Модулятор добротности лазера

 

МОДУЛЯТОР ДОБРОТНОСТИ ЛАЗЕРА , содержащий две оптические детали , смежные поверхности которых образуют плоскопараллельный зазор, обладающий свойством полного внутреннего отражения, и пьезоэлектрические преобразователи , размещенные на оптических деталях, отличающи йс я тем, что, с целью уменьшения времени включения модулятора и повьшения его механической прочности, между указанными смежными поверхностями по их периметру расположен слой металла , вакуумно плотно соединенный с указанными поверхностями, причем толщина слоя составляет 0,1-0,7/1 , где - длина волны излучения лазера, площадь соприкосновения слоя с оптическими деталями составляет 0,1-0,5 i площади каждой из смежных поверхностей , а зазор между указанными поверх (Л -ностями вакуумирован. 00 со

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н АВТ0РСНОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3650225/24-25 (22) 10.10.83 (46) 07. 12 ° 87. Бюл. N 45 (72) Г.И.Кромский, В.Н.Макаров, Л.Г.Сапрыкин, Е.А.Степанцев, А.П.Фефелов и С.И.Хоменко (53) 535.8 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

У 780777, кл. Н 01 Б 3/ 10, 1979.

Патент США Р 3711/91, кл. 331-945, опублик. 1973.. (54) (57) МОДУЛЯТОР ДОБРОТНОСТИ ЛАЗЕРА, содержащий две оптические детали, смежные поверхности которых образуют плоскопараллельный зазор, обладающий свойством полного внутреннего

„„SU„„1137910 А (Я)4 С 02 F 1/29 Н 01 $3 10 отражения, и пьезоэлектрические преобразователи, размещенные на оптических деталях, о т л и ч а ю щ и йс я тем, что, с целью уменьшения времени включения модулятора и повышения его механической прочности, между указанными смежными поверхностями по их периметру расположен слой металла, вакуумно плотно соединенный с указанными поверхностями, причем толщина слоя составляет 0 1-0,7 A где — длина волны излучения лазера, площадь соприкосновения слоя с оптическими деталями составляет 0 1-0 5 площади каждой из смежных поверхностей, а зазор между указанными поверхностями вакуумирован.

1137910

Изобретение относится к области квантовой электроники и может быть использовано для модуляции добротности лазеров.

Известен модулятор добротности, исиспользуюший эффект полного внутреннего отражения.

К его недостаткам относится боль шое время включения.

Наиболее близким является модулятор добротности лазера, содержащий две оптические детали, сложные поверхности которых образуют плоскопа- . раллельный зазор, обладающий свойством полного внутреннего отражения, и пьезоэлектрические преобразователи, размещенные на оптических деталях.

Недостатком такого модулятора является относительно большое время включения, величина которого в общем случае составляет не менее 2 мкс.

Это обусловлено как механической инерционностью перемещаемых или де- 26 формируемых элементов конструкции, так и скоростью истечения воздуха из промежутка между оптическими призмами при сближении их поверхностей.

Целью изобретения является уменьшение времени включения модулятора и повышение его механической прочности.

Поставленная цель достигается тем, З5 что в модуляторе добротности лазера, содержащем две оптические детали, смежные поверхности которых образуют плоскопараллельный зазор, обладающий свойством полного внутреннего 4о отражения, и пьезоэлектрические преобразователи, размещенные на оптических деталях, между указанными смежными поверхностями по их периметру расположен слой металла, вакуумно плот- 45 но соединенный с указанными поверхностями, толщина слоя составляет

О, 1-0,7 Л где Л вЂ” длина волны излучения, а площадь соприкосновения слоя с оптическими деталями составля- 5О ет 0,1-0,5 площади каждой из смежных поверхностей, при этом зазор между указанными поверхностями вакуумирован.

На чертеже схематически изображен предлагаемый модулятор.

Модулятор состоит из двух оптичес. ких деталей, выполненных в виде усеченных призм 1 и 2, гипотенузные грани 3 и 4 которых образуют плоскопараллельный зазор 5, обладающий с свойством полного внутреннего отражения. На усеченных гранях каждой из призм размещены пьезоэлектрические преобразователи би 7, которые служат для изменения величины указанного зазора 5. Между указанными смежными поверхностями 3 и 4 призм 1 и 2 расположен слой металла 8, продиффундировавший в оптические призмы. Исходная величина зазора 5 определяется толщиной указанного слоя металла 8, составляющей О, 1-0,7 М . Указанный за зор вакуумирован. Площадь соприкосновения металла с оптическими призмами 1 и 2 составляет 0,1-0,5 площади каждой иэ смежных поверхностей

3и4.

Указанные соотношения являются оптимальными и получены экспериментально.

При толщине слоя металла 8 меньше

0,1) модулятор пропускает значительную часть падающего на него излучения 9 в направлении луча 11. При толщине слоя металла 8 больше 0,7 Л смежные поверхности 3 и 4 призм 1 и

2 оказываются удаленными на значительное расстояние, преодоление которого требует повышения прикладываемого к пьезоэлектрическим пьезопреобразователям 6 и 7 напряжения. Это приводит к увеличению времени включения модулятора и ухудшает его механическую прочность.

Уменьшение площади соприкосновения слоя металла 8 с оптическими призмами 1 и 2 может приводить к нарушению вакуума в зазоре 5 и к ухудшению механической прочности конструкции. С увеличением площади соприкосновения требуется повышение управляющего напряжения, прикладываемого к пьезопреобразователям 6 и 7.

При отсутствии управляющего напряжения, прикладываемого в пьезопреобразователям 6 и 7, луч падающего на модулятор света 9 отражается от гипотенуэной грани призмы 1 в направлении луча 10. В таком состоянии модулятор закрыт.

Приложение импульсного напряжения соответствующей величины и полярности к пьезоэлектрическим преобразователям 6 и 7 вызывает упругую деформацию оптических призм 1 и 2, приводящую к сближению их смежных поверх10 4 импульсных лазеров позволяет получать импульсы излучения с длительностью 15-20 нс, что практически сравнимо с длительностью импульсов, получаемых с использованием электрооптических растворов 8-15 нс.

Редактор Н.Сильнягина . Техред А.Кравчук . Корректор М.Пожо

Заказ 6411 Тираж 522 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4, з

11379 ностей 3 и 4 вплоть до полного исчезновения зазора 5 между ними в зоне, свободной от слоя металла 8. В этом состоянии модулятор открыт и падаю5 щее на него излучение 9 беспрепятственно проходит в направлении луча 11.

Измеренное экспериментально время включения модулятора составило

0,25 мкс, таким образом использова- 1р ние настоящего изобретения позволяет уменьшить время включения по крайней мере в четыре раза по сравнению с аналогичными устройствами и с серийно выпускаемым промышленностью акус- )5 тооптическим затвором М3-301.Также повысилась механическая прочность модулятора. Использование данного устройства для модуляции добротности

Кроме того,. источник питания и управления предлагаемого модулятора по сравнению с блоками питания и управления электрооптических и вкустооптических затворов значительно более прост по конструкции и в изготовлении, обладает существенно меньшими массогабаритными характеристиками, стоимость его нике, а потребление электроэнергии примерно. в пять раэ меньше.