Способ управления излучением оптического квантового генератора

 

ОП ИСААКИЯ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

Союз Советских

Социалистических

Республик (11) 430781 и АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Зависимое от авт. свидетельства(22) Заявлено05.07.71 (21) 1677911/26-25 (51) М. Кл,. Н OIß Э/00 с присоединением заявки ¹ —Гасударственный комитет

Севвта Иенестреа СССР ве делам еэабретеней и открытий (32) Приоритет—

Опубликовано 05.11.74, Бюллетень № 41 (53) УДК .621.375.8 (088.8) Дата опубликования описания 25,04,75 (72) Авторы изобретения

А. М. Маругин и В. М, Овчинников (71) Заявитель (54) СПОСОБ УПРАВЛЕНИЯ ИЗЛУЧЕНИЕМ ОПТИЧЕСКОГО

КВАНТОВОГО ГЕНЕРАТОРА

Изобретение относится к квантовой электронике и может быть использовано при скоростной съемке, в дальнометрии, голографии для получения мощных оптических импульсов с высокой степенью пространственной и временной когерентности излучения.

Известен способ модуляции добротности резонатора оптического квантового генера« тора (ОКГ), согласно которому улучшение модовой структуры выходного излучения

ОКГ достигается двухступенчатым увеличением добротности резонатора ОКГ. При этом добротность в любой момент времени остается примерно одинаковой для всех точек поперечного сечения резонатора.

Однако нри использовании известного способа не исключена возможность возникновения генерации одновременно в нескольких каналах, расположеннык параллельно или под углом к оси резонатора, которая

I ухудшает пространственную структуру излучения и увеличивает угол расхождения излучения. В принципе эта возможность может быть устранена введением в резо2 натор диафрагмы, что, однако, существен но снижает выходную энергию ОКГ, и следовательно, не всееда целесообразно.

Цель изобретения - улучшение поперечной модовой структуры генерации ОКГ

{селекция поперечных мод) и обеспечение возможности регулирования длительности импульса генерации.

Цель достигается тем, что добротность

1О резонатора изменяют не сразу для всего поперечного сечения резонатора, а увеличивают ее постепенно в радиальном на правлении симметрично относительно оси резонатора, При этом скорость движения

15 фронта зоны высокой добротности выбиратст равной IОЗ- - 106 м/сек, это движение может быть направлено от центра к краю и наоборот.

На фиг. 1 и 2 изображены графики, gg иллюстрирующие возможные варианты движения фронта зоны высокой добротности при осуществлении предлагаемого способа управления излучением ОКГ.

Предлагаемый способ может быть осурб ществлен с помощью электрооптического

430781 затвора, При этом (как и в известных способах управления излучением) в на чальный период накачки ОКГ затвор выI ключен, т, е. добротность резонатора ми,нимальна. В момент tf соответствующий, максимальной инверсии населенности в ак- . тивном элементе, пропускание затвора уве- личивают путем подачи управляющего им- пульса таким образом, ч юбы добротность резонатора достигла максимального значе- ния Т только в небольшой зоне радимекс .усом (, лежащей, например, на оси ре-, О ! зонатора (фиг, 1). Такое пространственно. ограниченное повышение пропускания мо.жет быть достигнуто выбором специальной известной конструкции!электроойтического затвора или введением дополнительных электрооптических элементов, В момент 6 затвор, следовательно, ! открыт и действует как диафрагма, т, е. обеспечивает формирование через некоторый. промежуток времени 6 в осевой зоне ! резонатора (7. (7.,) импульса генерации на низшем типе колебаний (селекцию поперечных мод) .

Одновременно с формированием импульса генерации в зоне Ъ Ъ добротность резоО натора начинают увеличивать в радиальном направлении (от центра к краю резонатора, радиус поперечного сечения которого Я.) симметрично относительно оси резонатора, При расширении эоны высокой добротности область генерации также начинает распространяться от центра к краям резонатора с сохранением своей пространственной структуры.

Во внешней части зоны высокой добротности ("С «, (:., на фиг. 1 заштрихована) генерация развивается, но медленнее, чем во внутренней зоне (4 о ), так что ил пульс генерации в зоне формируется только к моменту

=t4gf kg4, где Ь k+- время задержки

1 2 развития генерации в зоне Ъ " 6 относительно зоны х- 7.. Скорость движения фронта зоны высокой добротности выбирают таким образом, чтобы к моменту область максимальной добротности резонатора, т. е. область максимального пропускания затвора, достигла радиуса "4g .

Предмет изобретения

Способ управления излучением оптического квантового генератора, основанный на изменении добротности резонатора, 145 отличающийся тем, что,c ,целью улучшения поперечной мо довой структуры излучения оптического квантового генератора и обеспечения воз1 50:

50.:можности регулирования длительности им-! пульса излучения, добротность резонатора изменяют в радиальном направлении симметрично относительно оси резонатора со скоростью 10З- 106 м/сек, например, 55 путем создания в электрооптической ячейке неоднородного электрического поля с последующим изменением этого поля во времени.

В результате генерация в каждой по следующей зоне происходит при MHHHlvfBJIb« .ном уровне потерь, т. е. выходная энергия

ОКГ практически не уменьшается, Таким образом, при использовании пред-, лагаемого способа генерация во всех зонах развивается из небольшой центральной эоны, в которой генерация осуществляется на низшей поперечной моде. За счет этого re-.

i0 нерация ва всех областях резонатора происходит на одной этой моде.

Предлагаемый способ позволяет также регулировать в широких пределах длитель: ность импульса генерации путем изменения

И скорости движения фронта зоны высокой добротности, т. е. скорости .расйростране ния генерации по сечению резонатора. В некоторых случаях при регулировании длительности импульса генерации целесооб-:

20, разно придать зоне высокой добротности форму узкого кольца.с одновременно воз-

: растаюшими внутренним и наружным радиусами (фиг. 2), Направление движения зо; ны высокой добротности может быть выбра-.

25 но не только от центра к краю, как в опи« санных примерах, но и наоборот, от края ! к центру (показано стрелками на фиг. 2).

Достоинством предлагаемого способа является также то, что для его осушеств30 пения могут быть использованы модуляторы различного типа (электрооптические, полупроводниковые, магнитооптические и

I т. д.)

Способ может быть использован для

З5, улучшения модовой структуры излучения

ОКГ, работающих как в моноимпульсном режиме, так и в режиме свободной генерации.! "дактоР И.Орлова аказ / ф Р Изд. М f67 Тираж 760

Подписное!!Н!!И!!!! осударственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 1!303б, Раушская наб., 4

Предприятие «Патент», Москва, Г 59, Зережковская наб., 24

"лир

Составитель В,Иавыдов

Тех Ред И.КаРандашоваКоРРектоР И.Стельмах: