Модулятор добротности резонатора оптического квантового генератора

 

о и и л н-и1

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

<»> 5433I6

Союз Советских

Социалистических

Республик

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. саид-ву— (l ) .М.Кл. Н 01 S 3/10(22) Заявлено 19.11.75 (21) 2191535/25 с присоединением заявки №вЂ”

Государственный комитет (23) Приоритет— (43) Опубликовано 28.02.79 Бюллетень ¹ 8 по делам изобретений и открытий (53) УДК 535.5И (088.8) (45) Дата опубликования описания 23.03.79 j (72) Авторы изобретения

И. M. Раевский и Е. А. Мелета (71) Заявитель (54) МОДУЛЯТОР ДОБРОТНОСТИ РЕЗОНАТОРА

ОПТИЧЕСКОГО КВАНТОВОГО ГГНЕРАТОРА

Изобретение относится к области квантовой электроники и предназначено для модуляции добротности резонатора оптического квантового генератора.

Известны модуляторы добротности резонаторов оптических квантовых генератороз, основанные на применении ячейки Керра:(1).

Из известных модуляторов добротности резонатора оптического квантового генератора наиболее близким к предлагаемому по технической сущности является модулятор, содержащий поляризатор, полностью отражающее зеркало и ячейку Керра, к электродам которой через токоограничивающий резистор подключен импульсный источник высокого напряжения, и электрическую цепь, состоящую из последовательно соединенных накопителя и высоковольтного коммутатора (2).

Эта цепь включена между электродами ячейки Керра и предназначена для создания кратковременного срыва напряжения на ячейке Керра с целью генерации импульса излучения.

Однако такой модулятор имеет низкую надежность и большие габариты схемы управления ячейкой Керра, обусловленные применением электронных коммутаторов, например тпратронов. на напряжение

20 — 30 кВ.

Цель изобретения — повышения надежности II уменьшение габаритов модулятор, добротности резонатора оптического квантового генератора.

Это достигается тем, что в предлагаемом модуляторе электрическая цепь включена между одним из электродов ячейки

Керра и средней точкой импульсного источника высокого напряжения.

Такое включение позволяет вдвое снизить амплитуду импульсов напряжения на высоковольтном коммутаторе, что повы15 шаст надежность устройства и дает возможность уменьшить размеры модулятора за счет применения более низковольтного коммутатора.

На чертеже представлена схема модуля20 тора с ячейкой Керра.

Он состоит пз поляризатора /, ячейки

Керра 2, полностью отражающего зеркала 3. К электродам ячейки Керра подключен импульсный источник 4 высокого на25 пряжения через токоограничпвающий резистор 5. Коммутатор 6, в качестве которого использован тир атрон, последовательно соединенный с ним накопитель 7, включены между одним из электродов ячейки

Керра и средней точкой импульсного источ543316

P = (1 — 0,85) = 15%, 45

55 ника 4 высокого напряжения. Средняя точка импульсного источника 4 высокого напряжения соединена с землей.

Модулятор работает следующим образом. 5

Одновременно с поджигом ламп накачки от источника 4 высокого напряжения нп электроды ячейки Керра 2 поступает импульс с амплитудой U,,достаточной для полного запирания модулятора. Резонатор iO оптического квантового генератора при этом имеет минимальную добротность, и условия для генерации светового импульса отсутствуют. Угол поворота плоскости поляризации света при однократном прохож- 15 дении света через ячейку составляет в этом режиме 45 .

Так как коммутатор б подключен между одним из электродов и средней точкой им- 20 пульсного источника 4, то к нему прикладывается напряжение, равное U /2. Уменьшение амплитуды импульсов, прикладываемых к коммутатору б, позволило использовать в качестве коммутатора сравнительно низковольтные приборы типа ТГИ1 — 130/10.

При достижении необходимого уровня накачки активного материала лазера поджигается тиратрон и тем самым одно из плеч импульсного источника 4 закорачивается незаряженным накопителем 7, в качестве которого используется кон1денсатор, либо искусственная линия задержки импульсов. В результате этого напряжение на ячейке Керра 2 резко сбрасывается до

U /2, и ячейка Керра 2 открывается. Добротность резонатора в этот момент достигает максимального значения, что создает условия для генерации мощного светового импульса. По окончании заряда накопителя 7 тиратрон б гаснет и напряжение на электродах ячейки Керра 2 снова возрастает до U, что приводит к закрывани о ячейки Керра 2.

Как видно из описания работы схемы, напряжение на ячейке Керра в момент открывания сбрасывается не до нуля, а до

У„,/2. Это приводит к тому, что в момент сброса напряжения ячейка Керра 2 просветляется не полностью. Однако потери света при этом не велики. Действительно интенсивность света, прошедшего через светозатвор, можно записать в виде: где U — напряжение на электродах ячейки Керра, соответствующее максимальному запиранию;

1 — интенсивность света, падающего на ячейку;

1 — интенсивность света, прошедшсго через ячейку;

U — напряжение, поданное на электроды ячейки;

К вЂ” коэффициент, зависящий от конструкции ячейки.

Так как в нашем случае U= — — то

1= Н1,„соР— =0,85 К1,„

Отсюда следует, что потери света в светозатворе вследствие его неполного просветления составляют

Эта величина сравнима с потерями света в оптических элементах самого светозатвора, которые имеют значение около 30—

40%. Поэтому остаточное поглощение, связанное с неполным открытием светозатвора, не может существенно ухудшить добротность резонатора и оказать влияние на генерацию импульсов света.

Таким образом, предлагаемый модулятор резонатора оптического квантового генератора позволяет осуществить достаточно эффективную модуляцию добротности и при этом снизить в два раза амплитуду напряжения на коммутаторе по сравнению с известным устройством.

Это повышает надежность модулятора, исключает ложные пробои и срабатывания, а также позволяет применять коммутаторы средней мощности, что упрощает схему и приводит к уменьшению ее габаритов и веса.

Формула изобретения

Модулятор добротности резонатора оптического квантового генератора, содержащий ячейку Керра, к электродам которой через резистор подключен импульсный источник высокого напряжения, и электрическую цепь, состоящую из последовательно соединенных накопителя и высоковольтного коммутатора, отличающийся тем, что, с целью повышения надежности и уменьшения габаритов модулятора, электрическая цепь включена между одним из электродов ячейки Керра и средней точкой импульсного источника высокого напряжения, Источники информации, принятые во внимание при экспертизе:

1. Катыс Г. П. и др. Модуляция н от<лонсние оптического излучен".ÿ. М., «Науказ, 1967, с. 48.

2. Рпхег1ск 7!:l,"„-n:: «Оо11са applic», Е1ес1гор11са1 Яг11сй.", 1о73 3,. % 1,р 45 — 60.

543316

Составитель А. Субочев

Техред А. Камышников

Редактор Е. Месропов

Корректор С. Файн

Тип. Харьк. фил. пред. «Патент»

Заказ 36/168 Изд. № 190 Тираж 922 Подписное

НПО Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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