Способ формирования излучения для записи контурных голограмм (варианты)

01 9/021 НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНТР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОЙ СОБСТВЕННОСТИ СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ИЗЛУЧЕНИЯ ДЛЯ ЗАПИСИ КОНТУРНЫХ ГОЛОГРАММ (ВАРИАНТЫ)(71) Заявитель Институт электроники Национальной академии наук Беларуси(72) Автор Тюшкевич Борис Николаевич(73) Патентообладатель Институт электроники Национальной академии наук Беларуси(57) 1. Способ формирования излучения для записи контурных голограмм, при котором в лазере формируют первую частоту излучения, перестраивают лазер по частоте излучения и формируют в нем вторую частоту излучения, отличающийся тем, что в промежутке между формированием в лазере первой и второй частоты излучения изменяют температуру активного элемента лазера в диапазоне, определяемом температурным диапазоном режима генерации используемого активного элемента. 2. Способ формирования излучения для записи контурных голограмм, при котором первую частоту излучения формируют в лазере, перестраивают лазер по частоте излучения, вторую частоту излучения формируют путем нелинейного преобразования в веществе частоты излучения, сформированной в лазере, отличающийся тем, что в промежутке между формированием первой частоты излучения и формированием частоты излучения для нелинейного преобразования ее в веществе изменяют температуру активного элемента лазера в диапазоне, определяемом температурным диапазоном режима генерации используемого активного элемента.(56)2023279 1, 1994. Лазерная физика и спектроскопия. Труды конференции. - Т. 1. - Мн., 1997. - С. 341-342. Приборы и техника эксперимента. - 2000. -3. - С.107-110.1005544 , 1980.3970390 , 1976.3828275 , 1974.1755250 1, 1992. Изобретение относится к области квантовой электроники и голографической техники,может быть использовано для создания мощных импульсных источников когерентного узкополосного оптического излучения для записи контурных карт рельефа поверхности голографическим методом. Известен способ формирования излучения для записи контурных голограмм 1, при котором с помощью резонансного отражателя в лазере формируют одновременно две частоты излучения. Частотный интервал между спектральными линиями в известном способе трудно перестраиваем и диапазон его перестройки ограничен контуром усиления используемого в лазере активного элемента, что не позволяет достаточно оперативно управлять чувствительностью голографического метода и ограничивает диапазон его перестройки при получении контурных карт рельефа поверхности различной глубины. Из известных технических решений наиболее близким является способ формирования излучения для записи контурных голограмм 2, при котором в лазере формируют первую частоту излучения, перестраивают лазер по частоте излучения и формируют в нем вторую частоту излучения. В известном способе также диапазон перестройки частотного интервала между спектральными линиями ограничен контуром усиления используемого в лазере активного элемента, что ограничивает диапазон перестройки чувствительности голографического метода при регистрации контурных карт рельефа поверхности различной глубины. Известен также способ формирования излучения для записи контурных голограмм 3,при котором первую частоту излучения формируют в лазере, вторую частоту излучения формируют путем нелинейного преобразования первой частоты излучения в веществе. Диапазон перестройки частотного интервала между спектральными линиями, который изменяется путем замены одного вещества, нелинейно преобразующего частоту излучения, на второе, и тем самым чувствительности метода записи контурных голограмм в известном способе ограничен набором веществ, используемых для нелинейного преобразования частоты излучения. Технической задачей, которую решает предлагаемое изобретение, является расширение диапазона перестройки частотного интервала между двумя частотами излучения и чувствительности метода записи контурных голограмм. Поставленная техническая задача достигается тем, что в способе формирования излучения для записи контурных голограмм, при котором в лазере формируют первую частоту излучения, перестраивают лазер по частоте излучения и формируют в нем вторую частоту излучения, в промежутке между формированием в лазере