Оптический квантовый генератор Советский патент 1979 года по МПК H01S3/08 

. , .. ,. Иэофетение относится к юэаятовой эиектронн :в и может испольаоВ(аш при созданш оптических квантовых генераторов на оргаюяесьих схэе/данёйиях. Известен оптический квантовый генератор (ОКГ) на органических соединениях содержапшй. глухое и выходное зеркала, между котбрьши расположены шстйвйый эйташт на основе органического соедине ний в селективные элементы ннферфе ршшюяяый фияьтр и йитнтзф роj Q-ip фаб. р№-П« д..Известен также оптический квантовый генератор - оптический резонатор на органически: соединениях, содержащий резонатор, состоящий из глухого и выходного зеркел, между, которыми расположены последовательно активный эпемват на основе органического соединения и интерференшюнный фильтр и интерферометр Фабри-Перо, состоящий из двух пластин В ОКГ может быть установлено несколько интерферометров Фабри-Перо. Известному устройству свойственны большие потери излучения на селективных элементах при сужении спектра генерашш лазера M«iee 0,1 нм. Такое сужение достигается с помощью интерферометра Фабри-Перо, ширина спектра пропускания С Л которого определяется соотношениемcf А - 24tdCos4-TrR -Ml) где Л vj - длина волны максимума пропускания интерферометра; - коэффициент отражения зеркал и базаинтерферометра, соответственно ; Ц - угол падения излзгчения не интерферометр. Область дисперсий Д А такого интерферометра равняется -т. Таким офаэом, для сужения спектра генерации до .Об нм необходимо использовать интерферометр, область дис персии которого составляет ДХ 0,3 нм при F О,6, Пришшая во внимание тот факт, что ширина спектра усиленна органического красителя более 10 нм, для исключения генерашш лазера на нескольких длинах волн необходимо использовать дополнительный селективный элемент, ши рина спектра пропускания ф которог иё превьпиаяа бы Д X , т.е. в упомянутом случае Д Лф40,3 нм, В качестве такого эпгалента используют интерференшюяный фильтр, Одйако интерференционвые фильтры с такой шириной спектра пропускания обладают высоким коэффипяейтом отражения вр вносят значитеяьаые потери йзлуч аия на отражение.Коэффи; йЯбнт прЬпуе канйй нескольких с биективных эпе ентов равеб произведению их коэффиииеатов пропускания и всегда мень ше минимального./ Целью изобретения является йовышение энергия излучения, Достигается это т«л, что интерферен1ШОННЫЙ фильтр нанесен на одну из пластин интерферометра Фабри-Перо, а на igt6pyK Ш) ийастину нанесено отражающе с таэффшшентом отражения, равным крэффинйейТу отражения интерферегаж нного фильтра на длине волны мак симума его пропускания, причем база штерфе| метра удовлетворяет соотношеНЙЮ,..,;;,-,- : -- . . 2, i -JlL-v Ф ФсовЧ 2ААфео5Ч где и - базе интерферометра} Д.-длина ВОЙНЫ максйМ а ttponyc &а яияфильтра; fft - порядэк интерф ен1ши; VJ-, угой падения дзлучений на ин терф юмётр} дЛф- полуширина пропускания интерффеншюнвого фйяьтра. На чертеже описываемый C8dr на оргайаческйх ;соёДйнениях. Устройство содержит ТлухОё 1 и выходаое 2 зеркала, между которыми рас яоЛюженьт кювета 3 с раствором органич кого соединения и интерферометр 4 Фабри-Перо, образованный двумя параллельно расположенными пластинами из кварцевого сТекла, на одну из которых нанесен интерференционный фильтр 5, а на .другую - частично отражающее покрытие Устройство работает следующим обра зом. Излучение при многократном отражении от зеркал 1 к 2 усиливается в гаовете 3 за счет вынуждегшых переходо возбужденных молекул органического соединения. Интерферен1шонный фильтр пропускает излучение только в диапазоне Д длин волн с максимумом при Л ф , поэтому излучение с длинами волн,, лежащими вне этого интервала, не усиливается и генерация на них не возникает. Интерферометр Фабри-Перо пропускает излучение только в диапазоне длин волн определяемом соотношением (1), причем длина волны максимума пропускания равняется .(4) Максимальное пропускание всей системы обеспечивается при АИ Ф .т.е. при 02003Ч ). (5) . а условием отсутсвия пропускания излучения на нескольких длинах волн при различных порядка:х интерферещ1ии является выполнение соотношения 2dCOS-4 ф jB этом случае генерация лазера происходит на длине волны Лф с шириной спектра не более ( . Пропускание такой системы определяется только пропусканиети: интерферОметра Фабри-Перо, определяемое соотношением , . .:...П-О-,А-). (7) где А - коэффициент поглощения отражакяцегб слоя. В .то же время пропускание раздельной системы: интерференционный фийьтр - интерферометрФабри-Перо, обладающий теми жеХф и(Л| равйо ... где Тф 1 - Т пропускание фильтра. Следовательно, предложенное устройство полностью исключает потери излучения на отражение на интерференционном фильтре, не ухудшая остальных характеристик селективного резонатора. В качестве примера рассмотрим систему со следующими характеристиками; О,О5 нм, R 0,6, в этом случае ДЛф 0,3 нм, Т, i 0,94..Пусть О,4. Пропускание раздельной системы фильтр-интерферометр равно ,38, в то же время система, изготовленная согласно предлагаемому изобретению, обладает пропусканием Си - 0,94, т.е. примерно в 2,4 раза большим. Описываемое устройство позволяет практически полностью устранить потери излучения на кнтерферен1шонном фильтре, которые особенно .вел1ши при узкой полосе спектра пропускания, а также уменьшить число селективных элементов в резонаторе, что дает возможность уменьши длину резонатора и дополнитехгьно увеличить КПД генерашш, а также упростить управление резонатором. Формула изобретения Оптический квантовый генератор, содержащий резонатор, состоящий из глухого и выходного зеркал между которыми расположены последовательно активный элемент на основе органического соедине ния, интерференционный фильтр и интерферометр Фабри-Перо, состоящий из двух пластин, отяйчающийс я тем, «что, с целью повышения энергии излучения, интерференционный фильтр нанесен на одну из пластин интерферометра Фабри-Перо , а на вторую его пластину нанесено отражающее покрытие с коэффициентом отражения, равным коэффициенту отр жекия интерференционного фильтра на длине волны макимума его пропускания, причем база интерферометра удовлетворяет со(гтношению m Я ф Ф 20094 ЛЛфСозЧ d - база интерферометра; длина волнь максимума пропускания фильтра; tn - порядок интерференции; f - угол падения излучения на интерферометр;дХф- полуширина пропускания шггерференшюшюго фильтра. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе 1, Кукл И. и др. Успехи в разработке спектрального анализа малых количеств веществ, с помощью лазера на растворе красителя, перевод ЭТ-11897 Квантовая электроника , М., 1975, 2.Morowsk:) G- Одномодовый лазер на красителе, накачиваемый лампой вспышки, Rev-scient. , 1973, 44, № 7, 890 (прототип)..