Лазер ( варианты)

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ПАТЕНТНЫЙ КОМИТЕТ РЕСПУБЛИКИ БЕЛАРУСЬ(71) Заявитель Институт электроники Академии наук Беларуси(73) Патентообладатель Институт электроники Национальной академии наук Беларуси(57) 1. Лазер, содержащий основной резонатор с активным элементом, дополнительный резонатор с активным элементом, оптически связанный с основным резонатором, активный затвор, блок управления активным затвором с системой запуска и цепью питания, предназначенный для переключения генерации из дополнительного резонатора в основной резонатор, оптически связанное с дополнительным резонатором фотоприемное устройство, отличающийся тем, что между фотоприемным устройством и блоком управления активным затвором последовательно введены времязадающее устройство, вход которого электрически связан с выходом фотоприемного устройства,блок управления ключевым устройством, вход которого электрически связан с выходом времязадающего устройства, ключевое устройство, вход которого электрически связан с выходом фотоприемного устройства, выход - со входом системы запуска блока управления активным затвором и со входом обратной связи блока управления ключевым устройством, а управляющий вход с выходом блока управления ключевым устройством. 2. Лазер, содержащий основной резонатор с активным элементом, дополнительный резонатор с активным элементом, оптически связанный с основным резонатором, активный затвор, блок управления активным затвором с системой запуска и цепью питания, предназначенный для переключения генерации из дополнительного резонатора в основной резонатор, оптически связанное с дополнительным резонатором фотоприемное устройство, выход которого электрически связан со входом системы запуска блока управления активным затвором, отличающийся тем, что он содержит ключевое устройство, введенное в цепь питания блока управления активным затвором, блок управления ключевым устройством, выход которого электрически связан с управляющим входом ключевого устройства, а также времязадающее устройство, вход которого электрически связан с выходом фотоприемного устройства, а выход - со входом блока управления ключевым устройством.(56) 1. Бондаренко А. Н. И др. Одночастотный рубиновый ОКГ с активным переключением добротности // Письма в ЖТЭФ. - 1969. - Т. 9, вып. 2. - С. 100. 3389 1 2. Ковалев А. А., Кабаев Н. Н., Тюшкевич Б. Н., Юревич В. И. Сужение спектра излучения в ОКГ с электрооптическим затвором // ЖПС. - 1979. - Т. 30, вып. 4. - С. 639 - 646 (прототип). Изобретение относится к области квантовой электроники, может быть использовано для создания мощных импульсных источников когерентного узкополосного оптического излучения. Известен лазер 1, содержащий задающий и исполняющий генераторы, оптически связанные между собой, блоки накачки которых синхронизированы, а спектральные диапазоны излучения обоих генераторов лазера перекрываются, в резонаторе исполняющего генератора установлен активный затвор, электрически связанный с блоком управления активным затвором, вход которого электрически соединен с фотоэлементом,оптически связанным с активным элементом задающего генератора. Сигнал, используемый для включения блока управления активным затвором, может применяться и для синхронизации моноимпульсной генерации во времени с импульсным процессом при его исследовании. Устройство не обеспечивает варьирование во времени процесса моноимпульсной генерации относительно момента импульсной нагрузки в пределах, превышающих длительность затравочного пичка свободной генерации, и эффективное использование затравочного излучения для сужения спектральной полосы моноимпульсной генерации, поскольку первый пичок свободной генерации не всегда бывает узкополосным. Из известных технических решений наиболее близким является лазер 2, содержащий основной.резонатор с активным элементом, дополнительный резонатор с активным элементом, оптически связанный с основным резонатором, активный затвор, блок управления активным затвором с системой запуска и цепью питания, предназначенный для переключения генерации из дополнительного резонатора в основной резонатор, оптически связанное с дополнительным резонатором фотоприемное устройство, выход которого электрически связан со входом системы запуска блока управления активным затвором. Устройство также не обеспечивает варьирование во времени процесса моноимпульсной генерации относительно момента импульсной нагрузки в пределах, превышающих длительность затравочного пичка свободной генерации, и эффективное использование затравочного излучения для сужения спектральной полосы моноимпульсной генерации. Технической задачей, которую решает предлагаемое изобретение, является расширение диапазона варьирования во времени процесса моноимпульсной