первой и второй частоты излучения изменяют температуру активного элемента лазера в диапазоне, определяемом температурным диапазоном режима генерации используемого активного элемента. Поставленная техническая задача достигается также тем, что в способе формирования излучения для записи контурных голограмм, при котором первую частоту излучения формируют в лазере, перестраивают лазер по частоте излучения, вторую частоту излучения формируют путем нелинейного преобразования в веществе частоты излучения, сфор 2 5019 1 мированной в лазере, в промежутке между формированием первой частоты излучения и формированием частоты излучения для нелинейного преобразования ее в веществе изменяют температуру активного элемента лазера в диапазоне, определяемом температурным диапазоном режима генерации используемого активного элемента. Изменение температуры активного элемента сопровождается изменением его спектроскопических и оптических характеристик, определяющих параметры генерации лазера. В частности, с изменением температуры изменяется ширина линии люминесценции активного элемента и происходит ее спектральное смещение, что позволяет при изменении температуры активного элемента лазера в промежутке между формированием первой частоты излучения и формированием частоты излучения для нелинейного преобразования ее в веществе расширить диапазон перестройки частотного интервала между двумя частотами излучения и чувствительности метода записи контурных голограмм. Для каждого конкретного типа активного элемента лазера существуют определенные предельные значения температуры, при которых генерация прекращается. К срыву генерации, в частности, приводят такие явления, как уменьшение квантового выхода в активном элементе с возрастанием температуры, возникновение температурных напряжений. Температурный диапазон режима генерации для каждого конкретного активного элемента, используемого в лазере,сугубо индивидуален. В первом варианте предлагаемый способ осуществляется следующей совокупностью операций. В лазере формируют первую частоту излучения. Затем лазер перестраивают по частоте излучения и изменяют температуру его активного элемента, после чего формируют в нем вторую частоту излучения. Во втором варианте способа сначала в лазере формируют первую частоту излучения. Затем лазер перестраивают по частоте излучения и изменяют температуру его активного элемента, после чего формируют в нем частоту излучения, из которой путем нелинейного преобразования частоты излучения в веществе формируют вторую частоту излучения для записи контурной голограммы. Последовательность может быть и обратной сначала в рассмотренной выше последовательности формируют вторую частоту излучения, а затем первую частоту излучения. На фигуре представлено устройство, с помощью которого могут быть реализованы оба варианта предлагаемого способа и поясняющее сущность изобретения, где приняты следующие обозначения 1 - лазер 2 - поворачивающий поляризацию излучения элемент 3 - поляризационный отражатель 4 - поворачивающий поляризацию излучения элемент 5- отражатель 6 - поворачивающий поляризацию элемент, 7 - вещество. Устройство содержит лазер 1, выход которого через поворачивающий поляризацию излучения элемент 2, поляризационный отражатель 3 и поворачивающий поляризацию излучения элемент 4 оптически связан с отражателем 5, а также через поворачивающий поляризацию излучения элемент 2, поляризационный отражатель 3 и поворачивающий поляризацию излучения элемент 6 оптически связан с веществом 7. Лазером 1 являлся моноимпульсный рубиновый лазер с перестраиваемой частотой излучения, аналогичный используемому в 1. Для рубиновых элементов с изменением температуры характерно смещение -линий на линейном участке 0,065 /град. В качестве поворачивающего поляризацию излучения элемента 2 использован полуволновой электрооптический модуляционный элемент из кристалла-среза поляризационного отражателя 3 - поляризационное зеркало с диэлектрическим покрытием поворачивающего поляризацию излучения элемента 4 - четвертьволновой электрооптический модуляционный элемент из кристалла-среза отражателя 5 - зеркало с диэлектрическим покрытием, коэффициент отражения которого на длине волны генерации близок к 1 поворачивающего поляризацию излучения элемента 6 - ячейка Фарадея вещества 7 - кювета с ацетоном (могут быть использованы и другие вещества кварц, метан и т.