Источник излучения

Источник излучения

Реферат

 

(19)SU(11)780774(13)A1(51)  МПК ⁶    _H01S3/00(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯк авторскому свидетельствуСтатус: по данным на 17.12.2012 - прекратил действиеПошлина:

(54) ИСТОЧНИК ИЗЛУЧЕНИЯ

Изобретение относится к квантовой электронной технике и может быть использовано в лазерных системах передачи информации, локации, светодальнометрии. Известны источники излучения, работающие без учета изменения параметров оптических сред под действием лазерного излучения. Такие источники нашли широкое применение в оптико-электронных системах и, в частности, в системах передачи информации. Из известных технических решений наиболее близок к заявляемому лазерный источник излучения, в котором с целью стабилизации амплитудных характеристик часть излучения отводится на фотоэлектронное устройство с регулируемым порогом срабатывания, формирующее импульсы управления модулятором добротности. В результате повышается стабильность амплитуды лазерных импульсов. Основные недостатки прототипа. При его работе в системах локации, передачи информации, светодальнометрии через рассеивающие и слабопоглощающие среды отсутствует возможность изменения параметров излучения в зависимости от характера взаимодействия излучения с оптической средой. В результате, основные характеристики излучателя такие, как плотность мощности, длительность и форма импульса излучения не являются экстремальными. В случае названных сред при увеличении плотности мощности распространяющегося в них излучения возможно резкое возрастание потерь излучения на термических неоднородностях типа линз, а также в результате явлений вынужденного рассеяния Мандельштама-Бриллюэна и вынужденного комбинационного рассеяния, что приведет не к увеличению, а к сильному уменьшению мощности излучения по мере его распространения в среде. Целью изобретения является стабилизация как амплитудных, так и пространственно-временных характеристик лазерного источника излучения. Поставленная цель достигается тем, что источник излучения, содержащий активный элемент, зеркала резонатора, пространственно-временной модулятор добротности с цепью обратной связи канала выходного излучения с датчиком амплитуды лазерных импульсов, систему накачки активного элемента с блоком питания, дополнительно содержит в резонаторе клиновидную фототропную ячейку, выполненную с возможностью перемещения поперек оси резонатора, датчик длительности лазерных импульсов, подключенный к фототропной ячейке, датчик мощности рассеянного излучения, подключенный к пространственно-временному модулятору добротности, датчик средней мощности излучения, подключенный к блоку питания системы накачки активного элемента, датчик амплитуды лазерных импульсов, подключенный к пространственно-временному модулятору добротности, причем канал выходного излучения оптически связан с датчиками амплитуды лазерных импульсов, длительности импульсов, мощности рассеянного излучения, средней мощности генерируемого излучения, образуя цепь обратной связи. Пример конкретного выполнения устройства приведен на чертеже. Источник излучения состоит из активного элемента 1 на основе кристалла иттрий-алюминиевого граната с неодимом, пространственно-временного модулятора добротности 2, поляризатора 3, клина из фототропного материала 4 с устройством перемещения 5, расположенных в резонаторе с зеркалами 6, 7, а также системы накачки активного элемента 8 с блоком питания 9, преобразователя излучения во вторую гармонику 10, оптических элементов обратной связи 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17 и оптико-электронных датчиков: амплитуды лазерных импульсов 18, длительности импульсов 19, мощности рассеянного излучения 20, средней мощности генерируемого излучения 21. Для осуществления калибровки устройства содержит светоотводящие пластины 22 и 23. Источник излучения размещен в герметичном корпусе 24 с окнами 25 и 26. Светоотводящие пластины 12, 13, расположенные в оптической среде и жестко закрепленные на герметичном корпусе 24, отводят часть излучения, выходящего через окно 25, на датчики с помощью стационарных пластин 14, 15, 16, 17. Пластины 22, 23 в отличие от остальных элементов цепи оптической обратной связи, периодически с частотой F вводятся в поток излучения, генерируемого источником. Таким образом, на входе оптико-электронных датчиков происходит периодическое с частотой F изменение светового потока. Это изменение светового потока преобразуется в датчиках в периодическое с той же частотой изменение электрического напряжения, с помощью которого осуществляется управление лазерными элементами. Параметры датчиков выбраны таким образом, чтобы снижение средней мощности, фиксируемое датчиком 21, преобразовывалось в увеличение напряжения на накопительном конденсаторе блока питания 9 и в соответствующий рост средней мощности генерации. Увеличение длительности импульса генерации, регистрируемое датчиком 19, приводит к формированию на устройстве перемещения фототропной клиновидной ячейки напряжения, необходимого для сдвига ячейки в положение, в котором напротив торца активного элемента устанавливается область с большей толщиной. Тем самым обеспечивается необходимое уменьшение длительности лазерного импульса на выходе источника излучения. Рост светового потока на входе датчика 20 трансформируется в изменение напряжения на модуляторе добротности, приводящем к увеличению расходимости генерируемого лазером излучения. В результате уменьшается плотность мощности излучения, выводимого через окно 25, снижается наводимая термическая неоднородность, а значит, уменьшаются потери излучения в оптической среде. По сравнению с прототипом, применение изобретения позволяет: - оптимизировать в зависимости от характеристик оптической среды энергетические параметры лазерного источника излучения; - стабилизировать его пространственно-временные и энергетические характеристики. Технико-экономическая или иная эффективность изобретения характеризуется следующим: с помощью датчиков обратной связи источник излучения выводится на оптимальный режим работы применительно к конкретным значениям параметров оптической среды, что в свою очередь позволяет обеспечить повышение не только амплитудной, но и временной стабильности, а также осуществить наилучший выбор мощности импульсов, что приведет к качественному улучшению характеристик излучателя по сравнению с прототипом.

Формула изобретения

ИСТОЧНИК ИЗЛУЧЕНИЯ, содержащий активный элемент, зеркала резонатора, пространственно-временной модулятор добротности с цепью обратной связи канала выходного излучения с датчиком амплитуды лазерных импульсов, систему накачки активного элемента с блоком питания, отличающийся тем, что, с целью стабилизации амплитудных и пространственно-временных характеристик, он дополнительно содержит в резонаторе клиновидную фототропную ячейку, выполненную с возможностью перемещения поперек оси резонатора, датчик длительности лазерных импульсов, подключенный к фототропной ячейке, датчик мощности рассеянного излучения, подключенный к пространственно-временному модулятору добротности, датчик средней мощности излучения, подключенный к блоку питания системы накачки активного элемента, датчик амплитуды лазерных импульсов, подключенный к пространственно-временному модулятору добротности, причем канал выходного излучения оптически связан с датчиками амплитуды лазерных импульсов, длительности импульсов, мощности рассеянного излучения, средней мощности генерируемого излучения, образуя цепь обратной связи.

РИСУНКИ

Рисунок 1