Главная страница  |  Описание сайта  |  Контакты
МОНОБЛОЧНЫЙ КОЛЬЦЕВОЙ ЛАЗЕР
МОНОБЛОЧНЫЙ КОЛЬЦЕВОЙ ЛАЗЕР

МОНОБЛОЧНЫЙ КОЛЬЦЕВОЙ ЛАЗЕР

Патент Российской Федерации
Суть изобретения: Использование: в технике оптической связи, спектроскопии и голографии. Сущность изобретения: активный элемент моноблочного кольцевого лазера выполнен из монокристалла, оптические оси которого ориентированы определенным образом относительно плоскости резонатора лазера. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.
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: 2045116
Класс(ы) патента: H01S3/083
Номер заявки: 5037784/25
Дата подачи заявки: 02.07.1991
Дата публикации: 27.09.1995
Заявитель(и): Научно-исследовательский институт ядерной физики МГУ им.М.В.Ломоносова
Автор(ы): Дедыш В.В.; Кравцов Н.В.; Надточеев В.Е.; Наний О.Е.; Рылов С.И.
Патентообладатель(и): Кравцов Николай Владимирович; Наний Олег Евгеньевич
Описание изобретения: Изобретение относится к лазерной технике и может быть использовано в технике оптической связи, спектроскопии и голографии.
Известен лазеp [1] представляющий моноблочную конструкцию из активного вещества иттрий алюминиевого граната с неодимом с кольцевым неплоским резонатором и монохроматической накачкой полупроводниковым лазером, обеспечивающий стабильную одночастотную, однонаправленную генерацию лазерного излучения.
Однако, такой лазер сложен в изготовлении и требует сложной юстировки.
Наиболее близким к изобретению является лазер [2] с плоским моноблочным кольцевым резонатором. Такой лазер весьма прост в изготовлении и юстировке.
Однако недостатком его конструкции является слабое подавление магнитным полем одной из распространяющихся в нем встречных волн, что требует для получения однонаправленной, одночастотной генерации наложения значительных магнитных полей, что весьма усложняет конструкцию лазера.
Технической задачей изобретения является повышение стабильности мощности и частоты излучения за счет обеспечения эффективного подавления одной из волн с помощью магнитного поля.
Для этого в моноблочном кольцевом лазере с плоским резонатором, имеющим одно сферическое зеркало, кристаллографические оси активного кристалла ориентированы таким образом, что ось с составляет угол 45о с плоскостью резонатора.
Целесообразно моноблок выполнить так, чтобы он обладал плоскостью симметрии, а вторая кристаллографическая ось была параллельна оси симметрии резонатора.
Целесообразно чтобы вторая кристаллографическая ось была направлена вдоль стороны резонатора, пересекающей сферическое зеркало.
В предлагаемом изобретении используется возможность повышения амплитудной и частотной стабильности моноблочного лазера путем выбора ориентации кристаллографических осей его активного элемента.
На фиг.1 приведена принципиальная схема моноблочного лазера; на фиг.2 и 3 конструкция активного элемента и ориентация кристаллографических осей в нем.
Моноблочный кольцевой лазер содержит полупроводниковый источник 1 накачки с блоком 2 питания, систему 3 фокусировки излучения накачки, активный элемент (монокристалл) 4, постоянный магнит 5 и сферическое зеркало 6.
Лазер работает следующим образом.
Излучение источника 1 накачки фокусируется системой 3 в активный монокристалл 4 и возбуждает в нем двунаправленную лазерную генерацию. В области накачки происходит разогрев монокристалла, что приводит к возникновению в нем термических напряжений, вследствие чего в кристалле возникает наведенное двулучепреломление. При наложении на активный моноблок магнитного поля в резонаторе лазера создается оптическая невзаимность, приводящая к подавлению одной из встречных волн.
Соответствующий выбор ориентации кристаллографических осей активного элемента позволяет существенно повысить амплитудные потери для одной из волн, в то время как для другой волны они будут незначительными. Это обеспечивает более эффективное подавление одной из встречных волн, что позволяет повысить стабильность мощности и частоты излучения для другой волны.
В полностью изотропных твердых телах (стеклах) невзаимный эффект и подавление одной из встречных волн при наложении магнитного поля отсутствуют, так как потери для встречных волн определяются модулем угла магнитооптического поворота поляризации, одинаковым для встречных волн. Для появления невзаимного эффекта в таком лазере необходимо создать двулучепреломление в некотором участке лазера, причем оптические оси двулучепреломляющего участка должны быть повернуты относительно плоскости резонатора. В предложенном лазере роль двулучепреломляющего элемента играет оптически накачиваемый участок активного элемента либо небольшая анизотропия, всегда присутствующая или создаваемая механически в активных элементах из кристаллических веществ. Использование термического двулучепреломления наиболее эффективно в симметричном лазере со второй кристаллографической осью, параллельной оси симметрии резонатора.
Изобретение было реализовано в моноблочном лазере с плоским резонатором на YAG:Nd3+. Резонатор был образован сферическим зеркалом и тремя поверхностями полного внутреннего отражения. Накачка осуществлялась через сферическую поверхность полупроводниковым InGaAsP/GaAs-лазером, излучающим в области λ 0,810 мкм. Зеркало, нанесенное на сферическую поверхность, имело высокое отражение на длине волны генерации λ=1,064 мкм и высокое пропускание для накачки. При изготовлении моноблока его кристаллографические оси были ориентированы при помощи поляриметра под углом 45о к плоскости резонатора. Магнитное поле на моноблок накладывалось постоянным редкоземельным магнитом.
Измерение характеристик излучения лазера показало, что однонаправленная генерация достигается уже в слабых магнитных полях (до 100 Э). Стабильность мощности излучения составила ΔР/P≈ 10-4, стабильность частоты Δ V/V ≈ 10-10. Таким образом, в простой по конструкции схеме с плоским резонатором достигнуты результаты не хуже, чем в более сложной конструкции с неплоским контуром.
Формула изобретения: 1. МОНОБЛОЧНЫЙ КОЛЬЦЕВОЙ ЛАЗЕР с плоским резонатором, имеющим одно сферическое зеркало, выполненный из кристаллического активного материала, отличающийся тем, что моноблочный резонатор лазера выполнен так, что кристаллографическая ось c составляет угол 45o с плоскостью резонатора.
2. Лазер по п.1, отличающийся тем, что моноблочный резонатор выполнен так, что он обладает плоскостью симметрии, а кристаллографическая ось a кристаллического активного материала параллельна оси симметрии резонатора.
3. Лазер по п.1, отличающийся тем, что кристаллографическая ось a направлена вдоль стороны оптического резонатора, пересекающей сферическое зеркало.