close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Патент BY12174

код для вставкиСкачать
ОПИСАНИЕ
ИЗОБРЕТЕНИЯ
К ПАТЕНТУ
РЕСПУБЛИКА БЕЛАРУСЬ
(46) 2009.08.30
(12)
(51) МПК (2006)
НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР
ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ
СОБСТВЕННОСТИ
(54)
BY (11) 12174
(13) C1
(19)
H 01S 3/10
G 02F 1/00
СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ИМПУЛЬСА
КОГЕРЕНТНОГО ИЗЛУЧЕНИЯ
(21) Номер заявки: a 20071273
(22) 2007.10.17
(43) 2009.06.30
(71) Заявитель: Государственное научное учреждение "Институт физики
имени Б.И.Степанова Национальной академии наук Беларуси" (BY)
(72) Автор: Тюшкевич Борис Николаевич (BY)
(73) Патентообладатель: Государственное
научное учреждение "Институт физики
имени Б.И.Степанова Национальной
академии наук Беларуси" (BY)
(56) ИСЯНОВА Е. Д. и др. Журнал прикладной спектроскопии, 1970. - Т. 12. № 5. - С. 834-836.
BY 4465 C1, 2002.
SU 1776521 A1, 1992.
WO 2005/057741 A1.
CA 2384325 A1, 2001.
BY 12174 C1 2009.08.30
(57)
Способ формирования импульса когерентного излучения, в котором на активный затвор лазера подают управляющий импульс, величину которого сначала ограничивают до
0,2-0,6 ее значения, соответствующего полному открыванию активного затвора, затем в
момент, соответствующий развитию генерации в резонаторе лазера, изменяют до значения, соответствующего максимуму добротности резонатора лазера, а в момент максимума
плотности излучения в резонаторе лазера изменяют на величину, превышающую в два
раза значение амплитуды импульса, соответствующее переключению добротности резонатора лазера от ее минимума к максимуму.
BY 12174 C1 2009.08.30
Изобретение относится к области квантовой электроники, может быть использовано в
импульсных лазерах для голографии, голографической интерферометрии, лазерной спектроскопии, светолокации.
Известен способ формирования импульса когерентного излучения [1], в котором сначала на активный затвор лазера подают предварительный управляющий импульс, с помощью
которого производят пьезоэлектрическое возбуждение одной из гармоник механического
резонанса в активном затворе, а в момент, соответствующий развитию генерации в резонаторе лазера, величину управляющего импульса изменяют до значения, соответствующего полному открыванию активного затвора.
Длительность импульса когерентного излучения при известном способе формирования импульса когерентного излучения, как правило, достаточно велика, не перестраиваема
и составляет десятки, а то и сотни наносекунд в связи с большой длительностью фронта и
спада импульса излучения, выводимого из резонатора лазера, что ограничивает его применение при исследовании быстропротекающих процессов и быстро перемещающихся
объектов.
Из известных технических решений наиболее близким является способ формирования
импульса когерентного излучения [2], в котором на активный затвор лазера подают
управляющий импульс, величину которого сначала ограничивают до 0,2-0,6 ее значения,
соответствующего полному открыванию активного затвора, затем в момент, соответствующий развитию генерации в резонаторе лазера, изменяют до значения, соответствующего максимуму добротности резонатора лазера.
Длительность импульса когерентного излучения и при данном известном способе
формирования импульса когерентного излучения, как правило, также достаточно велика,
не перестраиваема и составляет десятки, а то и сотни наносекунд в связи с большой длительностью фронта и спада импульса излучения, выводимого из резонатора лазера, что
также ограничивает его применение при исследовании быстропротекающих процессов и
быстро перемещающихся объектов.
Технической задачей, которую решает предлагаемое изобретение, является расширение области применения при исследовании быстропротекающих процессов и быстро
перемещающихся объектов за счет сокращения и перестройки длительности импульса
когерентного излучения, выводимого из резонатора лазера.
