КОЛЬЦЕВОЙ ЧИП-ЛАЗЕР С УДВОЕНИЕМ ЧАСТОТЫ ИЗЛУЧЕНИЯ

КОЛЬЦЕВОЙ ЧИП-ЛАЗЕР С УДВОЕНИЕМ ЧАСТОТЫ ИЗЛУЧЕНИЯ


RU (11) 2055428 (13) C1

(51) 6 H01S3/083 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 25.10.2007 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 5037279/25 
(22) Дата подачи заявки: 1991.07.02 
(45) Опубликовано: 1996.02.27 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: 1. Патент США N 3409819, кл. 321-69, 1969. 2. Kozlovsky W.J. et al. Second - harmonic geueration of a coutinnous - wave diode pumped Nd - JAG laser using on externally resonaut cavity. Opt. Zett. 12, N 12, 1014, 1987. 
(71) Заявитель(и): Научно-исследовательский институт ядерной физики МГУ им.М.В.Ломоносова 
(72) Автор(ы): Конвисар П.Г.; Кравцов Н.В.; Наний О.Е.; Рустамов С.Р. 
(73) Патентообладатель(и): Конвисар Павел Григорьевич; Кравцов Николай Владимирович; Наний Олег Евгеньевич; Рустамов Саидазим Рустамович 

(54) КОЛЬЦЕВОЙ ЧИП-ЛАЗЕР С УДВОЕНИЕМ ЧАСТОТЫ ИЗЛУЧЕНИЯ 

Изобретение относится к квантовой электронике и может быть использовано для оптической связи, в измерительной технике и лазерной медицине. Сущность изобретения: повышение стабильности частоты одночастной генерации достигается при выполнении чип-лазера из активного и нелинейного элементов, находящихся в оптическом контакте и образующих вместе сложный многогранник, обеспечивающий в результате внутренних отражений существование внутри себя замкнутого оптического контура, причем ориентация нелинейного элемента обеспечивает совпадение направлений синхронизма с отрезками оптического контура. 1 ил. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к квантовой электронике и может быть использовано для оптической связи, в измерительной технике и лазерной медицине.

Известно техническое решение, направленное на преобразование частоты излучения во вторую гармонику [1] и представляющее лазер, в резонаторе которого расположен кроме активного элемента нелинейный элемент.

Недостатками такого технического решения являются невозможность реализации одночастотной генерации (вследствие конкуренции мод) и невозможность получения высоких КПД вследствие оптических потерь на торцах активного и нелинейного элементов.

Наиболее близким к изобретению техническим решением, принятым за прототип, является техническое решение, заключающееся в использовании чип-лазера с независимыми резонаторами для активного и нелинейного элементов [2]

К недостаткам этого технического решения относится наличие потерь, связанных с межрезонаторными отражениями, которые не удается свести к нулю, даже используя просветление.

Технической задачей изобретения является снижение энергетических потерь, повышение стабильности одночастотной генерации и повышение КПД преобразования излучения во вторую гармонику.

Указанная задача достигается тем, что в кольцевом чип-лазере с удвоением частоты излучения, содержащем активный и нелинейный элементы, последние находятся в оптическом контакте и образуют вместе сложный многогранник, обеспечивающий существование внутри себя в результате внутренних отражений от граней замкнутый оптический контур, причем ориентация нелинейного элемента такова, что плоскость, проходящая через любые две оси синхронизма, совпадает с плоскостью оптического контура, а отрезки оптического контура в пределах нелинейного элемента совпадают с осями синхронизма.

На чертеже показаны принципиальная схема кольцевого чип-лазера и ориентация нелинейного элемента в нем, где 1 активный элемент с возможными зеркалами 2 и 8, 3 источник накачки, 4 фокусирующая система, 5 нелинейный элемент, 6 направления синхронизма в нелинейном элементе, 7 постоянный магнит.

Принцип действия кольцевого чип-лазера заключается в следующем.

