Forbidden

You don't have permission to access /zzz_siteguard.php on this server.

РЕЗОНАТОР СУБМИЛЛИМЕТРОВОГО ЛАЗЕРА С ОПТИЧЕСКОЙ НАКАЧКОЙ - Патент РФ 2025007
Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
РЕЗОНАТОР СУБМИЛЛИМЕТРОВОГО ЛАЗЕРА С ОПТИЧЕСКОЙ НАКАЧКОЙ
РЕЗОНАТОР СУБМИЛЛИМЕТРОВОГО ЛАЗЕРА С ОПТИЧЕСКОЙ НАКАЧКОЙ

РЕЗОНАТОР СУБМИЛЛИМЕТРОВОГО ЛАЗЕРА С ОПТИЧЕСКОЙ НАКАЧКОЙ

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Использование: изобретение относится к квантовой электронике и может быть использовано в лазерах субмиллиметрового диапазона. Сущность изобретения: резонатор содержит металлический волновод круглого поперечного сечения, входное зеркало с выходной апертурой, которая смещена относительно центра зеркала и расположена в области, определяемой значениями радиальной координаты r, выбираемой из условия 0,2a < r < 0,8 a, где a - радиус волновода. 1 ил., 1 табл.
Поиск по сайту

1. С помощью поисковых систем

   С помощью Google:    

2. Экспресс-поиск по номеру патента


введите номер патента (7 цифр)

3. По номеру патента и году публикации

2000000 ... 2099999   (1994-1997 гг.)

