Двухчастотный лазер Советский патент 1976 года по МПК H01S3/08 

Изобретбниз относится к области кэантоЕОй электрогшки.

Известны двухчастотные лазеры с активнь5ми элементами, приме::шамь;е для получения когерентного и-злучеггия суммерной и разностной частоты в нелинейном элементе, расположенном вщтри либо вне резонатора Для увеличенк;я э(|х|)ект1лвнсстп процесса смешения поляризации исхоцьгых излучеккй должны быть ортогональны,; Однако лазеры, в которых поляризаций --гзлу-чения задается необходимым образом, сложны по устройству, В известных же простых по устройству дзухчастотных лазерах поляризация излучения не контролируется.,, и поэтому смешение излучеш й производится по не самой эф4)ектизной схеме преобрйзования.

Целью изобретения является увеллчение точности нестройки взаимной ортогональноети плоскостей поляризации выходных из,пу-чений генерирующих частот.

Для этого один из отражателей выполнен в виде поляризационной нризмы полного вщреннего отражеш я таким образом, что плос

кости поляризации излучений обеих частот в резонаторе совпадают, а другой отражатель выполнен на подложке из оптически активного материала с оптической осью, параллельной оси резонатора и толщиной, обеспечивающей разность углов поворота плоскостей пол,яркзации излучений, 90°. По,ляризационная призма полного внутреннего отражек1я выполнена из двулучепреломляюшего материала в виде, например, трехкли четы,рехгранной призмы, входная грань которой перпекцикулярна оси резонатора, отражающая наклонена к входной под таким углом, что условие полного вн треннего отражения на частота,х генерации выполняется только для луча, поляризованного в плоскости па, или в плоскости, перпендикулярной плоскости падения, а противоположная к входной rpaHii призмы составляет с отражающей гранью прямой угол,

Преим ществами устройства является и то, что в нем, благодаря примененной призме-по,ляризатору, можно осуществлять управление диаграммой направленности излучения и скоростью включения добротности при модуляции излучения.

Изобретение поясняется чертежом, где

1- призма -поляризатор (о,Ь - поляризующие грани, f - угол наклона входной грани к поляризующим), 2 и 3 - активные элементы, 4 - выходной отражатель (кристаллическая пластина), 5 - выходной луч лазера.

Устройство работает следующим образом При возбуждении активных элементов

2и 3, генерирующих две различные длины волны (например, неодимовое стекло и рубин) испускаемый ими свет отражается призмой 1, усиливается стержнями и выходит через выходной отражатель 4, Часть излучения, отраженная выходным отражагелем, возвращается в активные элементы, усиливается ими, и процесс повторяется.

Призма полного вн греннего отражеш-ш 1 изготовлена из двулучепрепомляюшего материала, причем угол наклона входной грани f , равный углу падеь-ия луча на отражающие Q и Ь г сделан таким что условие полного ыг/треннего отрс кений выполршется только для луча одной поляризации. В этом случае сзст, падающий на выходной отражатель; будет поляризован, так как генерения разы-твается .за много проходов света через резонатор, и паже небольших потерь для другой поляризации, испытываюш.ей частичное отргхжение, достаточно, чтобы она генерировалась. После прохождения кристаллической лластины 4 плотность поляризации луча поворачивается на угол, зависящий от длины 1юлньз. Пластина выполнена из дву гучепреломляющего материала и толщина ее подобрана таким образом, что разность углов поворота шюс/

кости пояяригшции для двух генерируемых лазером частот равна 90°, В этом случае лучи разной длины волны будут поляризованы взаимно перпендикулярно.

Формула изобретения

1.Двухчастотный лазер, содержащий два активных элемента, расположенных между отражателями, отличающийся тем, что, с целью увеличения точности настройки взаимной ортогональности плоскостей поляризации выходных излучений генерирующих частот, один из отражателей выполнен в виде по7 яризационной призмы полного внутреннего отражения таким образом, что плоскости поляризации излучений обеих частот в резонаторе совпадают, а другой отражатель выполнен на подложке из оптически активного материала с оптической осью, параллельной оси резонатора, и толщиной, обеспечивающей разность углов поворота плоскостей поляризации излучений, равную 90.

2.Лазер по п. 1, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что поляризационная призма полного вн /треннего отражения выполнена, из двулучепреломлящего материала в виде, например, трех- четырехгранной призмы, входная грань которой перпендикулярна оси резонатора, отражающая наклонена к входной под таким углом, что условие полного внутреннего отражения на частотах генерации выполняется только для луча, поляризованного в плоскости падения или в плоскости, перпендикулярной плоскости падения, а противоположная к входной грань призмы составляет с отражающей гранью прямой угол.