генерации относительно исследуемого процесса с одновременным повышением эффективности использования затравочного излучения для сужения спектральной полосы моноимпульсной генерации. Поставленная задача достигается тем, что в лазер, содержащий основной резонатор с активным элементом,дополнительный резонатор с активным элементом, оптически связанный с основным резонатором, активный затвор, блок управления активным затвором с системой запуска и цепью питания, предназначенный для переключения генерации из дополнительного резонатора в основной резонатор, оптически связанное с дополнительным резонатором фотоприемное устройство, между фотоприемным устройством и блоком управления активным затвором последовательно введены времязадающее устройство, вход которого электрически связан с выходом фотоприемного устройства, блок управления ключевым устройством, вход которого электрически связан с выходом времязадающего устройства, ключевое устройство, вход которого электрически связан с выходом фотоприемного устройства, выход со входом системы запуска блока управления активным затвором и со входом обратной связи блока управления ключевым устройством, а управляющий вход с выходом блока управления ключевым устройством. Поставленная задача достигается также тем, что лазер, содержащий основной резонатор с активным элементом, дополнительный резонатор с активным элементом, оптически связанный с основным резонатором, активный затвор, блок управления активным затвором с системой запуска и цепью питания, предназначенный для переключения генерации из дополнительного резонатора в основной резонатор, оптически связанное с дополнительным резонатором фотоприемное устройство, выход которого электрически связан со входом системы запуска блока управления активным затвором, содержит ключевое устройство, введенное в цепь питания блока управления активным затвором, блок управления ключевым устройством, выход которого электрически связан с управляющим входом ключевого устройства, а также времязадающее устройство, вход которого электрически связан с выходом фотоприемного устройства, а выход - со входом блока управления ключевым устройством. Указанное выше размещение времязадающего устройства, ключевого устройства и блока управления ключевым устройством и предлагаемые электрические связи между отдельными элементами обеспечивают использование в качестве затравочного любого из последующих пичков, временной интервал между которыми и первым пичком свободной генерации превышает некоторую наперед заданную величину, и тем самым обеспечивается решение поставленной технической задачи. На фиг. 1, 2 представлены варианты устройства, поясняющие сущность изобретения, где 1 - дополнительный резонатор 2, 3 - отражатели 4 - основной резонатор 5 -отражатель 6 - активный элемент 7 - активный затвор 8 блок управления активным затвором 9 - система запуска 10 - цепь питания 11 - фотоприемное устройство 12 времязадающее устройство 13 - блок управления ключевым устройством 14 - ключевое устройство. 2 3389 1 Лазер, представленный на фиг. 1, содержит дополнительный резонатор 1, образованный отражателями 2,3 и предназначенный для формирования затравочного излучения основной резонатор 4, образованный отражателями 2, 3, 5, оптически связанный с дополнительным резонатором и предназначенный для генерации гигантских импульсов активный элемент 6, являющийся общим для обоих резонаторов 1 и 4 активный затвор 7, блок управления активным затвором 8 с системой запуска 9 и цепью питания 10 оптически связанное с дополнительным резонатором 1 фотоприемное устройство 11 времязадающее устройство 12, вход которого электрически связан с выходом фотоприемного устройства 11 блок управления ключевым устройством 13, вход которого электрически связан с выходом времязадающего устройства 12 ключевое устройство 14, вход которого электрически связан с выходом фотоприемного устройства 11, выход со входом системы запуска 9 блока управления активным затвором 8 и со входом обратной связи блока управления ключевым устройством 13, а управляющий вход с выходом блока управления ключевым устройством 13. Лазер, представленный на фиг. 2, содержит дополнительный резонатор 1, образованный отражателями 2,3 и предназначенный для формирования затравочного излучения основной резонатор 4, образованный отражателями 2, 3, 5, оптически связанный с дополнительным резонатором и предназначенный для генерации гигантских импульсов активный элемент 6, являющийся общим для обоих резонаторов 1 и 4 активный затвор 7, блок управления активным затвором 8 с системой запуска 9 и цепью питания 10 оптически связанное с дополнительным резонатором 1 фотоприемное устройство 11, выход которого электрически связан со входом системы запуска 9 блока управления активным затвором 