Твердотельный лазер Советский патент 1993 года по МПК H01S3/115 

Изобретение относится к моноимпульсным ОКГ с электрооптической модуляцией добротности и перестраиваемой длиной волны излучения о Устройство может быть использовано для спектрального анализа веществ, в лазерном зондировании атмосферы, в том числе влажности атмосферы.

Известны лазеры с перестройкой длины волны и узким спектром излу|ченияо

i Этот лазер состоит из активного ;элемента и резонатора, в котором в качестве плотного зеркала использовалась призма, а в качестве выходноiго-резонансный рефлектор

ел

Недостатком данного лазера являчется то, что он не может работать в режиме модуляции добротности и спектр его излучения расщепляется

по линии па,ров воды.

Наиболее близким по технической су1чности к предлагаемомуявляется лазер, состоящий из активного элемента (кристалла рубина), резонатора, в котором в качестве одного из зерi кал использовалась призма, а в качестве выходного зеркала - резонансный

рефлектор, модулятора добротности а виде кюветы с фототропным раствороМо

Однако модуляция добротности осуществляется кюветой с фототропным раствором, в результате момент появления импульса генерации нестабилен по отношению к началу импульса накачки Генерация одного импульса происходит при определенном уровне накачки, что не позволяет регулировать выходную мощность лазера без изменения концентрации фототропного раствора о

Возможно временное и спектральное расщепление импульса излучения, появление за одну накачку вместо одного гигантского импульса на определенной длине волны излучения (чаще всего на линии поглощения паров воды) комбинации одного или двух гигантских импульсов с одной или двумя спектральными частотами„ В лазере не достигается высокая воспроизводимость и точность задания длины волны излучения о

Целью изобретения является повышение монохроматичности.генерируемого моноимпульса, при одновременном обеспечении регулировки его мощНОСТИо

Указанная цель достигается тем, что в твердотельном лазере, включающем активный элемент, помещенный в резонатор, в качестве выходного зеркала которого используются резонансный рефлектор, и кювету с фототропным раствором, второе зеркало резонатора выполнено в виде электрооптического отражателя, фототропный раствор взят с концентрацией, обеспечивающей при превышении уровня на качки лазера над порогом генерации на 20-30, генерацию лазером 2-3 моноимпульсов при открытом электрооптическом отражателе, а свободное пространство по оптической оси внутри резонатора заполнено непоглощающей излучение средой, пространство может быть заполнено герметичными кюветами, откаченными до давления не выше

На чертеже изображена схема предлагаемого лазера

Лазер включает активный элемент 1 резонансный рефлектор 2, электрооптический отражатель 3, кювету с фототропным раствором t и откаченные

или наполненные непоглощающим газом кюветы 5 о

4

Активный элемент 1 помещен в резо натор, выходным элементом которого является резонансный рефлектор 2, а плотным зеркалом - электрооптический отражатель 3с, Кювета с фототропным раствором А размещена между активным элементом 1 и электрооптическим отражателем Зо В свободном пространстве на оптической оси между активным элементом 1 и кюветой с фототропным раствором , а также между активным элементом 1 и резонансным рефлектором 2 размещены кюветы 5, откачанные или наполненные газом, непоглощающим на длине волны генерации лазера, которые практически исключают паразитную селекцию атмосферы в резонаторе,,

Лазер работает следующим образом. Во время накачки лазера происходит переход ионов активного вещества 1 (в рубине, например, таковыми являются ионы хрома) в возбужденное состояние В момент максимальной инверсии подается импульс на открытие электрооптического отражателя 3 и происходит развитие гигантского импульса В результате нелинейного развития генерации, создаваемой кюветой с фототропным раствором , длина волны излучения соответствует максимальному значению коэффициента отражения резонансного рефлектора 2 с высокой точностью при узком спектре генерации Концентрация фототропного раствора подбирается экспериментально следующим образом На электрооптический отражатель подается постоянное напряжение, соответствующее полному его открытию Напряжение накачки увеличивается до появления генерации лазера в свободном режиме, что соответствует порогу генерации v3aTeM напряжение накачки увеличивается еще н; на 20-30%, а в кювету вводят фототропный раствор, концентрация которого подбирается такой, чтобы лазер генерировал 2-3 моноимпульса за одну накачкуо Снимается напряжение с электрооптического отражателя (Экспериментально концентрация подбиралась один раз при настройке лазера и оставалась постоянной в течение 2 мес эксплуатации)

1o ТВЕРПОТЕЛЬНЫР ЛАЗЕР, включащий активный элемент, помещен-, ный в резонатор, имеющий в качестве выходного зеркала резонансный рефлектор, и кювету с фототропным раствором, отличающийся тем,. что, с целью повышения монохроматичности генерируемого моноимпульса при одновременном регулировании его мощности, второе зеркало резонатора выполнено в виде электрооптического отражателя, фототропный раствор взят с концентрацией, обеспечивающей при i превышении уровня накачки лазера над порогом генерации на 20-30 генерацию лазером 2-3 моноимпульсов при открытом электрооптическом отражателе, а свободное пространство по оптической оси внутри резонатора заполнено непоглощающей излучение средойо 2„ Лазер по п„1, о т л.и ч а ющ и и с я тем, что свободное про« странство по оптической оси внутри ;резонатора заполнено герметичными кюветами, откаченными до давления не выше .,