Активный материал для оптических квантовых генераторов Советский патент 1979 года по МПК H01S3/16 

ких осей четвертого порядка. Afft представляет собой атом Ag , находшиий : ся в катионном узле щелочно-галоидно- го кристалла, рядом с которым находится анионная вакансия, В щелочно-галоидных кристаллах, содержащих А, центры, при возбуждении в длинноволновую полосу поглощения этих центров наблюдается интeн сивная люминесценция в ин4чракрасной области в диапазоне от 1 до 2/ . Kaaja товый выход люминесценции бпиэок к единице. Время жизни в возбужденном релаксированном состоянии порядка 10 сеж, чтр позволяет легки создавать в этом состоянии инверсную населенность отоосительно нерелаксированного основч состояния. В результате может быть получено стимулированное излучение в области длин волн от 1,3 до 2,ЗЛ. На J)Hft 1 11редставлены энергетические уровни центров} на фиг. 2 изображена схема перестраиваемо го твердотельного лазера с оптической накачкой на кристалле с Agr центрами} на фиг. 3 показаны две Оптические полосы поглощения D и Dj, Agf-цен-; тров в кристалле- КО&(1) и наведенный линейный дихроизм, наблюдаемы В этих полосах. Схема энергетических уровней и оптических переходов для центров, поясняющая работу лазера, показана на фиг. 1. Здесь имеется один релаксичрованный уровень В, на который безиз. лучательнб переходят электро1йы, возбуждаемые светом накачки в зэ или 131 полосы. С уровня В электрон переходит сначала в основное нерелаксированное состояние С (при эТом лазер излучает) а затем безкзлучатепьно в основное состояние А. Время жиши в состояниях 3) и С порядка Ю сек, время жиз ни на уровне В Ю сек. Таким образ уровни D,g, В, С и А образуют высокоэффективную четьфехуровневую систем для работы лазера с оптической накачкой. Для создания инверсной населенност между уровнями не требуется большой мощности накачки, так как населенност уровня С близка к нулю. Перестраиваемый твердотельный лаз с оптической накачкой (фиг. 2) содержит рабочий кристалл 1 с А центрам представляющий собой пластинку толщиной 1 - 2 мм, выколотую вдоль плоско тей юо, перестраиваемый резонатор, состоящий из входного зеркала 2, отражателя 3, дисперсионного элемента 4, выходного зеркала 5, источника. 6 света накачки, собирающей линзы 7 и криостата 8. В качестве источника 6 оптической накачки используется капмиевый лазер с длиной волны 4440 А. Луч лазера через собирающую линзу 7 и входное зеркало резонатора 2 попадает на рабочий кристалл 1. Входное зеркало 2 должно иметь высокий коэффициент отражения па длинах волн люминесценции центров в диапазоне 1,3 - 2,3 и большой коэффициент дропускания (Т 80% для длины волны света накачки 4440 А. Рабочий кристалл 1 QgH HTHpoBBH таким образом, что ось юо кристалла лежит в плоскости чертежа. Вектор поляризации луа, накачки также лежит в этой плоскости. Кроме того, рабочий кристалл ориентирован под углом Брюстера к направлению луча накачки. Вывод излучения из резонатора производится через выходное зеркало 5, которое должно иметь коэффициент отражения Я 95 % на длине волны излучения. , f Светом накачки 4440 А А центры возбуждаются в длинноволновую полосу поглощения Б (фиг. 3). Том же приведена излучения кадмиевого лазера. При оптической накачке в В -линию наблюдается люминесценция в инфракрасной области.. Полоса люминисценции Ае центров кристаллах KCf находится в пределах 1,3 -1,8у«, met - 1,4 - 2, КВг- 1,5 - 2,2-1/ КСе : кЗ - Г,5 2,ЗХ. Таким образомлазер на щелочно- галоидном кристалле с Ag. центрами позволяет получить новые рабочие частоты генерации в диапазоне длин волн от 1,3 (ДО 2,, тогда как у лазера на щелочно-галоидном кристалле с F. (П) центрами Л генерации 2/f, Кроме того, поскольку полоса люминесценции Agf центров (,15 эв) примерно в два раза шире, чем у Рд (П) центров (- 0,06 эв), диапазон перестройки предлагаемого лазера также примерно вдвое щире. В отличие от Рд (И) центров А д-р центры могут быть выстроены вдоль одной из кристаллографических осей что превышает вдвое коэ(|х{)нциен1 преобразования энергии, так как зто гюэволяет использовать более 80% Асг. центров в работе лазера (вместе npi мерно 40% для Рд (II) центров). Рабочий кристалл с Ag центрами может храниться при комнатной температуре в Tenefme длительного времени (не менее цвух лет), тогда как рабочий кристалл с Рд (и) центрами необходимо каждый рэа изготрвлять заново. Рабочий кристалл предлагаемого лазера прост в изготовлйсии, имеет малую стоимость. Формула изобретения 1. Активный материал для оптически квантовых генераторов на основе шелочнб-галоидного кристалла с пентрпми окраски, отличающийся тект, что, с целью получения новых рабочих частот генерации и расширения пиапа.зона перестраиваемых частот, Щ8лочно-1 аловдный кристалл содержит Ag- центры. 2. Активный материал по п. 1, отличающийся тем, что Ag центры щелочно-галоидного кристалла ориен- тированы вдоль одной из кристаллографических осей четвертого порядка. Источники информапии, принятые во внимание при экспертизе 1. Кан М. П. и др. Оптические квантовые генераторы, Саратов, СГУ, 1964, с. 325. 2-1 F. ЛАобЕепапег, В. н ре son вго tunatjle Caeers. coEoi-centers Л-Арре. Phse. 46,1975, 3f09.

IJoa.

Люп. -

Риг.2

too

t

f (

И

low

Яини/1 кадние90гв лазера

500 A(n)

tso

. 3