close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY1615

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(19)
BY (11) 1615
(13)
C1
6
(51) G 02F 1/39
(12)
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ
КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ
(54)
(21) Номер заявки: 950181
(22) 03.04.1995
(46) 30.03.1997
ПАРАМЕТРИЧЕСКИЙ ГЕНЕРАТОР СВЕТА
(71) Заявитель: Тугбаев В. А. (BY)
(72) Авторы: Тугбаев В. А. (BY)
(73) Патентообладатель: Тугбаев Виталий Аркадьевич
(BY)
(57)
Параметрический генератор света, содержащий резонатор с обратной связью на одной из двух генерируемых волн, образованный двумя отражателями, один из которых выполнен в виде плоского резонаторного
зеркала, и последовательно установленные между одним и другим отражателями устройство ввода-вывода
накачки в виде направляющего зеркала и нелинейный одноосный кристалл с плоскопараллельными рабочими гранями и двумя областями параметрического взаимодействия, отличающийся тем, что другой отражатель резонатора выполнен в виде прямоугольной равнобедренной призмы из оптически изотропного материала, причем ребро, образованное пересечением его катетных граней, параллельно плоскостям
резонаторного и направляющего зеркал и расположено с оптической осью нелинейного кристалла в одной
плоскости, перпендикулярной плоскости резонаторного зеркала, состоящего из двух сегментов, один из которых выполнен в виде прозрачного зеркала для первой генерируемой волны и глухого - для второй, а другой сегмент выполнен в виде выходного зеркала для второй генерируемой волны.
(56)
1. Патент США 5033057, МКИ G02F 1/39, 1991.
2. Дмитриев В.Г., Тарасов Л.В. Прикладная нелинейная оптика. Генераторы второй гармоники и параметрический генератор света. - М.: Радио и связь, 1982. - с. 352.
3. Беляев Ю.Н. и др. Параметрические генераторы света с двумя областями взаимодействия // Изв. ВУЗов.
Радиофизика. - Т. 14, № 8. - 1971. - с. 1182.
4. Bosenberg et al. High efficiency and narrow-linewidth operation of a two-crystal β-BaB2O4 optical parametric
oscillater/ - Appl. Phys. hett. - V. 55, № 19, 1989. P. 1952-1954 (прототип).
BY 1615 C1
Изобретение относится к устройствам для параметрической генерации когерентного излучения, перестраиваемого в широком оптическом диапазоне, и может бытъ использовано при создании спектральной аппаратуры лабораторного и промышленного назначения.
Известен параметрический генератор света (ПГС) [1], состоящей из резонатора, образованного двумя
плоскопараллельными отражателями, выполненными в виде широкополосных диэлектрических зеркал,
обеспечивающих обратную связь для одной из двух генерируемых волн (однорезонаторный ПГС). Между
зеркалами размещен нелинейный одноосный кристалл с плоскопараллельными рабочими гранями. Для предотвращения повреждения диэлектрических покрытий широкополосных резонаторных зеркал излучением
накачки в резонатор помещено двухзеркальное устройство ввода-вывода накачки, для чего между одной из
рабочих граней нелинейного кристалла и близлежащим резонаторным зеркалом установлено первое направляющее зеркало, имеющее максимальный коэффициент отражения на длине волны накачки при значении
угла падения 45° и прозрачное на длинах волн генерации, которое служит для ввода накачки в резонатор, а
между другой рабочей гранью нелинейного кристалла и соответствующим близлежащим резонаторным зеркалом установлено второе направляющее зеркало, идентичное первому, служащее для вывода из резонатора
непреобразованного остаточного излучения накачки. При этом нормали к плоскостям направляющих зеркал
устанавливаются по отношению к оптической оси резонатора под углом 45° либо под углом Брюстера. Настройка такого ПГС на необходимую длину волны генерации осуществляется путем поворота нелинейного
кристалла в плоскости, содержащей его оптическую ось и перпендикулярной к плоскостям резонаторных
зеркал.
Для повышения эффективности параметрического преобразования энергии накачки в энергию генерации, как известно [2], желательно увеличивать длину нелинейного кристалла. Однако при этом начинают
сильнее сказываться потери, обусловленные так называемым диафрагменным апер-турным эффектом, который заключается в уменьшении эффективности преобразования из-за пространственного бокового сноса
энергии пучка накачки относительно пучков генерации по мере их распространения в нелинейном кристалле.
Известное устройство [1] не позволяет уменьшить вредное влияние указанного выше диафрагменного
апертурного эффекта.
Действие этого эффекта ослабляется в другом известном устройстве [3], в котором с помощью прямоугольных поворотных призм создаются две области параметрического взаимодействия в одном и том же нелинейном кристалле. Однако в таком устройстве затруднено получение широкого спектрального диапазона
перестройки, т.к. поворотные призмы выполнены из оптически анизотропного (двулучепреломляющего) материала, а ввод накачки и вывод генерации осуществляется за счет нарушения полного внутреннего отражения на одной из граней призмы.
