Способ управления шириной спектра излучения лазера

Способ управления шириной спектра излучения лазера

Реферат

 

Изобретение относится к квантовой электронике и может быть использовано при разработке твердотельных лазеров с изменяемой шириной спектра излучения, применяемых в лазерной связи и технологии. Целью изобретения является увеличение быстродействия и расширение диапазона управления спектром. Способ управления шириной спектра излучения лазера, использующего неоднородно-уширенную активную среду, включает импульсное возбуждение активной среды и задержку генерации. При этом длительность импульсов возбуждения выбирают много меньшей временной постоянной миграции энергии возбуждения, а их ширину спектра - меньшей однородной ширины линии люминесценции. 1 ил.

Изобретение относится к квантовой электронике и может быть использовано при разработке твердотельных лазеров с изменяемой шириной спектра излучения, применяемых в лазерной связи и технологии. Целью изобретения является увеличение быстродействия и расширение диапазона управления спектром. На чертеже показана схема лазера, реализующая предлагаемый способ. Лазер содержит активный элемент 1, два диэлектрических зеркала 2 и 3, образующих оптический резонатор, электрооптический затвор 4 и источник 5 возбуждения. Сущность изобретения заключается в следующем. Возбуждение активного элемента производится импульсами излучения длительностью _и, много меньшей постоянной спектральной миграции _м энергии в среде, и с шириной спектра, меньшей однородной ширины линии люминесценции. Это обеспечивает формирование в активной среде линии люминесценции шириной 2. Спектральная миграция энергии возбуждения приводит к монотонному уширению линии люминесценции в 5 - 10 раз. Это дает возможность реализовать при импульсном включении добротности импульс излучения с требуемой шириной спектра. При несоблюдении указанных условий, например при ламповой накачке, сразу формируется широкая линия люминесценции и возможность управления исключается. Примером реализации способа может служить лазер, принципиальная схема которого показана на чертеже. Активный элемент 1 выполнен из силикатного неодимового стекла ГЛС-1, _м = 420 мкс при температуре 300 К. Возбуждение через боковую поверхность активного элемента 1 производится лазером, являющимся источником 5 возбуждения, с длиной волны 0,88 - 0,8 мкм (например, изучение рубинового лазера со сдвигом частоты при вынужденном комбинационном рассеянии в бензоле с длиной волны 0,805 мкм или лазера на красителе) в полосу поглощения ⁴I_9/2_ ⁴F_3/2 иона Nd³⁺, ширина спектра возбуждающего излучения длительность 30 нс. Ширина линии люминесценции сразу после возбуждения ~ 40 см^-1, через ~ 400 мкс увеличивается до 250 см^-1. При задержках включения затвора 10, 200 и 400 мкс ширина спектра генерации лазера соответственно 5, 20 и 40 см^-1. Превышения порога генерации по накачке в 5 - 10 раз достаточно для компенсации потерь стабильного уровня ⁴I_9/2 Быстродействие лазера определяется временем тепловой релаксации и составляет ~1 с. Диапазон изменения ширины спектра излучения лазера 5 - 40 см^-1.

Формула изобретения

Способ управления шириной спектра излучения лазера на стеклах или смешанных кристаллах, активированных ионами редкоземельных элементов, включающий импульсное возбуждение активной среды и задержку генерации на 10 - 400 мкс, отличающийся тем, что, с целью увеличения быстродействия и расширения диапазона управления спектром, активную среду возбуждают импульсами излучения с длительностью, много меньшей временной постоянной спектральной миграции энергии возбуждения в среде, и шириной спектра, меньшей однородной ширины линии люминесценции.

РИСУНКИ

Рисунок 1