8 времязадающее устройство 12, вход которого электрически связан с выходом фотоприемного устройства 11 блок управления ключевым устройством 13, вход которого электрически связан с выходом времязадающего устройства 12 расположенное в цепи питания 10 блока управления активным затвором 8 ключевое устройство 14, управляющий вход которого электрически связан с выходом блока управления ключевым устройством 13. В варианте лазера (фиг. 1) в качестве отражателей 2, 3, образующих дополнительный резонатор 1, использованы плоскопараллельные подложки из стекла К 8 толщиной 1 см каждая для построения основного резонатора 4 в качестве отражателя 5 использовано зеркало с диэлектрическим покрытием, коэффициент отражения которого на длине волны генерации близок к 1 активный элемент 6 - рубиновый стержень РЛС 8 х 120/180 активный затвор 7 - полуволновой электрооптический затвор на основе кристалла-среза блок управления активным затвором 8 - стандартный блок питания БПЗ-2 Л с формирователем запускающих импульсов на микросхеме К 155 АГ 3 в системе запуска 9 в цепь питания 10 подавалось переменное напряжение 220 В от сети фотоприемное устройство 11 - модуль фотоприемный ЛФДП-3 с усилителем, выполненным на основе компаратора К 554 СА 3 времязадающее устройство 12 - ждущий мультивибратор на микросхеме К 155 АГ 1 блок управления ключевым устройством 13 и ключевое устройство 14 собраны на триггерах микросхемы К 155 ТМ 2. В варианте лазера (фиг. 2) в качестве элементов 1-11 использованы те же составляющие, что и в варианте(фиг. 1) в качестве времязадающего устройства 12 использован генератор импульсов Г 5-54 блок управления ключевым устройством 13 представляет собой одновибратор, собранный на микросхеме К 155 ТМ 2 ключевое устройство 14 собрано на транзисторе КТ 315 В. Принцип действия устройства, представленного на фиг. 1, состоит в следующем. При накачке активного элемента 6 в дополнительном резонаторе 1 формируется излучение свободной генерации, часть которого,пройдя отражатель 3, активным затвором 7 выводится в направлении фотоприемного устройства 11. Сигнал с фотоприемного устройства 11 подается на ключевое устройство 14 и запускает времязадающее устройство 12, вырабатывающее выходной импульс переменной длительности, задаваемой параметрами внешней цепочки, который поступает на блок управления ключевым устройством 13, блокирующий на время действия поступающего импульса ключевое устройство 14 и возвращающий электронную часть лазера в исходное состояние после завершения всего цикла. По окончании блокирования ключевое устройство 14 передает входной импульс в систему запуска 9 блока управления активным затвором 8. С включением активного затвора 7 в основном резонаторе 4 из затравочного пичка свободной генерации развивается гигантский импульс лазерного излучения. Импульс с выхода ключевого устройства 14 поступает также на вход обратной связи времязадающего устройства 12, сигнализируя об окончании цикла. При следующей накачке активного элемента 6 весь цикл повторяется аналогично рассмотренному выше. Принцип действия устройства, представленного на фиг. 2, состоит в следующем. При накачке активного элемента 6 в дополнительном резонаторе 1 также формируется излучение свободной генерации, часть которого, пройдя отражатель 3, активным затвором 7 выводится в направлении фотоприемного устройства 11. Сигнал с фотоприемного устройства 11 подается в систему запуска 9 блока управления активным затвором 8 и запускает времязадающее устройство 12, вырабатывающее выходной импульс через заданный промежуток времени, который поступает на блок управления ключевым устройством 13. Ключевое устройство 14 в исходном состоянии разомкнуто, что обеспечивает разрыв цепи питания 10 и не допускает запуск блока управления активным затвором 8 и включения активного затвора 7. При поступлении сигнала с времязадающего устройства 12 блок управления ключевым устройством 13 вырабатывает импульс, обеспечивающий запирание ключевого устройства 14 и тем самым восстановление электрической связи в цепи питания 10 на необ 3 3389 1 ходимый промежуток времени. Последующий за включением ключевого устройства 14 пичок свободной генерации, поступая на фотоприемное устройство 11, запускает блок управления активным затвором 8, тем самым, включая активный затвор 7, обеспечивает формирование гигантского импульса лазерного излучения в основном резонаторе 4 из затравочного пичка свободной генерации. Предлагаемое устройство может быть реализовано с различными типами резонаторов, активных затворов, активных элементов, при этом в основном и дополнительном резонаторах не обязательно использование одного и того же активного элемента. Государственный патентный комитет Республики Беларусь. 220072, г. Минск, проспект Ф. Скорины, 66.