Оптический квантовый генератор Советский патент 1991 года по МПК H01S3/82 

Изобретение относится к области квантовой электроники и может быть использовано в светолокации, в многоэкспозиционной голографии и др. в качестве импульсного источника когерентного оптического излучения.

Известно устройство оптического квантового генератора (ОКГ), создающее когерентное излучение в форме гигантских импульсов, с электрооптическим затвором на ячейке Поккельса, переключение которого выполняется в режиме, аналогичном просветлению насыщающегося поглотителя. Сужение спектра в таком ОКГ достигается с помощью искусственного.увеличения врмени формирования импульса генерации на начальном этапе. Однако наличие в резонаторе ОКГ селектирующих элементов, таких как диафрагма и наклонный покрытый эталон, приводит к дополнительным потерям, снижающим выходную

мощность ОКГ, его КПД, спектральную яркость излучения.

Известен ОКГ, который содержит активный элемент, три отражателя,образующие основной и дополнительный резонаторы, электрооптический затвор.

Недостатком известного устройства является то, что основной резонатор, в котором происходит генерация гигантского импульса, и дополнительный резонатор, в котором формируется узкополосное затравочное излучение свободной генерации, оптически связаны между собой лишь в момент переключения- добротности (включения электрооптического затвора). Это накладывает ограничение на превьпиение порога генерации, поскольку при достаточно больших превьшениях порога генерации в спектре излучения появляются дополнительные моды основного резонатора, не являющиеся собственными частотами дополнительного резонатора. Это не позволяет значительно повышать энергию накачки, и тем самым, накладывает ограничение на повышение выходной мощности излучения ОКГ и увеличение его спектральной яркости.

Цель изобретения - увеличение спектральной яркости генерируемого излучения. .

Поставленная цель достигается тем что в устройство между активным элементом и электрооптическим затвором введены делитель и оптически сопряженный с ним отражатель пучка излучения, причем основной резонатор образован четырьмя отражателями и делителем пучка излучения.

Устройство схематически изображено на чертеже.

Устройство содержит электрооптический затвор 1 , выполненный по схеме Шамбурова и состоящий из электрооптического модуляционного элемента, двулучепрепомляющей призмы и отражателя со 100% отражением (отражательная призма-крьша). Делитель 6 светового пучка при выключенном электрооптическом затворе 1 совместно с отражателями 3-5 образует дополнительный резонатор, в котором размещены селектирующие элементы: диафрагма 7 и покрытий наклонный эталон 8. Выход фотопрйемника 9 через электронное устройство 10 подключен к электрооптическому затвору 1. Отражатели 3-5 и делитель 6 светового пучка совместно с отражательной призмой включенного электрооптического затвора 1 образуют основной резонатор. Активный элемент 2 ОКГ расположен между выходным отражателем 3 и делителем 6 светового пучка. ,,

Принцип действия устройства состоит в следующем. При выключенном электрооптическом затворе 1 с увеличением коэффициента усиления в активном элементе 2 до уровня потерь в дополнительном резонаторе, образованном отражателями 3-5 и делителем 6 светового пучка, в нем развивается пучок свободной генерации. Потери дополнительного резонатора определяются внутренними потерями в ОКГ, а также коэффициентами отражения отражателей 3-5 и делителя 6 светового

пучка. При наличии в дополнительном резонаторе элементов (диафрагма 7, покрытый наклонный эталон 8), селектирующих как продольные, так и поперечные типы колебаний, вследствие большой длительности пучка свободной генерации происходит эффективное сужение спектра излучения. Часть излу-., чения, пройдя через делитель 6 светового пучка, падает под углом Брюстера на входную грань электрооптического затвора 1. Линейно поляризованный луч с вектором электрического поля, лежащим в плоскости, перпендикулярной плоскости чертежа, после преломления на входной грани при отсутствии напряжения на электродах электрооптического модуляционного элемента распространяется, не меняя поляризации, преломляется в двулучепреломляющей призме, как необыкновенная волна, и, отразившись от отражательной призмы, выходит из электрооптического затвора 1 под некоторым углом относительно исходного. Излучение пучка свободной генерации, выходящее из электрооптического затвора 1, регистрируется фотоприемником 9, сигнал используется для включения электронного устройства 10, вырабатывающего управяющий импульс для электрооптического затвора 1. При включении электрооптического затвора в управляемой электрооптическим полем части затвоа направление колебаний электрического вектора поляризованного излучения изменяется на 90, луч преломляется в двулучепреломляющей призме, как обыкновенная волна, и после отражения от отражательной призмы совпадает на выходе электрооптического затвора по направлению с исходным изучением. -Гигантский импульс, вырастая вследствие захвата частот из узкополосного затравочного излучения свободной генерации, развивается в основном резонаторе, образованном тражательной призмой электрооптического затвора 1, отражателями 3-5 и елителем.6 светового пучка.

Все сказанное отличает-предлагаеый ОКГ от известных, так как позвояет значительно увеличить 4ощность енерируемого одномодового излучения, овысить его спектральную яркость.

ОПТИЧЕСКИЙ КВАНТОВЫЙ ГЕНЕРАТОР, содержащий активный элемент, три отражателя, образующие основной и донолнительный резонаторы, электрооптический затвор, отличающийся тем, что, с целью увеличения спектральной яркости генерируемого излучения, между активным эле- мгнтрм и электрооптическим затвором введены делитель и оптически сопряженный с ним отражатель пучка излучения, причем основной резонатор образован четырьмя отражателями и делителем пучка излучения.