2100000 ... 2199999   (1997-2003 гг.)
Номер патента: 2025007
Класс(ы) патента: H01S3/08
Номер заявки: 5032180/25
Дата подачи заявки: 16.03.1992
Дата публикации: 15.12.1994
Заявитель(и): Научно-производственное объединение "Лазерные системы"
Автор(ы): Епишин В.А.; Маслов В.А.; Рябых В.Н.; Ткаченко В.М.; Топков А.Н.; Юндев Д.Н.
Патентообладатель(и): Епишин Владимир Андреевич; Маслов Вячеслав Александрович; Рябых Валерий Николаевич; Ткаченко Владимир Михайлович; Топков Александр Николаевич; Юндев Дмитрий Наумович
Описание изобретения: Изобретение относится к квантовой электронике и может быть использовано в лазерах субмиллиметрового (СБМ) диапазона с оптической накачкой.
Применение в СБМ лазерах металлических кювет для активного вещества, служащих также волноводными секциями СБМ резонатора, перспективно для обеспечения широкополосности частотных характеристик СБМ ячейки. Это связано с тем, что постоянная затухания моды металлического СБМ пропорциональна длине волны в степени 1,5, тогда как для диэлектрического волновода - в степени 2.
Для обеспечения высоких значений выходной мощности и монохроматичности генерации стремятся выполнить СБМ ячейку так, чтобы генерация происходила на основной моде. Для волноводных резонаторов с металлическими волноводными секциями в СБМ диапазоне такой модой является ТЕ01. В (1) для обеспечения генерации на ТЕ01 моде в СБМ волноводном лазере используется волновод малого диаметра, отношение которого к рабочей длине волны порядка 10. При этом условия генерации выполняются только для ТЕ01 моды. Волноводный СБМ лазер с оптической накачкой состоит из металлического волновода и зеркал, одно из которых для обеспечения вывода СБМ сигнала выполнено в виде тонкой кремниевой пластины, частично пропускающей СБМ волны. Недостатком такого устройства является невозможность получить генерацию в широком диапазоне длин волн, так как с ростом длины волны потери энергии в тонком металлическом волноводе становятся столь высокими, что их невозможно компенсировать коэффициентом усиления активной среды.
Указанный недостаток устраняется в СБМ лазера (2) с металлическим волноводом кругового поперечного сечения и зеркалами, одно из которых содержит выходную апертуру, представляющую собой отверстие, расположенное в центре зеркала. Отношение диаметра волновода d к рабочей длине волны λ порядка 50.
Поскольку постоянная затухания металлического волновода пропорциональна а-3, выбранное отношение а/λ позволяет в широком диапазоне длин волн достигать условия генерации, что обеспечивает возможность использования одной конструкции СБМ резонатора для создания лазера генерирующего в широкой области длин волн СБМ диапазона. Однако, в данном устройстве исчезает селективность основной моды. Как условия генерации, так и связь типов колебаний со свободным пространством обеспечивают многомодовую структуру выходного излучения, что снижает его монохроматичность.
Кроме того, в данном устройстве для разных частот СБМ излучения получается различная его поляризация. Это происходит из-за того, что в силу осевой симметрии резонатора его неосесимметричные моды, например, ТЕ11, ТМ11, будут изменять свою поляризацию параллельно или перпендикулярно поляризации излучения накачки в зависимости от типа активного вещества.
Для того, чтобы получить постоянную поляризацию СБМ излучения в рабочем диапазоне длин волн независимо от типа активного вещества и поляризации излучения накачки, а также иметь наименьшие паразитные потери энергии в материале стенок волновода, резонатор субмиллиметрового лазера с оптической накачкой, содержащий по крайней мере один металлический волновод круглого поперечного сечения, входное зеркало и зеркало с выходной апертурой отличается тем, что апертура смещена относительно центра зеркала и расположена в области, определяемой значениями радиальной координаты r из условия 0,2а < r < <0,8a, где а - радиус волновода.
Указанный технический результат достигается за счет того, что выходная апертура расположена в области поперечных координат, где доминирующая мода ТЕ01 имеет максимальное значение для распределения интенсивности. В этом случае реализуется оптимальная связь ТЕ01 моды со свободным пространством, обеспечивающая максимальную выходную мощность лазера. При r/a 0,2 и r/a 0,8 такая связь осуществляется для моды ТЕ02.
Обеспечивая генерацию для всех частот рабочего диапазона на ТЕ01моде, имеющей круговую поляризацию, достигают следующие положительные качества излучения:
- постоянство поляризационных характеристик во всем рабочем диапазоне вне зависимости от активной среды и поляризаций излучения накачки,
- возможность выбором размеров выходной апертуры получить поляризацию, близкую к линейной,
- возможность путем обеспечения вращения выходного зеркала вокруг оси изменять плоскость поляризации выходного сигнала.
На чертеже приведена схема конкретной реализации резонатора, поясняющая его принцип действия.
Резонатор содержит зеркало 1 с осесимметричным отверстием, кювету 2 с активной средой и выходное зеркало 3 с апертурой 4, смещенной относительно центра зеркала.
Излучение накачки через осесимметричное отверстие в зеркале 1 возбуждает СБМ активную среду, заключенную в кювету 2, являющуюся металлическим (медным) волноводом. СБМ сигнал выходит через апертуру 4 в зеркале 3. Медный волновод имеет диаметр 19,7 мм, входная апертура 2 мм, выходная - 3 мм. На различных активных средах получена генерация в диапазоне от 0,070 мм до 0,742 мм.
Данные о выходной мощности и степени линейной поляризации приведены в таблице в 4-й и 5-й колонках. Во 2-ой и 3-й колонках для сравнения приведены данные для прототипа. Из таблицы видно, что в диапазоне 0,119-0,742 мм для предлагаемого изобретения наблюдается более стабильная степень линейной поляризации при близких значениях выходной мощности.
Формула изобретения: РЕЗОНАТОР СУБМИЛЛИМЕТРОВОГО ЛАЗЕРА С ОПТИЧЕСКОЙ НАКАЧКОЙ, содержащий по крайней мере один металлический волновод круглого поперечного сечения, входное зеркало с выходной апертурой, отличающийся тем, что выходная апертура смещена относительно центра зеркала и расположена в области, определяемой значениями радиальной координаты r из условия
0,2 a< r < 0,8 a,
где a - радиус волновода.