Резонаторы твердотельных лазеров

Рис. 7.5. Схема устройства резонатора твердотельного лазера с пассивной синхронизацией мод.

Интервал длин волн, в котором работает твердотельный многомодовый импульсный лазер, составляет примерно от 10 до 100 А, что зависит главным образом от относительного превышения порогового уровня накачки. Селекцию мод можно обеспечить путем селективного фильтрования, если внутри резонатора твердотельного лазера или снаружи (вместо выходного зеркала) поместить эталон. [c.402]

Рис. 2.12. Конфокальный резонатор твердотельного лазера

РЕЗОНАТОРЫ ТВЕРДОТЕЛЬНЫХ ЛАЗЕРОВ [c.189]

В подавляющем большинстве случаев термооптический возмущенный АЭ можно приближенно представить в виде идеальной линзы термической линзы АЭ (ТЛ АЭ), оптическая сила которой зависит от средней мощности накачки. Специфика материала АЭ, режима накачки, конструкции осветителя и прочие особенности конструкции твердотельных лазеров проявляются в малых аберрациях ТЛ АЭ. Характер этих аберраций может быть весьма сложен, однако для большого числа задач их влиянием на свойства резонатора, по сравнению с влиянием усредненной идеальной ТЛ, можно пренебречь. Поэтому в следующих параграфах исследование резонатора проводится в рамках гауссовой оптики. При этом в 4.2 исследуются общие закономерности поведения резонатора, содержащего внутрирезонаторную линзу. Выделяются два типа резонаторов, наиболее подходящих для использования в твердотельных лазерах. Па этой основе в 4.3-4.6 разрабатываются конкретные алгоритмы построения схем резонаторов твердотельных лазеров как с непрерывной, так и импульсной накачкой. [c.189]

Гл. 4- Резонаторы твердотельных лазеров [c.190]

На этом мы закончим общий анализ резонатора, содержащего внутрирезонаторную линзу. Из проведенного исследования видно, что нри ностроении схемы резонатора твердотельного лазера надо так подбирать геометрию, чтобы потери основной моды находились вблизи экстремальных значений при изменении ТЛ АЭ. В противном случае чувствительность резонатора к термооптическим искажениям АЭ будет излишне большой. Поэтому в последующих параграфах, исходя из особенностей режима накачки и задач, которые должен решать лазер, проведем разработку алгоритмов расчета схем резонаторов, в которых имеет место экстремум потерь основной моды, т. е. резонаторов с динамической стабильностью выходных характеристик. [c.211]

Для обработки тонких покрытий толщиной 500—2000 А необходимо обеспечить плотность энергии излучения 1—60 Дж/см , а для уменьшения повреждения подложки и термического искажения рисунка длительность лазерного импульса должна находиться в пределах от 10 до 500 не. Этим требованиям удовлетворяют твердотельные н газовые лазеры с модуляцией добротности резонатора, химические лазеры на органических красителях и полупроводниковые. Из табл. 25 видно, что выбор лазеров. [c.160]

Настоящая книга содержит пять глав. Гл. 1 посвящена оптике гауссовых пучков. Глава 2 посвящена методу интегрального уравнения. В ней рассматриваются методы исследования лазерных резонаторов, содержащих негауссовы элементы — диафрагмы с резким краем, элементы с аберрациями и др. В главе 3 исследуются резонаторы, содержащие несколько оптических элементов (например, вспомогательные зеркала) различного назначения. Вспомогательные зеркала могут влиять на продольный спектр резонатора, в частности, делать его более редким. При этом важную роль играет согласование поперечных мод лазерного резонатора. В лазерах па красителях дополнительные оптические элементы позволяют реализовывать одномодовый режим генерации. Глава 4 посвящена резонаторам твердотельных лазеров. Их основной особенностью является наличие термооптически искаженного под влиянием накачки активного элемента. Отыскание ре-зонаторных конфигураций, наименее восприимчивых к нестабильностям накачки, является довольно трудным делом, читатель почерпнет в четвертой главе много полезного для себя в этом отношении. В главе 5 излагаются геометро-оптические методы исследования резонаторов. Введение и гл. 1, 3, 5 написаны В.П. Быковым гл. 2, 4 — 0.0. Си-личевым. [c.8]

Лазеры на твердом теле являются в настоящее время, по-видимо-му, наиболее популярным типом лазеров. Основная особенность резонатора твердотельного лазера состоит в том, что в процессе работы лазера он испытывает значительные изменения своих свойств из-за появления термооптических неоднородностей в активном элементе (АЭ) при его неравномерном нагреве. Поэтому, рассматривая в этой главе методы построения схемы резонаторов твердотельных лазеров различного назначения, основное внимание уделим изучению влияния наведенных в процессе иакачки среды термооптических искажений АЭ на свойства резонатора. В соответствии с этим, в настоящем параграфе проведено описание характера искажений, возникающих в АЭ из наиболее популярных материалов. [c.189]

