Лазер

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ(71) Заявитель Институт электроники Национальной академии наук Беларуси(73) Патентообладатель Институт электроники Национальной академии наук Беларуси(57) Лазер, содержащий оптически связанные основной и дополнительный резонаторы, выходной отражатель,первый активный элемент, расположенный в общем для обоих резонаторов плече, активный затвор с блоком управления, расположенный в основном резонаторе, отличающийся тем, что в основном резонаторе перед выходным отражателем установлен второй активный элемент, при этом первый активный элемент, активный затвор, второй активный элемент и выходной отражатель расположены последовательно на оптической оси лазера.(56) 1. Тюшкевич Б.Н., Дашкевич В.И. Влияние фазовых эффектов на процесс формирования узкополосного излучения в составном резонаторе лазера с электрооптическим затвором. // ЖПС, 1990.-Т. 52.- 2.-С. 206 -211. Фиг. 1 Изобретение относится к области квантовой электроники, может быть использовано для создания мощных импульсных источников когерентного узкополосного оптического излучения. Известен лазер 1, содержащий оптически связанные через вспомогательный отражатель основной и дополнительный резонаторы, выходной отражатель, первый активный элемент, расположенный в общем для обоих резонаторов плече, активный затвор с блоком управления, расположенный в основном резонаторе. Поскольку выходной отражатель является общим для основного и дополнительного резонаторов, известное устройство не обеспечивает разделение на выходе лазера излучения свободной генерации, формируемого в дополнительном резонаторе, предшествующего генерации гигантского импульса и представляющего в этом случае шум и излучения гигантского импульса, что весьма нежелательно при использовании лазера в голографии,голографической интерферометрии, особенно, когда в схеме голографирования применяются каскады усиления, приводящие к резкому возрастанию энергетических параметров шумового излучения свободной генерации. Частичным решением проблемы является перемена местами глухого и выходного отражателей, но при этом резко снижается эффективность формирования гигантского импульса из затравочного излучения снижается эффективность включения добротности резонатора лазера, поскольку коэффициент отражения выходного отражателя, подключаемого к генерации с помощью электрооптического затвора в этом случае,меньше коэффициента отражения глухого отражателя, подключаемого к генерации в известном решении кроме того сокращается диапазон варьирования соотношения добротностей основного и дополнительного 2461 1 резонаторов, поскольку при одних и тех же параметрах разность коэффициентов отражения выходного и вспомогательного отражателей меньше, чем глухого и вспомогательного. Технической задачей, которую решает предлагаемое изобретение, является повышение эффективности формирования гигантского импульса из затравочного излучения при одновременном увеличении контраста его спектральной линии. Поставленная задача достигается тем, что в лазере, содержащем оптически связанные основной и дополнительный резонаторы, выходной отражатель, первый элемент, расположенный в общем для обоих резонаторов плече, активный затвор с блоком управления, расположенный в основном резонаторе, в основном резонаторе перед выходным отражателем установлен второй активный элемент, при этом первый активный элемент, активный затвор, второй активный элемент и выходной отражатель расположены последовательно на оптической оси лазера. При описанном выше размещении второго активного элемента излучение свободной генерации, формируемое в дополнительном резонаторе при выключенном активном затворе не поступает на этот активный элемент,не усиливается им и не попадает на выход лазера. Гигантский импульс, формируемый из затравочного излучения при включении активного затвора, поступает на второй активный элемент и попадает на выход лазера. При этом, поскольку на выход лазера поступает лишь гигантский импульс, возрастает контраст его спектральной линии на общем фоне (на фоне шума) поскольку коэффициент усиления в основном резонаторе больше коэффициента усиления в дополнительном, повышается эффективность формирования гигантского импульса из затравочного излучения, снижается требовательность к соотношению добротностей основного и дополнительного резонаторов, к разности коэффициентов отражения выходного и вспомогательного отражателей появляется возможность плавно регулировать энергетические параметры гигантского импульса при многопроходовом усилении вторым активным элементом на стадии его генерации за счет изменения уровня накачки этого элемента. На фиг. 