Способ управления резонатором лазера и устройство на его основе

 

Изобретение относится к управляемой оптической технике, в том числе к лазерной, и может быть использовано для создания оптических объективов нового поколения и для управления ими в реальном времени, а также для построения управляемых лазерных резонаторов различных типов, в том числе с управляемой выходной мощностью излучения. Кроме того, настоящее изобретение может быть использовано для получения в непрерывном лазере импульсно-периодического режима генерации и режима с модулированной добротностью, а также для увеличения мощности выходного излучения и пиковой интенсивности различных лазеров. Сущность изобретения: в способе управления резонатором лазера и устройстве на его основе деформируемое зеркало выполняют в виде многослойного одноканального биморфного зеркала, управляющее электрическое напряжение деформируемого зеркала выбирают в определенном амплитудном диапазоне, электронный блок управления соединяют с компьютером, или/и с генератором электрических сигналов, или/и с датчиком/приемником обратной связи, а радиус кривизны исходной оптической поверхности деформируемого зеркала выбирают из определенного соотношения. Техническим результатом изобретения является расширение диапазона управления выходной мощностью лазерного излучения, включая, с одной стороны, полное гашение генерации и, с другой стороны, частичное повышение номинальной выходной мощности лазера. 2 с. и 4 з. п. ф-лы, 15 ил.

Таблицын

Формула изобретения

1. Способ управления резонатором лазера, по которому зеркало лазерного резонатора заменяют деформируемым зеркалом, формой отражающей поверхности которого управляют с помощью электрического сигнала, формируемого электронным блоком управления, отличающийся тем, что деформируемое зеркало выполняют в виде многослойного одноканального биморфного зеркала, содержащего по крайней мере две пластины из пьезоэлектрического или электрострикционного материала, последовательно закрепленные на внутренней стороне отражающей пластины зеркала, управляющее электрическое напряжение U деформируемого зеркала выбирают в диапазоне U_o≤U≤U_max или U_max≤U≤U_o, где U_o - управляющее напряжение, соответствующее нулевой выходной мощности лазера, U_max - управляющее напряжение, соответствующее максимальной или номинальной выходной мощности лазера, электронный блок управления соединяют с компьютером, или/и с генератором электрических сигналов, или/и с датчиком/приемником обратной связи.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что управляющее напряжение деформируемого зеркала формируют в виде последовательности импульсов, при этом начальное значение управляющего напряжения выбирают равным U_o, а амплитуду импульсов управляющего напряжения U_имп выбирают в диапазоне 0<U(U_max-U_o) или 0<U(U_o-U_max).

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что управляющее напряжение деформируемого зеркала формируют в виде последовательности импульсов, при этом начальное значение управляющего напряжения U_нач выбирают в диапазоне U_o<UU_max или U_max≤U_нач<U, а амплитуду импульсов управляющего напряжения выбирают равной (U_нач - U_o) или (U_o - U_нач).

4. Способ по любому из пп.1-3, отличающийся тем, что радиус кривизны исходной оптической поверхности деформируемого зеркала R_ДЗисх выбирают из соотношения

где D_ДЗ - световой диаметр деформируемого зеркала;

R_исх - радиус кривизны заменяемого концевого зеркала;

К - чувствительность деформируемого зеркала;

U₊ - максимальное рабочее напряжение деформируемого зеркала;

U_- - минимальное рабочее напряжение деформируемого зеркала;

Δh_вак - деформация деформируемого зеркала, установленного вакуумно плотно в откаченный лазерный резонатор.

5. Управляемый лазерный резонатор, содержащий деформируемое зеркало, соединенное с электронным блоком управления, отличающийся тем, что деформируемое зеркало выполнено в виде многослойного одноканального биморфного зеркала и снабжено по крайней мере двумя пластинами из пьезоэлектрического или электрострикционного материала, последовательно закрепленными на внутренней стороне отражающей пластины зеркала, деформируемое зеркало выполнено с возможностью соответствия его управляющего напряжения соотношению |U₊-U_-|≥|U_max-U_o|, электронный блок управления соединен с компьютером, или/и с генератором электрических сигналов, или/и с датчиком/приемником обратной связи.

6. Управляемый лазерный резонатор по п.5, отличающийся тем, что радиус кривизны исходной оптической поверхности деформируемого зеркала R_ДЗисх удовлетворяет соотношению

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13, Рисунок 14, Рисунок 15, Рисунок 16, Рисунок 17, Рисунок 18, Рисунок 19, Рисунок 20, Рисунок 21, Рисунок 22, Рисунок 23, Рисунок 24, Рисунок 25, Рисунок 26, Рисунок 27, Рисунок 28, Рисунок 29, Рисунок 30, Рисунок 31, Рисунок 32, Рисунок 33, Рисунок 34, Рисунок 35