Способ юстировки зеркал резонатора газового лазера Советский патент 1993 года по МПК H01S3/86 

Изобретение относится к области квантовой электроники и может быть использовано при разработке систем автоматического управления юстировкой управляемых зеркал резонатора мощных газовых лазеров, работающих, например, в автономном режиме.

Известен способ юстировки зеркал резонатораолазера, по которому юстировка осу1цествляется изменением положения управляемого зеркала резонатора в двух взаимно перпендикулярных плоскостях так, чтобы уменьшить угловой уход оси выходного излучения лазера от оптической оси резонатора, контролируемый при помощи четырехквадрантного детектора

ю

Известентакже способ угловой авСПтоподстройки зеркал резонатора лазегора, основанный на определении величио о о ьы и г аправления разъюстировки зеркал путем выделения в выходном излучении лазера двух или более симметричных световых потоков, интенсивность которых меняется при расстройке зеркал резонатора лазера вследствие смещения оптической оси о

Известен также способ регулирования зеркал резонатора лазера с помо }ью магнитострикционных элементов, по которому магнитострикционные элементы меняют угловое положение зеркал в зависимости от изменения выходного излученмл так, чтобы восстаповить юстировку и максимизировать выхолное излумение Недостатком известных способов яв ляется необхолимость наличия генерации излумения лазера л,ля процесса юс тировки. В случае больших углов разъ locTMpoBKHj вызванных, например, температурными деформациями зеркал, ге иерацмя отсутствует, вследствие чего известные способы юстировки не приме Наиболее близким по технической су 1ности к предложенному является способ юстировки зеркал резонатора газового лазера, по которому вначале юстировку производят грубо при помощи автоколлиматора или другого лазе ра, а затем юстируют зеркала резонатора лазера точно, максимизируя выкодную мощность генерируемого излучения с, Преимуществом этого способа является возможность юстировки зеркал резонатора лазера,до начала генерации. Недостаток .способа состоит в использовании дополнительных излучающих устройств при углах разъюстмровки, больших углового диапазона устойчивой генерации, устанавливаемых обычно на пути прохождения излучения лазера, что затрудняет создание автоматических систем юстировки газовых лазеров, работаю111их, например, в автономном режиме« Целью изобретения является обеспечение предварительной (грубой) юстировки зеркал резонатора газового лазера при углах разъюстировки, больших углового диапазона устойчивой генерации лазера, без использования дополнительных излучающих устроиста„Поставленная цель достигается тем что в способе юстировки зеркал резонатора газового лазера, включающем предварительную юстировку и точную юстировку по максимуму выходной мощности генерируемого излучения, предварительную юстировку производят путем сканирования зеркала резонатора в доух взаимно перпендикулярных плос костях с шагом сканирования, меньшим ширины углового диапазона устойчивой генерации лазера, до появления генерацииfla чертеже, для пояснения сущности изобретения, показана зависимость выходной мощности генерируемого излучения от углов разъюстировки в двух взаимно перпендикулярных плоскостях в проекциях на плоскости V- г . где , выходная мощность ггэзового лазера; углы разъюстировки зеркал резонатора в двух взаимно перпендикулярных плоскостяхЕсли в результате температурной деформации или неточности первоначальной установки зеркал угловое положение зеркал совместилось с точкой А, то генерация прекращается, так как точка А находится вне углового диапазона устойчивой генерации , определяемого по кривойТзависимос РЙЫХ f (с, jOCj) иа уровне 2 начала генерации и являющегося в данном случае диаметром зоны 3 устойчивой генерации лазера о Точка А может быть расположена в любой области ( - области практически возможных углов разъюстировки с ,пло1чадью Sp |±0(L( l aAonU где±с,доп4й : доп допустимые углы разъюстировки)„ Размер зоны D,, для газовых лазеров составляет десятки угловых секунд, а допустимые углы разъюстировки могут быть в пределах угловых минут„ Для осуществления грубой юстировки управляемое зеркало сканируют путем измененип углов наклона зеркала в двух взаимно перпендикулярных плоскостях с, и сХг. с шагом сканирования Dp (Dp г ), В этом случае гарантируется нахождение точки В - точки начала генерации лазера, которая начинается в момент пересечения линии сканирования 5 зеркала в плоскости с границей зоны устойчивой генерации 3с В точке В сканирование прекращают и начинают точно юстировать зеркала путем максимизации выходной мощности генерируемого излучения„ Время, необходимое для осуществления грубой юстировки, можно теоретически оценить для случая, приведенного на чертвуке: ,- . ziEUzSss, п- 2.. Р, где t - время сканирования; Р„ заданная вероятность обнаружения зоны генерации; VP - скорость сканирования или скорость углового изменения положения зеркала п од ном ия плоскостей розъюсти ровки; Pj 1 - вероятность наличия зоны 3 в плоскости „ П р и м е р„ Р5в 0г999, Sp l80xi80 Гуглосек/j угл„сек„ i, углосеко - ) угл,сеКо/сек1 .- -In (1-0,999); 180 2-40 40- 1 69,9 сек„3. Теоретический расчет показывает, что время грубой юстировки (время сканирования) по данному способу на 66 ходится в области практически допусти(.,ых величин и процесс юстировки осуществляется с достаточно высокой вероятностью, WTO подтверждает целесообраяность его (чрактииеского использовзиияИсполЬчЮвание способа автоматической юстировки зеркал резонатора гяаоюго лазера обеспечивает по срТвнению с суицествующими способами сло, преимущества -. - возможность юстировки зеркал резонатора в случае отсутствия генерации вследствие больших углов раз-ъюстировки, вызванных, например, термической деформацией зеркал или неточностью первоначальной установки, исключение использования дополнительных излучающих устройств, например лазеров или автоколлиматоров со светящейся точкой, для грубой юстировки до А-юмента начала генерации лазера.

СПОСОБ ЮСТИРОВКИ ЗЕРКАЛ РЕЗОНАТОРА ГАЗОВОГО ЛАЗЕРА, включающий предварительную юстировку и точную юстировку по максимому выходной мощ М;сти генерируемого излучения, о тл и ч а ю ; и и с я тем, что, с целью обеспечения предварительной автоматической юстировки при углах разгюстировки, больших углового диапазона устойчивой генерации, без использования дополнительных изучающих устройств, предварительную юстировку производят путем сканирования зеркала резонатора в двух взаимноперпендикулярных плоскостях с шагом сканирования, меньшим ширины углового диапазона устойчивой генерации лазера, до появления генерации. сг с