Наиболее близким по технической сущности к настоящему изобретению представляется известный однорезонаторный ПГС [4], содержащий два нелинейных одноосных кристалла с плоскопараллельными рабочими гранями и двухзеркальное устройство ввода-вывода накачки, помещенные в резонатор, построенный
по схеме известного устройства [1]. При этом нелинейные кристаллы расположены внутри резонатора друг
за другом таким образом, что их оптические оси лежат в одной плоскости, а угол между ними с помощью
специального механизма синхронного поворота нелинейных кристаллов поддерживается равным удвоенному углу настройки одного из кристаллов на необходимую длину волны генерации. В этом случае пространственный снос энергии накачки в одном нелинейном кристалле компенсируется сносом в другом нелинейном кристалле.
Однако, к недостаткам прототипа необходимо отнести следующее.
Во-первых, обе генерируемые волны выходят из резонатора по одному и тому же пути. Для их разделения необходима дальнейшая фильтрация.
Во-вторых, для перестройки по длинам волн дополнительно требуется специальный механизм синхронного поворота нелинейных кристаллов.
Указанные недостатки устраняются в настоящем изобретении, сущность которого заключается в создании ПГС с компенсацией диафрагменного апертурного эффекта и пространственным разделением обеих генерируемых волн при сохранении ширины диапазона перестройки и защищенности зеркал от излучения накачки. Данный ПГС является однорезонаторным ПГС с резонатором, образованным плоским резонаторным
зеркалом и отражателем в виде прямоугольной равнобедренной призмы. В резонаторе размещен нелинейный одноосный кристалл с плоскопараллельными рабочими гранями и двумя областями параметрического
взаимодействия, а также устройство ввода-вывода накачки. Наличие двух областей параметрического взаимодействия позволяет скомпенсировать диафрагменный апертурный эффект с помощью одного и того же
нелинейного кристалла, причем без использования специального механизма синхронного поворота нелинейных кристаллов. В данном ПГС используется одно и тоже направляющее зеркало и для ввода и для вывода
накачки, а также для защиты резонаторного зеркала от разрушения. Применение отражателя, в виде прямоугольной равнобедренной призмы, выполненной из оптически изотропного материала, позволяет сохранить
2
BY 1615 C1
ширину диапазона перестройки. Использование плоского резонаторного зеркала, состоящего из двух сегментов, обеспечивает пространственное разделение обеих генерируемых волн.
Сущность изобретения поясняется чертежом, на котором приведено взаимное расположение элементов
конструкции данного устройства. Резонатор состоит из размещенного на одном из его концов отражателя 1,
выполненного из оптически изотропного материала в виде прямоугольной равнобедренной призмы с ребром
2, образованным пересечением ее катетных граней, и отражателя 3, выполненного в виде плоского резонаторного зеркала, состоящего из двух сегментов 4 и 5. Со стороны отражателя 1 размещен нелинейный одноосный кристалл 6 с плоскопараллельными рабочими гранями и оптической осью 7. Между нелинейным кристаллом 6 и отражателем 3 расположено устройство ввода-вывода накачки в виде направляющего зеркала 8.
Ребро 2 ориентировано параллельно плоскостям отражателя 3 и направляющего зеркала 8 и лежит с оптической осью 7 в одной плоскости, перпендикулярной плоскости отражателя 3.
Данное устройство работает следующим образом. Линейно поляризованная волна накачки от когерентного источника (на чертеже не показан) вводится в резонатор с помощью направляющего зеркала 8 вдоль
оптических осей 9 и 10 и создает в нелинейном кристалле 6 область параметрического взаимодействия. При
этом обе генерируемые волны распространяются вдоль оптической оси 11. Вследствие диафрагменного
апертурного эффекта оптическая ось 12 накачки и оптическая ось 11 генерации расходятся в нелинейном
кристалле 6 на некоторый угол. После полного внутреннего отражения на катетных гранях отражателя 1
волны генерации и накачки входят, соответственно, вдоль оптических осей 13 и 14 во вторую область параметрического взаимодействия в нелинейном кристалле 6 и сходятся в последнем, компенсируя снос энергии,
обусловленный диафрагменным апертурным эффектом. После выхода из нелинейного кристалла 6 волны
генерации и накачки распространяются вдоль оптической оси 15. Остаточная волна накачки, неполностъю
преобразованная в нелинейном кристалле 6, выводится из резонатора с помощью направляющего зеркала 8 в
направлении оптической оси 16, а волны генерации распространяются к сегменту 4 вдоль оптической оси 17.
Сегмент 4 является глухим зеркалом для второй генерируемой волны и прозрачным для первой генерируемой волны, а сегмент 5 является выходным зеркалом для второй генерируемой волны. В результате вторая
генерируемая волна выводится из резонатора вдоль оси 18 через сегмент 5, а первая генерируемая волна выводится вдоль оси 17 через сегмент 4.
Перестройка генерации в широком спектральном диапазоне осуществляется путем поворота нелинейного кристалла 6 в плоскости, образованной его оптической осью 7 и нормалью к его плоскопараллельным рабочим граням.
Cоставитель Н.Б. Суханова
Редактор Т.А. Лущаковская
Корректор Р.Ф. Ковалева
Заказ 4738
Тираж 20 зкз.
Государственный патентный комитет Республики Беларусь.
220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.
3
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
129 Кб
Теги
by1615, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа