ЭЛЕКТРОРАЗРЯДНЫЙ ЛАЗЕР С КОНВЕКТИВНЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ РАБОЧЕЙ СРЕДЫ Советский патент 1994 года по МПК H01S3/81 

Изобретение относится к квантовой электронике и может быть использовано при создании мощных технологических СО₂-лазеров с узконаправленным излучением.

Целью изобретения является уменьшение угловой расходимости лазера с сохранением величины мощности выходного излучения.

На чертеже приведена блок-схема предлагаемого устройства.

Устройство содержит разрядную камеру 1, газовый контур 2 с активной средой 3, заднее зеркало 4, поворотные зеркала 5, вогнутое поворотное зеркало 6, вогнутое поворотное зеркало 7, выходное зеркало 8.

Лазер работает следующим образом. Через разрядную камеру 1 газовым контуром 2 прокачивается активная среда 3, которая возбуждается разрядным устройством (на блок-схеме не показано). При повышении населенности верхнего лазерного уровня порогового значения в объеме резонатора возбуждаются электромагнитные колебания. Причем разные области потока находятся в разных условиях. Активная среда в центральной части последовательно проходит через все части резонатора, а вблизи границы только через выходную область резонатора с большим световым пучком. Высокая интенсивность света в выходной области резонатора обеспечивает эффективное использование всей активной среды, а использование составного резонатора позволяет реализовать режим генерации с малым числом N и малой угловой расходимостью светового пучка.

П р и м е р. Опыты проводили на установке, аналогичной установке ХЕБР-1А. Газовая смесь CO₂:N₂:He в соотношении 1:4:20, давление 30 Торр, скорость потока газа 60 м/с. Вкладываемая мощность 15 кВт, выходная мощность 1,2 кВт. Диаметр входного зеркала 1,7 см, коэффициент увеличения телескопа, образованного двумя поворотными зеркалами 2, диаметр выходного зеркала 2,54 см. Угловая расходимость излучения 2 мрад, что значительно меньше угловой расходимости, достигнутой при одинаковых разрядах зеркал и без телескопа, 3 мрад.

Сущность изобретения: лазер содержит разрядную камеру, газовый контур и оптический резонатор, состоящий из поворотных зеркал, заднего зеркала и выходного зеркала. Система поворотных зеркал образует телескоп с коэффициентом увеличения М, где M≥1. Заднее, поворотное и выходное зеркала в зависимости от расположения имеют разные диаметры, а выходное зеркало размещено вниз по потоку рабочего газа относительно заднего зеркала. 1 ил.

ЭЛЕКТРОРАЗРЯДНЫЙ ЛАЗЕР С КОНВЕКТИВНЫМ ОХЛАЖДЕНИЕМ РАБОЧЕЙ СРЕДЫ, содержащий разрядную камеру, соединенную с газовым контуром, оптический резонатор, включающий заднее зеркало, систему поворотных зеркал и выходное зеркало, оптические оси которых лежат в одной плоскости, параллельной направлению газового потока в камере и перпендикулярной оптической оси резонатора, отличающийся тем, что, с целью уменьшения расходимости излучения, выходное зеркало расположено по потоку газа в камере ниже заднего зеркала, система поворотных зеркал выполнена так, что образует телескоп с коэффициентом увеличения M, где M ≥ 1, причем диаметры заднего и поворотных зеркал, расположенных между телескопом и задним зеркалом, в М раз меньше диаметра выходного и поворотных зеркал, расположенных между телескопом и выходным зеркалом.