п.). 5019 1 Принцип действия устройства при реализации первого варианта предлагаемого способа состоит в следующем. При накачке в лазере 1 формируется первая частота излучения. Излучение с первой частотой поступает на поворачивающий поляризацию излучения элемент 2. При полуволновом напряжении на его электродах плоскость поляризации излучения с первой частотой поворачивается на /2. Излучение с первой частотой отражается поляризационным отражателем 3, проходит поворачивающий поляризацию элемент 4 и после отражения отражателем 5 второй раз проходит поворачивающий поляризацию элемент 4. После двойного прохождения по поворачивающему поляризацию излучения элементу 4 плоскость поляризации излучения с первой частотой поворачивается на /2, оно проходит через поляризационный отражатель 3 и выводится в направлении, указанном стрелкой на фигуре. Затем перестраивают лазер 1 по частоте и изменяют температуру активного элемента лазера 1 в диапазоне, определяемом температурным диапазоном режима генерации используемого активного элемента, например, за счет изменения температуры в системе охлаждения лазера 1, после чего в лазере 1 формируют вторую частоту излучения. Излучение со второй частотой проходит элементы 2-5 аналогично излучению с первой частотой и выводится в направлении, указанном на фигуре стрелкой. При реализации второго варианта предлагаемого способа первая частота излучения формируется по аналогичному принципу, рассмотренному выше. После перестройки лазера 1 по частоте и изменении температуры активного элемента лазера 1 в диапазоне, определяемом температурным диапазоном режима генерации используемого активного элемента, в лазере 1 формируется частота излучения, и при отсутствии напряжения на электродах поворачивающего поляризацию элемента 2 излучение с частотой, сформированной в лазере 1, проходит через него без изменения поляризации, затем проходит через изменяющий поляризацию излучения элемент 6 и попадает в вещество 7, где сформированная в лазере 1 частота излучения преобразуется во вторую частоту излучения для записи контурных голограмм за счет нелинейного преобразования, например, за счет вынужденного рассеяния Мандельштама-Бриллюэна. Излучение со второй частотой возвращается на изменяющий поляризацию излучения элемент 6. После двойного прохождения излучения по данному элементу на его выходе получаем излучение со второй частотой, плоскость поляризации которого составляет угол, равный /2, с плоскостью поляризации излучения со сформированной в лазере 1 частотой, поступавшего на его вход. Затем излучение со второй частотой отражается поляризационным отражателем 3 и выводится в том же направлении, что и излучение с первой частотой. В устройстве не исключена возможность использования лазерных усилительных каскадов. Следует отметить, что для реализации лишь первого варианта предлагаемого способа наличие элементов 2-7 не является обязательным. При втором варианте способа, как уже отмечалось, возможна и обратная последовательность формирования первой и второй частоты излучения, которая может быть реализована с помощью представленного на фигуре устройства при повороте поляризационного отражателя 3 на угол, равный /2, либо при изменении последовательности включения и выключения изменяющего поляризацию излучения элемента 2. При этом во всех случаях диапазон перестройки частотного интервала и чувствительности метода записи контурных голограмм расширяется за счет изменения температуры активного элемента лазера 1 в диапазоне, определяемом температурным диапазоном режима генерации используемого активного элемента, в промежутке между формированием в лазере первой и второй частоты излучения либо в промежутке между формированием в лазере первой частоты излучения и формированием частоты излучения для нелинейного преобразования ее в веществе. Источники информации 1. А. с. СССР 1005544, МПК 01 В 9/023, 1980. 4 5019 1 2. Пат. РФ 2023279, МПК 03 Н 1/04,01 В 9/021, 1994. 3. Окушко В.А., Бровкович В.Г., Тюшкевич Б.Н. Регистрация контурных карт рельефа на фототермопластическом материале//Лазерная физика и спектроскопия. Труды 3 конф. академии Наук Беларуси. Ин-т физики им. Б.И. Степанова. - Мн., 1997. - Т.1. - С. 341-342. Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20. 5