При создании в активном элементе 1 инверсной населенности в кольцевом лазере, состоящем из активного 1 и нелинейного 5 элементов, возникает генерация, распространяющаяся вдоль замкнутого оптического контура. Собственно кольцевой оптический резонатор образуется вследствие внутренних отражений от граней (высокий коэффициент отражения обеспечивается либо полными внутренними отражениями либо нанесением на грани отражающих покрытий).

Поскольку на участок активного элемента наложено постоянное магнитное поле (магнит 7), которое обеспечивает неравенство добротностей оптического резонатора для встречных волн, то в лазере возникает однонаправленная одночастотная генерация. Эта генерация вследствие реализации режима бегущей волны является одночастотной (см. Гарбузов Д.З. и др. Кольцевой чип-лазер на ИАГ. Изв. АН СССР, 1990, т. 54, N 12, 2397-2401).

Поскольку излучение проходит через нелинейный элемент в направлении синхронизма, то, естественно, происходит эффективное преобразование его во вторую гармонику, которая выводится из резонатора через селективное зеркало 8. Это зеркало должно иметь высокий коэффициент отражения на длине волны генерации и быть прозрачным для второй гармоники.

В качестве активного элемента используется призма, вырезанная из монокристалла иттрий-алюминиевого граната с примесью неодима. На сторону призмы, проходящую через сторону ЕН, нанесено селективное покрытие, имеющее высокий коэффициент отражения (r 99,5%) на длине волны генерации ( 1,06 мкм) и прозрачное на длине волны накачки ( 0,81 мкм), а на сторону, проходящую через CD, селективное покрытие с коэффициентом отражения r > 99,5% на 1,06 мкм и r 15% для 0,53 мкм.

В качестве нелинейного элемента использовался кристалл "банана" (Ba2NaNb3O15) при температуре 90оС синхронизма, вырезанный таким образом, что плоскость синхронизма совпадала с плоскостью резонатора внутри нелинейного элемента. Размеры пластины нелинейного элемента выбраны такими, что отражение от грани, проходящей через GF, обеспечивалось в результате полного внутреннего отражения. Однонаправленность и одночастотность излучения обеспечивается использованием постоянного магнита, обеспечивающего направленность магнитного поля порядка 200 Э. В качестве источника накачки может быть использован полупроводниковый лазер ИЛПН-112 А, излучение которого фокусируется с помощью микрообъектива в активном элементе.

Реализация предложенного технического решения должна обеспечить стабильную одночастотную генерацию при более низком уровне накачки, а следовательно, и более высокий КПД преобразования излучения во вторую гармонику по сравнению с прототипом. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



КОЛЬЦЕВОЙ ЧИП-ЛАЗЕР С УДВОЕНИЕМ ЧАСТОТЫ ИЗЛУЧЕНИЯ, содержащий активный и нелинейный элементы, отличающийся тем, что активный и нелинейный элементы находятся в оптическом контакте и образуют вместе сложный многогранник, обеспечивающий в результате внутренних отражений существование внутри себя замкнутого оптического контура, причем ориентация нелинейного элемента такова, что плоскость, проходящая через два направления синхронизма, совпадает с частью плоскости оптического контура, лежащей внутри нелинейного элемента, а отрезки оптического контура в пределах нелинейного элемента совпадают с направлениями синхронизма.


ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал

Подборка патентов изобретений и технологий относящихся к лазерным квантовым генераторам, а именно лазеры и лазерное оборудование:

- твердотельные полупроводниковые лазеры

- газовые лазеры

- химические лазеры

- практическое применение в промышленности, науке и в быту газовых, твердотельных и химических лазеров.


Лазеры. Лазерное оборудование






СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "И" означает, что будут найдены только те страници, где встречается каждое из ключевых слов. При использовании режима "или" результатом поиска будут все страници, где встречается хотя бы одно ключевое слово.

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+газовый -лазер".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "лазер" будут найдены слова "лазеры", "лазерный" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу ("лазер!").



Рейтинг@Mail.ru