1, 2 представлены варианты устройства, поясняющие сущность изобретения, где 1 - отражатель, 2 выходной отражатель, 3 - вспомогательный отражатель, 4 - первый активный элемент, 5 - активный затвор, 6 - блок управления активным затвором, 7 - второй активный элемент. Лазер (фиг. 1) содержит основной резонатор, образованный отражателем 1, выходным отражателем 2,вспомогательным отражателем 3, и дополнительный резонатор, образованный отражателем , вспомогательным отражателем 3. Основной и дополнительный резонаторы оптически связаны через вспомогательный отражатель 3. Первый активный элемент 4 расположен в общем для обоих резонаторов плече между отражателем 1 и вспомогательным отражателем 3. Активный затвор 5 с блоком 6 управления расположен в основном отражателе. Второй активный элемент 7 установлен в основном резонаторе перед выходным отражателем 2. Первый активный элемент 4, активный затвор 5, второй активный элемент 7 и выходной отражатель 2 расположены последовательно на оптической оси лазера. В качестве отражателя 1 использовано зеркало с диэлектрическим покрытием, коэффициент отражения которого на длине волны генерации близок к 1 в качестве выходного и вспомогательного отражателей 2 и 3 использованы подложки из стекла К-8 первый активный элемент 4 - рубиновый стержень активный затвор 5 - полуволновый электрооптический затвор на основе кристалла КДР блок 6 управления затвором - стандартный блок питания БПЗ-2 Л с фотоумножителем ФЭУ-30 на входе второй активный элемент 7 - рубиновый стержень. Принцип действия устройства состоит в следующем. При выключенном активном затворе 5 и соответствующей накачке первого активного элемента 4 в дополнительном резонаторе, образованном отражателем 1 и вспомогательным отражателем 3, развивается излучение свободной генерации. Часть излучения свободной генерации выводится в направлении блока 6 управления затвором. Блок 6 управления включает активный затвор 5 лишь в процессе развития одного из пичков свободной генерации. При включении активного затвора 5 моноимпульс формируется из затравочного излучения в основном резонаторе, образованном отражателями 1, 2, 3, добротность которого и/или коэффициент усиления в котором выше, чем в дополнительном, и через выходной отражатель 2 поступает на выход лазера. Устройство может работать в моноимпульсном режиме в режиме двух и более импульсов, при этом каждый из импульсов может генерировать на одной и той же частоте либо на близлежащих частотах а также при необходимости генерация может осуществляться на разных частотах. В варианте устройства, представленного на фиг. 2, основной резонатор, образованный отражателями 1, 2,и дополнительный, образованный отражателями 1, 3 совместно с анализатором активного затвора 5, оптически связаны через анализатор активного затвора. В остальном 2461 1 устройства аналогичны, и принцип действия их одинаков. Подобным образом могут быть построены лазеры с использованием оптически связанных, составных кольцевых резонаторов резонаторов, построенных на основании интерметров Майкельсона, Фокса-Смита и др. При описанном выше режиме работы лазера излучение свободной генерации, формируемое в дополнительном резонаторе при выключенном активном затворе 5, не поступает на второй активный элемент 7, не усиливается им и не попадает на выход лазера. Гигантский импульс, формируемый из затравочного излучения при включении активного затвора 5 в основном резонаторе, добротность которого и/или коэффициент усиления в котором выше, поступает на второй активный элемент 7 и попадает на выход лазера. При этом,поскольку на выход лазера поступает лишь гигантский импульс, возрастает контраст его спектральной линии на общем фоне (на фоне шума) поскольку коэффициент усиления в основном резонаторе больше коэффициента усиления в дополнительном, повышается эффективность формирования гигантского импульса из затравочного излучения, снижается требовательность к соотношению добротностей основного и дополнительного резонаторов, к разности коэффициентов отражения выходного и дополнительного отражателей 2, 3, появляется возможность плавно регулировать энергетические параметры гигантского импульса при многопроходовом усилении вторым активным элементом 7 за счет изменения уровня накачки этого элемента. Следует отметить, что устройство не исключает использование усилительных каскадов лазерного излучения, при этом наряду с указанными выше достоинствами следует отметить то, что излучение свободной генерации,предшествующее гигантскому импульсу, не поступает на усилительные каскады и не снимает инверсию в активных элементах усилителей. Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.