Анализируя характер термооптических искажений АЭ под действием накачки, мы пришли к выводу, что в первом приближении их можно представить в виде идеальной термической линзы, оптическая сила которой меняется при изменении накачки. В этом параграфе исследуем, как меняются свойства резонатора, содержащего ТЛ, при изменении мощности накачки, что эквивалентно исследованию резонатора, содержащего лиизу с изменяющейся оптической силой. Данный анализ позволит выявить оптимальные виды резонаторов твердотельных лазеров и создать основу для последующего построения алгоритмов их расчета. [c.198]

Очевидно, что резонаторы, у которых малые изменения ТЛ приводят к значительным изменениям потерь, неудобны с практической точки зрения, так как требуют либо больших усилий по стабилизации оптических характеристик внутрирезонаторных элементов, либо допустимость нестабильности выходных параметров излучения. В связи с этим подавляюгцее большинство схем резонаторов твердотельных лазеров, как с непрерывной накачкой, так и с импульсной, располагается вблизи экстремумов зависимости 7(р). Поэтому, прежде чем переходить к рассмотрению алгоритмов построения конкретных схем, исследуем более подробно условия реализации и характер экстремумов. [c.208]

Лазеры с импульсно-периодической накачкой характеризуются, как правило, меньшей величиной термоонтических искажений АЭ рт 2 дп) и более высокой плотностью мощности излучения, нежели лазеры с непрерывной накачкой. Эти особенности имеют существенное значение при разработке схемы резонатора. Во-первых, умеренный уровень термооптических искажений АЭ приводит к тому, что оптимальный размер основной моды в АЭ определяется не величиной паведеппой анизотропии или аберрациями АЭ, а поперечным размером АЭ уоо (0,5 -г 0,7)Ло- Поскольку обычно радиус АЭ Ло 2,5 мм, то оптимальный размер перетяжки основной моды гио > 1,5 мм, что существенно больше, чем в резонаторах с высоким уровнем термооптических искажений АЭ. Таким образом, резонатор твердотельного лазера с импульсной накачкой должен обеспечивать сравнительно большой размер основной моды в АЭ. Во-вторых, необходимо избегать сильной фокусировки излучения на внутрирезонаторных элементах, в частности па зеркалах. Это связано с высокой пиковой мощностью излучения импульсных лазеров, особенно работающих в режиме генерации гигантских импульсов и конечной лучевой стойкостью оптических элементов. Поэтому при построении схемы резонатора, с учетом требуемых мощностных характеристик лазера, приходится вводить ограничения на предельно допустимый размер перетяжки основной моды на элементах резонатора. Так, если предельно допустимая плотность мощности излучения, определяемая лучевой стойкостью элементов, [c.226]

Ячейки Керра применяются и в лазерной технике при генерации гигантских импульсов . Для этой цели затвор Керра помещается между одним из зеркал резонатора и торцом рубина. При включении ячейки Керра самовозбуждение затрудняется, что приводит к увеличению разности заселенности уровней (т. е. возбужденных атомов), необходимых для возникновения генерации. Затем, выключив ячейку Керра, можно получить мощ1юе излучеиие — гигантские импульсы . Например, используя ячейку Керра, можно заставить вьтсветиться импульс света с энергией К) Дж, генерируемый в твердотельном лазере за время порядка 10 с при этом высвечивается мощность 10 Вт = 1 ГВт. [c.292]

Ширина спектра излучения лазера определяется главным образом числом генерирующих мод. В оптических резонаторах может одновременно возбуждаться большое число мод (так называемый многомодовый режим генерации). Вследствие этого лазер обычно излучает набор различных частот, которые лежат внутри линии люминесценции активного вещества. Например, для твердотельных лазеров, работающих в многомодовом режиме, ширина линии излучения Атгсч может быть порядка 1 ГГц. Следует отметить, что многомодовый режим работы генератора ухудшает когерентность и направленность излучения. [c.281]

Оптические квантовые генераторы (ОКГ, лазеры). Колебат. системами ОКГ являются открытые резонаторы с размерами 1 >Х, образованные двумя или более отражающими поверхностями. Семейство газовых лазеров многочисленно, они перекрывают диапазон длин волн от УФ области спектра до субмиллиметровых волн. В твердотельных лазерах активной средой являются диэлектрич. кристаллы и стёкла. Особый класс твердотельных ОКГ составляют полупроводниковые лазеры, в к-рых используются излучательные квантовые переходы между разрегпёнными энергетич, зоиами, а не дискретными уровнями энергии. Жидкостные лазеры работают на неорганических активных жидкостях, а также на растворах органич. красителей (см. Лазеры на красителях). [c.434]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...