Рабочая среда просветляющегося фильтра для со @ -лазеров с пассивной модуляцией добротности

Рабочая среда просветляющегося фильтра для со @ -лазеров с пассивной модуляцией добротности

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Союз Советских

Ресвевввк (И Я O g »в» Е » g Я И Я (i) 686И4

I ..

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное: к авт. свпд-ву (22) Заявлено 16.02.78 (21) 2579865/18-25 с присоединением заявки ¹ (23) Приоритет

Опубликовано 23.06.82. Бюллетень № 23

Дата опу бликования описания 23.06,82 (51) М. Кл

Н 01S 3/10

Государственный комитет (53) УДК 621.375.8 (088,8) по деном изобретений и открытий (72) Авторы изобретения (71) Заявитель

В. А. Бугаев и Э. Н. Шлитерис

Ордена Трудового Красного Знамени институт радиотехники и электроники АН СССР (54) РАБОЧАЯ СРЕДА ПРОСВЕТЛЯЮЩЕГОСЯ ФИЛЪТРА

ДЛЯ С02-ЛАЗЕРОВ С ПАССИВНОЙ МОДУЛЯ ЦИ ЕИ

ДОБРОТНОСТИ

Изобретение относится к области квантовой электроники и предназначено для импульсной модуляции СО>-лазеров и лазерной молекулярной спектроскопии.

Известны СО.— лазеры с пассивной модуляцией добротности, вк;почающие резонатор, внутри которого расголожены газоразрядная трубка и кювета, наполненная газообразным веществом, работающим как просветляющийся фильтр (1 — 3).

В качестве просветляющихся фильтров используются ароматические углеводороды, галоидозамещенные парафнновых углеводородов, кислородсодержащие соединения и т. д. Достоинством газообразных веществ является возможность регулировки давления, что облегчает получение режима пассивной модуляции добротности. В этом режиме мощность генерации на один-три порядка больше средней мощности, длительность импульсов менее 5 м, частота повторения импульсов несколько десятков килогерц. При пассивной модуляции добротности СО>-лазера имеется во. ьожность исследования самого рабочего вещества, так как параметры модуляции связаны с процессами поглощения и диссип цнп энергии в фильтре.

Однако при использовании газообразных фильтров встречаются трудности, являющиеся следствием того, что для получения режима модуляции добротности необходимо совпадение частоты поглощающего перехода в фильтре с частотой генерации лазера. Совпадение должно быть не хуже нескольких допперовскнх ширин линий

СОз-лазера. Это резко ограшгчнвает число веществ, дающих модуляцию добротности.

В связи с указанным обстоятельством ни

10 один нз известных газообразных фильтров не обеспсчивает модуляцию на всех линиях плп даже ветвях наиболее интенсивных полос. Другой недостаток заключается в том, что частота излучения лазера привя15 зана к частоте перехода в рабочем веществе и не может перестраиваться по всему контуру усиления.

Кроме того, для получения генерации одновременно вблизи центра ветви P и в центре ветви R полосы 9,6 мкм с помощью известных веществ необходима смена газообразного фильтра, что приводит к усложнению конструкции.

Целью изобретения является расширение

25 спектра генерации СО>-лазеров с пассивной модуляцией добротности путем использования нового просветляющегося газообразного фильтра и новых молекулярных резонансов частот, а также упрощение конзо струкцпи лазера, обеспечиваемое возмож686114 ностью осуществления модуляции на интенсивных линиях полосы 9,6 мкм без смены фильтра.

Сопутствующей целью изобретения является также увеличение числа газообразных веществ, пригодных для исследования методом внутрирезонаторной лазерной спектроскопии в режиме пассивной модуляции добротности СО -лазера.

Эта цель достигается применением щ

1,4-диоксана в качестве рабочей среды просветляющего фильтра СО -лазеров с пассивной модуляцией добротности.

На фиг. 1 представлена примерная схема реализации изобретения; на фиг. 2 — д типичная зависимость коэффициента усиления СО -лазера в полосе 9,6 мкм от номера линии.

Схема состоит из зеркала 1, дифференционной решетки 2, газоразрядной трубки

3, кюветы 4 с газообразным просветляющимся рабочим веществом, окна 5 из арсенида галлия, окна 6 из фтористого бария, поворотного зеркал а 7. Газор азрядная трубка 3 и кювета 4 размещены внутри резонатора, образованного зеркалом 1 и дифракционной решеткой 2. Кювета 4 выполнена из медной трубки длиной 1 м и внутренним диаметром 16,7 мм, на обоих концах кюветы расположены окна 6 из фтористого бария, установленные под углом Брюстера к оси кюветы. На одном конце трубки 3 находится зеркало, на другом — окно 5 из арсенида галлия, установленное под углом Брюстера к оси трубки.

Применение 1,4-диоксана в качестве просветляющегося фильтра позволяет осуществить пассивную модуляцию добротности в полосе 9,6 мкм - вблизи центров P u R ветвей на линиях R (18) — R (24) и R (30), а также Р(14) — Р(18) и Р(24). Рабочее давление в кювете изменяется при переходе с линии на линию в пределах 0,05 — 2,0 мм рт. ст., частота повторения импульсов близка к 50 кГц. Длительность импульсов не более 2 мс.

Кривые 8 и 9 представляют зависимости коэффициента усиления для ветвей Я и Р, соответственно. Стрелками 10 обозначены линии СО>-лазера, на которых получена пассивная модуляция добротности с помощью 1,4-диоксана. Из зависимости на фиг. 2 видно, что при использовании 1,4-диоксана пассивная модуляция добротности

СО>-лазера возникает на наиболее интенсивных линиях полосы 9,6 мкм в центре ветвей P u R.

Эффективность использования изобретения связана с тем, что для целей нелинейной спектроскопии полупроводников, диагностики плазмы и атмосферы наибольшее применение находят наиболее интенсивные линии излучения СО>-лазера, расположенные в центрах ветвей. Изобретение позволяет получить излучение вблизи центров обеих ветвей полосы 9,6 мкм без замены вещества просветляющего фильтра. Замена вещества фильтра требует дополнительных устройств напуска и откачки. В случае использования отпаянных кювет требуется замена всей кюветы, все это усложняет устройство лазера. Ни одно из известных веществ не обеспечивает получение модуляции на линиях R(18) — R(24), R(30) и

Р(14) — Р(18), Р(24) полосы 9,6 мкм одновременно.

Формула изобретения

Применение 1,4-диоксана в качестве ра бочей среды просветляющегося фильтра для СО>-лазеров с пассивной модуляцией добротности.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Патент США № 3581230, кл. 331-94,5, опублик. 1971.

2. Патент США № 3586998, кл. 331-94,5, опублик. 1971.

3. Патент США № 3638137,, кл. 331-94,5, опублик. 1972, 686Ц4 г

Корректор О. Тюрина

Редактор П. Горькова

Заказ 800/21 Изд. J4 157 Тираж 629 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комитета СССР по делам изобретсшьй и открытий

113035, Москва, К-35, Раушская наб., д. 4)5

Типография, пр. Сапунова, 2

Составитель А. Царев

Техред А. Камышникова