Твердотельный лазер с накачкой солнечным излучением

Твердотельный лазер с накачкой солнечным излучением

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к лазерной технике, более конкретно к твердотельным лазерам с накачкой солнечным излучением, и может быть использовано в энергетических лазерных установках, лазерной химии, металлургии и других лазерных технологических процессах. Цель - повьшение КПД и выходной мощности лазера за счет возможности обеспечения его автономным радиационным охлаждением и безрезонаторным световодным активным злементом. Вьшолнение гелиоконцентратора лазера в виде двух оптически сопряженных вогнутых зеркала 1 и 2, в большем из которых имеется центральное отверстие 3 позволяет сконцентрировать солнечное излучение на конический рефлектор 4 с зеркальной внешней поверхностью, который обеспечивает накачку активного элемента 5, выполненного в виде твердотельных световодов и расположенного по внутренней noBepxHocTjf отражающей оболочки 6. Эффективности лазера способствует автономное - охлаждение активного элемента радиатором 7, установленным во внешней поверхности отражающей оболочки. 1 ил. «ч ё (Л с

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

091 01) (5D 4 Н 01 S 3/09

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И О 1НРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К А8ТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

| (21) 4206457/31-25 (22) 06.03.87 (46) 30.03.89. Бюл. и 12 (7!) Институт высоких температур

АН СССР (72) Л,И.Авакянц, И.М.Бужинский, А.Л.Голгер и И,И.Климовский (53) 621.375.8(088.8) (56). Авторское свидетельство СССР

У !208591, кл. Н 01 $ 3/093, 1984.

Авторское свидетельство СССР

В 904053, кл. Н 01 S 3/09, 1974. (54) ТВЕРДОТЕЛЬНЫЙ ЛАЗЕР С НАКАЧКОЙ

СОЛНЕЧНЫМ ИЗЛУЧЕНИЕМ (57) Изобретение относится к лазерной технике, более конкретно к твердотельным лазерам с накачкой солнечным излучением, и может быть использовано в энергетических лазерных установках, лазерной химии, металлургии и других лазерных технологичес-. ких процессах. Цель — повышение КПД и выходной мощности лазера за счет возможности обеспечения его автономным радиационным охлаждением и безрезонаторным световодным активным элементом. Выполнение гелиоконцентратора лазера в виде двух оптически сопряженных вогнутых зеркала 1 и 2, в большем из которых имеется центральное отверстие 3 позволяет сконцентрировать солнечное излучение на конический рефлектор 4 с зеркальной внешней поверхностью, который обеспечивает накачку активного элемента 5, выполненного в виде твердотельных световодов и расположенного по внутЩ ренней поверхности отражающей оболочки 6. Эффективности лазера способствует автономное. . охлаждение активного элемента радиатором 7, установленным во внешней поверхности отражающей оболочки. 1 ил.

1469528

Изобретение относится к лазерной технике, более конкретно к твердотельным лазерам с накачкой солнечным излучением, и может быть использовано в энергетических лазерных установках, лазерной химии, металлургии и других лазерных технологических процессах.

Целью изобретения является павы- 10 шение КПД и выходной мощности лазера.

На чертеже схематически изображен лазер.

Лазер содержит гелиоконцентратор, состоящий из двух оптически сопряжен- 15 ных вогнутых зеркйт 1 и 2, имеющих форму тел вращения, с центральным круговым отверстием 3 в большем зеркале 1, конический рефлектор 4 с внешней зеркальной поверхностью, рас-20 положенной на общей с зеркалами оси с теневой стороны большего зеркала, активный элемент 5, выполненный в . виде световодной спирали или цилиндрического набора световодов, распо- 25 ложенный по внутренней отражающей поверхности цилиндрической оболочки

6, соосной с зеркалами и коническим ,рефлектором, и. радиатор 7 охлаждения, соединенный с внешней поверхностью 30 отражающей оболочки.

Устройство работает следующим образом..

Большее вогнутое зеркало 1 фокусирует падающее на него солнечное излучение на меньшее. вогнутое зеркало 2. Благодаря софокусности и опти\ ческому сопряжению этих зеркал зеркало 2 формирует практически параллельный пучок лучей, падающий через 40 отверстие 3 в зеркале 1 на зеркальную поверхность конического рефлектора 4.

Конический рефлектор 4 отражает падающий на него поток солнечного излучения на боковую поверхность лазерных световодов активного элемента, Поглощаясь в лазерных световодах, солнечное излучение инвертирует в них населенность активных центров (напри+з мер, ионов Nd. ) и индуцирует в ннх . 50 лазерное излучение, Распротраняясь в обе стороны вдоль световодов, ла" зерное излучение либо выходит из свободного от зеркал выходного жгута световодов, либо проходит в них двойной путь, отражаясь от торцовых зеркал на другом конце световода, При этом охлаждение активного элемента осуществляется с помощью стационарного радиатора 7.

Для более полного использования энергии накачки активной средой лазера излучение накачки, не поглощенное в лазерных световодах, после однократного поперечного прохода световодов отражается оболочкой 6 и опять попадает в световоды для повторного прохода в них.

Предлагаемыми : лазер с накачкой солнечным излучением позволяет преобразовывать солнечную энергию в лазерное излучение заданной мощности с общим КПД близким к предельному КПД используемой среды, и с автономной . системой охлаждения активного элемента.

Формула изобретения

Твердотельный лазер с накачкой солнечным излучением, содержащий гелиоконцентратор, включающий два оптически сопряженных, имеющих форму тел вращения вогнутых зеркала, в большем из которых имеется цейтральное круговое отверстие, конический рефлектор, расположенный на общей с зеркалами оптической оси с теневой стороны большего вогнутого зеркала, активный элемент и систему охлаждения, отличающийся тем, что, с целью повышения КПД и выходной мощности лазера, активный элемент выполнен в виде твердотельных световодов, конический рефлектор выполнен с зеркальным покрытием на его внешней поверхности и расположен так, что его вершина обращена к меньшему вогнутому зеркалу, в зоне его отражения соосно с конусом размещена отража1ощая оболочка, с внутрейней отражающей стороны которой размещены световоды активного элемента, а система охлаждения выполнена в виде радиатора, установленного на внешней поверхности отражающей оболочки,