Поставленная техническая задача достигается тем, что в способе формирования импульса когерентного излучения, в котором на активный затвор лазера подают управляющий
импульс, величину которого сначала ограничивают до 0,2-0,6 ее значения, соответствующего полному открыванию активного затвора, затем в момент, соответствующий развитию генерации в резонаторе лазера, изменяют до значения, соответствующего максимуму
добротности резонатора лазера, в момент максимума плотности излучения в резонаторе
лазера изменяют на величину, превышающую в два раза значение амплитуды импульса,
соответствующее переключению добротности резонатора лазера от ее минимума к максимуму.
Совокупность указанных признаков обеспечивает при изменении в момент максимума
плотности излучения в резонаторе лазера управляющего импульса, подаваемого на активный затвор, на величину, превышающую в два раза значение амплитуды импульса, соответствующее переключению добротности резонатора лазера от ее минимума к максимуму,
длительность фронта и спада импульса когерентного излучения, выводимого из резонатора лазера, определяемых крутизной фронта управляющего импульса, подаваемого на активный затвор в данный момент. При этом изменение формы фронта управляющего
импульса, подаваемого на активный затвор, позволяет изменять длительность импульса
когерентного излучения, выводимого из резонатора лазера, и варьировать ее в наносекундном диапазоне, не прибегая к изменению конфигурации резонатора лазера.
2
BY 12174 C1 2009.08.30
Предлагаемый способ осуществляется следующей совокупностью операций. Сначала
на активный затвор подается управляющий импульс, величину которого ограничивают до
0,2-0,6 ее значения, соответствующего полному открыванию активного затвора. В момент
времени, соответствующий развитию генерации в резонаторе лазера, величину управляющего импульса, подаваемого на активный затвор, изменяют до значения, соответствующего максимуму добротности резонатора лазера. В момент максимума плотности
излучения в резонаторе лазера величину управляющего импульса, подаваемого на активный затвор, изменяют на величину, превышающую в два раза значение амплитуды импульса, соответствующее переключению добротности резонатора лазера от ее минимума к
максимуму. Величину управляющего импульса, подаваемого на активный затвор, можно
изменять как при положительных ее значениях, так и при отрицательных. Коэффициент
пропускания активного затвора при этом сначала уменьшается практически от единицы
до нуля, а затем возрастает и опять достигает практически единицы. При этом сформированное в замкнутом резонаторе лазера излучение выводится из него с помощью активного
затвора вне отражателей резонатора под углом по отношению к его оптической оси. Длительность фронта и спада импульса когерентного излучения, выводимого из резонатора
лазера, в этом случае определяется крутизной фронта управляющего импульса, подаваемого на активный затвор, при его изменении на величину, превышающую в два раза значение амплитуды импульса, соответствующее переключению добротности резонатора
лазера от ее минимума к максимуму.
На фигуре представлено устройство, реализующее предлагаемый способ, где: 1 - резонатор лазера; 2, 3 - отражатели; 4 - активный элемент; 5 - активный затвор; 6 - модуляционный элемент; 7 - поляризационный отражатель; 8 - диафрагма; 9 - блок управления
активным затвором, 10 - направление выводимого излучения.
Устройство содержит резонатор лазера 1, образованный отражателями 2 и 3, активный
элемент 4, активный затвор 5, состоящий из модуляционного элемента 6 и поляризационного отражателя 7, диафрагму 8, расположенные на оптической оси резонатора 1, блок
управления активным затвором 9, оптически связанный с резонатором лазера 1 через активный элемент 4 и отражатель 2 и электрически связанный с модуляционным элементом 6
активного затвора 5, и направление выводимого излучения 10.
