ЛАЗЕРНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ БЕГУЩЕЙ ВОЛНЫ Советский патент 1995 года по МПК H01S3/08 

Изобретение относится к оптическим системам приборов квантовой электроники и может быть использовано в конструкциях лазерных усилителей бегущей волны с продольным возбуждением разряда.

Цель изобретения повышение коэффициента усиления лазерного усилителя за счет увеличения числа проходов через кювету с рабочей средой, в том числе через зоны ее максимального усиления.

На фиг. 1 показаны расположение зеркал многоходовой оптической системы предлагаемого лазерного усилителя на торцах кюветы в плоскости ее поперечного сечения и их центры кривизны при настройке на 42 прохода луча; на фиг.2 последовательность точек падения (обозначенная цифрами) луча, прошедшего через кювету.

Многоходовая оптическая система содержит основное зеркало-коллектива А, примыкающие к нему вспомогательные зеркала-коллективы В и С, а также входное D и выходное У отверстия, причем все упомянутые элементы расположены у одного торца кюветы J. У другого торца кюветы против основного зеркала-коллектива А на расстояниях радиуса кривизны расположены общее зеркало-объектив F и раздельные зеркала-объективы G, H, I. При этом общий объектив, F и раздельные объективы G, H, I установлены в разных полуплоскостях, образованных делением плоскости их расположения прямой, проходящей через центр кривизны (точка а фиг. 2) основного коллектива А. Центр кривизны общего объектива F расположен в точке пересечения оси кюветы J с отражающей поверхностью основного коллектива А (точка f фиг.1), а центры кривизны раздельных объективов G, H, I расположены в точках g, h, i на расстоянии от центра кривизны общего объектива F, соответствующем половине шага. Центр кривизны b вспомогательного коллектива В расположен в центре симметрии отображений раздельных объективов G, H на общем объективе относительно центра кривизны а основного коллектива А, а центр кривизны с дополнительного коллектива С расположен в центре симметрии отображений раздельных объективов Н, I на общем объективе F относительно центра кривизны а основного коллектива А. При этом отображения объективов G, H, I образуют на общем объективе F условные световые зоны G', H', I', показанные на фиг.2 пунктиром.

Предлагаемый усилитель работает следующим образом.

Через входное отверстие D излучение, подлежащее усилению, попадает на объектив F в световую зону G' и начинает последовательно отражаться взад и вперед между объективами F, G и коллективом А. При этом объективы F и G поочередно формируют с определенным смещением промежуточные изображения входного отверстия на основном коллективе А с центрами в точках 2, 4, 6, 8, 10, 12 с последним изображением серии с центром в точке 14, сформированным на отражающей поверхности вспомогательного коллектива В. Коллективом В излучение направляется на объектив F в световую зону Н'. Объектив F в паре с объективом Н строит вторую серию промежуточных изображений входного отверстия с центрами в точках 16, 18, 20, 22, 24, 26. При этом последнее изображение серии с центром в точке 28 формируется на отражающей поверхности дополнительного коллектива С. Далее излучение направляется на объектив F в световую зону I'. Объектив F в паре с объективом I формирует третью серию промежуточных изображений входного отверстия с центрами в точках 30, 32, 34, 36, 40 с окончательным или выходным изображением, сформированным в полости выходного отверстия Е, через которое усиленное излучение выводится из кюветы лазерного усилителя.

Заявляемая конструкция может быть использована и в лазерном усилителе с поперечным возбуждением, однако там она не будет иметь столь явного преимущества по сравнению с известными.

Сущность изобретения: лазерный усилитель бегущей волны содержит кювету, заполненную рабочей средой и многоходовую оптическую систему. Оптическая система включает в себя два вогнутых основное и вспомогательное зеркала коллектива и четыре вогнутых зеркала объектива. Все зеркала имеют одинаковый радиус кривизны, а также входное и выходное отверстия. К основному зеркалу коллективу примыкает дополнительное зеркало коллектив, причем все зеркала коллективы и входное и выходное отверстия расположены у одного торца кюветы, а все четыре зеркала объектива - другого. Первые три зеркала объектива расположены с одной стороны плоскости, приходящей через центр кривизны основного зеркала коллектива, а четвертое зеркало объектив размещено с другой стороны этой плоскости. При этом центры кривизны вспомогательного и дополнительного зеркала коллективов расположены в центрах симметрии соседних отображений первого, второго и третьего зеркал объективов на четвертом зеркале объективе относительно центра кривизны основного зеркала коллектива. 2 ил.

ЛАЗЕРНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ БЕГУЩЕЙ ВОЛНЫ, содержащий кювету, заполненную рабочей средой, и многоходовую оптическую систему, включающую два вогнутых основное и вспомогательное зеркала-коллектива и четыре вогнутых зеркала-объектива, центры кривизны которых расположены на отражающей поверхности основного зеркала-коллектива, причем все зеркала имеют одинаковый радиус кривизны, а также входное и выходное отверстия, отличающийся тем, что, с целью повышения коэффициента усиления, в оптическую систему введено примыкающее к основному дополнительное вогнутое зеркало-коллектив того же радиуса кривизны, при этом все зеркала-коллективы, а также входное и выходное отверстия расположены у одного торца кюветы, а все четыре зеркала-объектива у другого, причем первое, второе и третье зеркала-объективы расположены с одной стороны плоскости, проходящей через центр кривизны основного зеркала-коллектива, а четвертое зеркало-объектив размещено с другой стороны этой плоскости, при этом центры кривизны вспомогательного и дополнительного зеркал-коллективов расположены в центрах симметрии соседних отображений первого, второго и третьего зеркал-объективов на четвертом зеркале-объективе относительно центра кривизны основного зеркала-коллектива.