Нелинейный отражатель

 

Изобретение касается лазерной техники и нелинейной оптики. Цель изобретения - увеличение скорости коррекции искажений волнового фронта лазерного излучения и модуляции коэффициента отражения. В обращающий волновой фронт нелинейный отражатель лазера, содержащий нелинейный элемент 1, первое 2 и второе 3 зеркала, расположенные так, что последовательно отраженный от них луч проходит через центр нелинейного элемента 1, дополнительно введены ретрозеркало 4, расположенное перпендикулярно направлению луча, прошедшего через центр нелинейного элемента после отражения от первого 2 и второго 3 зеркал, поляризационная призма 5, взаимный вращатель поляризации 6 и ячейка Фарадея 7. 1 ил.

Изобретение относится к области лазерной техники и нелинейной оптики. Цель изобретения увеличение скорости коррекции искажений волнового фронта лазерного излучения и модуляции коэффициента отражения. На чертеже приведена оптическая схема лазера с нелинейным отражателем. Лазер содержит нелинейный элемент 1, поворотные зеркала 2 и 3, ретрозеркало 4, поляризационную призму 5, взаимный вращатель 6 поляризации, ячейку Фарадея 7, активный элемент 8, отражатель 9. Взаимный вращатель 6 поляризации поворачивает плоскость поляризации на угол 45^о, на такой же угол поворачивает плоскость поляризации и ячейка Фарадея. Устройство работает следующим образом. При возбуждении активного элемента 8 спонтанное излучение от него попадает на отражатель 9, возвращается в активный элемент 8, усиливается и попадает на нелинейный отражатель. В нелинейном отражателе излучение проходит нелинейный элемент 1 и поворотными зеркалами 2 и 3 направляется обратно на него. Между зеркалом 3 и нелинейным элементом 1 расположены поляризационная призма 5, взаимный вращатель 6 поляризации и ячейка Фарадея 7. Поляризованное призмой 5 излучение проходит вращатель 6 поляризации и ячейку Фарадея 7, при этом поляризация излучения не изменяется, так как углы поворота поляризации во взаимном вращателе 6 поляризации и ячейке Фарадея 7 равны по величине и противоположны по направлению. После прохождения нелинейного элемента 1 излучение отражается от ретрозеркала 4 и вновь попадает на нелинейный элемент 1. Часть излучения проходит в обратном направлении ячейку Фарадея 7 и взаимный вращатель 6 поляризации. При распространении излучения в указанном направлении углы поворота плоскости поляризации в этих элементах складываются и суммарный поворот плоскости поляризации равен 90^о. Поэтому прошедшее излучение полностью выводится поляризационной призмой 5 из резонатора лазера. При взаимодействии трех волн в нелинейном элементе 1 из части, отраженной от ретрозеркала 4, формируется четвертая волна, отраженная от нелинейного отражателя в сторону активного элемента 8. Отраженная волна проходит активный элемент 8, усиливается, попадает на отражатель 9 и цикл повторяется. После достижения порогового значения коэффициента усиления мощность излучения и коэффициент отражения от нелинейного элемента (добротность резонатора) быстро увеличиваются и формируется короткий мощный импульс излучения. Отраженная от нелинейного элемента волна является обращенной по отношению к падающей, что приводит к повышению пространственной когерентности генерируемого излучения. Наличие ретрозеркала 4 приводит к тому, что луч, отраженный зеркалами 2 и 3, дважды пересекает нелинейный элемент 1 и выполняет роль двух опорных волн, нелинейно взаимодействующих с падающим на нелинейный элемент 1 со стороны активного элемента 8 излучением. Скорость увеличения коэффициента отражения нелинейного отражателя (т.е. скорость увеличения добротности резонатора) возрастает и, следовательно, длительность генерируемого гигантского импульса сокращается. Кроме того, увеличивается предельная скорость коррекции изменяющихся во времени фазовых искажений и тем самым повышается пространственная когерентность генерируемого излучения. Следует отметить, что наряду с импульсным режимом генерации, в котором модуляция добротности резонатора осуществляется за счет изменения во времени коэффициента отражения от нелинейного отражателя, лазер с нелинейным отражателем может работать в непрерывном режиме. В этом случае мощность излучения и коэффициент отражения от нелинейного зеркала постоянны и сохраняется высокая скорость коррекции искажений волнового фронта излучения.

Формула изобретения

НЕЛИНЕЙНЫЙ ОТРАЖАТЕЛЬ, содержащий нелинейный элемент, первое и второе зеркала, расположенные со стороны выходной грани нелинейного элемента так, что последовательно отраженный от них луч проходит через центр нелинейного элемента, отличающийся тем, что, с целью увеличения скорости коррекции искажений волнового фронта лазерного излучения и модуляции коэффицмента отражения, в нелинейный отражатель введены ретрозеркало, установленное перпендикулярно направлению луча, прошедшего через центр нелинейного элемента после отражений от первого и второго зеркал, поляризационная призма, взаимный вращатель поляризации и ячейка Фарадея, при этом, поляризационная призма, взаимный вращатель поляризации и ячейка Фарадея установлены последовательно по лучу между вторым зеркалом и нелинейным элементом, взаимный вращатель поляризации и ячейка Фарадея выполнены так, что поворачивают плоскость поляризации на 45^o.

РИСУНКИ

Рисунок 1