Резонатор лазера 1 образован двумя отражателями 2, 3 в виде зеркал с диэлектрическим покрытием, коэффициент отражения которых на длине волны генерации близок к
единице. Активным элементом 4 являлся рубиновый стержень типа РЛ2С 8 × 120/180. В
качестве активного затвора 5 использован полуволновой электрооптический затвор с модуляционным элементом 6 на основе кристалла KDP Z-среза и поляризационным отражателем 7 в виде поляризационного зеркала, используемым как анализатор электрооптического затвора. Селекция поперечных типов колебаний излучения осуществлялась диафрагмой 8 диаметром ∼1,5 мм. Формирование управляющего импульса, подаваемого на
модуляционный элемент 6 активного затвора 5, осуществлялось блоком управления активным затвором 9 с использованием фотоприемников ФЭУ-30, вакуумных искровых
разрядников и блоков питания типа БПЗ-2Л. Излучение из резонатора лазера 1 выводилось в направлении 10 поляризационным отражателем 7.
Принцип действия устройства состоит в следующем. При накачке активного элемента 4
и частично открытом активном затворе 5 в резонаторе лазера 1 формируется излучение
малой мощности. Фактическая величина подаваемого управляющего импульса зависит от
параметров используемого активного затвора 5 и подбирается экспериментально измерением зависимости коэффициента пропускания активного затвора 5 от величины управляющего импульса, подаваемого на активный затвор 5. Медленное развитие генерации из
спонтанной люминесценции на этом этапе даже при наличии слабо дискриминирующих
элементов приводит, как правило, к развитию колебаний только одного типа, т.е. к формированию в резонаторе лазера одночастотного излучения. Часть этого излучения, отра3
BY 12174 C1 2009.08.30
женная от одного из торцов активного элемента 4, поступает на вход блока управления
активным затвором 9, сигналом которого активный затвор 5 включается полностью, что
стимулирует резкое повышение мощности излучения в резонаторе лазера 1, т.е. в замкнутом резонаторе лазера 1, образованном отражателями 2 и 3, коэффициент отражения которых близок к единице, происходит резкое усиление излучения, сформированного к этому
моменту времени. Часть данного излучения, отраженная от второго торца активного элемента 4 и отражателя 2, поступает на вход блока управления активным затвором 9, передним фронтом сигнала которого активный затвор 5 последовательно выключается и
включается полностью. Процесс изменения величины управляющего импульса, подаваемого на активный затвор 5, производят в соответствии используемому активному затвору 5,
включающему добротность резонатора лазера 1 при подаче управляющего импульса на
его электроды, либо активному затвору 5, включающему добротность резонатора лазера 1
при сбросе управляющего импульса с его электродов. На этой стадии излучение выводится поляризационным отражателем 7 из резонатора лазера 1 в направлении 10. Длительность и форма выводимого из резонатора лазера 1 импульса излучения при этом
определяется практически крутизной и формой переднего фронта управляющего импульса,
подаваемого на активный затвор 5 в данный момент. На фигуре представлено устройство,
в котором включение добротности резонатора лазера 1 производится при открывании активного затвора 5. Аналогично может быть реализовано устройство, в котором включение
добротности резонатора лазера 1 производится при закрывании активного затвора 5, если
поменять местами отражатель 3 и направление выводимого излучения 10.
Следует отметить, что описываемый способ формирования импульсов излучения может быть широко использован не только в линейных, но и кольцевых лазерах. При этом не
исключена возможность использования лазерных усилительных каскадов.
Источники информации:
1. Маругин A.M., Овчинников В.М. Селекция мод в резонаторе с электрооптическим и
пьезооптическим управлением // Квантовая электроника. - 1972. - № 4(10). - С. 104-105.
2. Исянова Е.Д., Маругин A.M., Овчинников В.М. Одночастотный рубиновый лазер с
электрооптической модуляцией добротности // Журнал прикладной спектроскопии. - 1970. Т. 12. - № 5. - С. 834-836.
Национальный центр интеллектуальной собственности.
220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.
4
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
0
Размер файла
178 Кб
Теги
by12174, патент
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа