестройки длины волны генерации, а также осуществление многочастотной генерации. С блока 10 программной перестойки через блоки 6 и 9 на дефлекторы 5 и 7 поступают управляющие сигналы, в соответствии с которыми дефлектор 7 осуществляет переключение пучка накачки 8, создающего в активной среде зоны возбуждения 1.1 и 1.2, а акустооптический дефлектор 5 отклонение пучка в плоскости дисперсии резонатора. Использование секционированного отражателя, выполненного в виде набора отражательных элементов 3.1 и 3.2, расположенных один над другим в плоскостях, перпендикулярных плоскости дисперсии резонатора в совокупности с дефлектором 7, позволит исключить механизм механического поворота отражателя. Выполнение дефлектора 5 и блока 6 многоканальными позволит получить многочастотную генерацию с независимой перестройкой каждой длины волны генерации. 1 з. п. ф-лы, 1 ил.

1. ПЕРЕСТРАИВАЕМЫЙ ЛАЗЕР С ЛАЗЕРНОЙ НАКАЧКОЙ, содержащий активную среду, расположенную в резонаторе, образованном отражателями, между которыми размещены элемент, обладающий угловой дисперсией и оптический дефлектор, отклоняющий лазерный пучок в плоскости дисперсии резонатора, отличающийся тем, что, с целью увеличения точности установки и скорости перестройки длины волны генерации, а также осуществления многочастотной генерации, на пути пучка лазерной накачки вне резонатора установлен дефлектор, перемещающий или расщепляющий пучок лазерной накачки в плоскости, перпендикулярной плоскости дисперсии резонатора, по крайней мере один из отражателей резонатора выполнен секционированным в виде набора отражательных элементов, расположенных один над другим в плоскостях, перпендикулярных плоскости дисперсии резонатора. 2. Перестраиваемый лазер по п.1, отличающийся тем, что дисперсионный элемент совмещен с ближайшим к нему секционированным отражателем и выполнен в виде набора дифракционных решеток, работающих в автоколлимационном режиме.