Волоконный лазер

 

Полезная модель относится к оптическому приборостроению, в частности к устройствам для генерации стимулированного излучения, и может быть использована для создания волоконных лазеров. Предложен волоконный лазер, содержащий блок питания и излучатель, включающий оптически связанные активный элемент в виде активного волоконного световода и источник диодной накачки, при этом первый выход блока питания электрически связан с входом излучателя. Новым является, что излучатель дополнительно содержит термодатчик, выход которого электрически связан с входом блока питания, и устройство нагревания активного элемента, выполненное в виде металлической пластины с установленными на ней одним или несколькими электрическими нагревательными элементами, силовые выводы которых электрически связаны с вторым выходом блока питания. Полезная модель позволяет уменьшить время установления энергетических характеристик волоконного лазера при работе его при температурах окружающей среды ниже 0°С. 1 илл.

Полезная модель относится к оптическому приборостроению, в частности к устройствам для генерации стимулированного излучения, и может быть использована для создания волоконных лазеров.

Известен волоконный лазер (Л) [1], содержащий в качестве активного элемента активный волоконный световод, а в качестве источника оптической накачки лазерный диод. Л выполнен в виде лабораторной конструкции и непригоден для быстрой транспортировки и использования на новом месте.

Наиболее близким по технической сущности является волоконный лазер [2], позволяющий обеспечить быструю транспортировку и использование на новом месте. Л содержит автономный блок питания и излучатель, включающий активный элемент в виде активного волоконного световода, источник диодной накачки, при этом выход блока питания электрически связан с входом излучателя.

Во время работы Л излучение диодов накачивает активный элемент, вызывая генерацию Л, а также нагревание активного элемента и увеличение его температуры. Температура активного элемента в начале работы Л близка к температуре окружающей среды и в процессе работы Л поднимается и устанавливается равной стационарному значению. При изменении температуры изменяются спектрально-люминесцентные характеристики активного элемента, при этом изменяются энергетические характеристики Л и также устанавливаются равными стационарному значению.

При работе Л при температурах окружающей среды ниже 0°С в связи с большой разницей первоначальной температуры активного элемента и установившегося стационарного значения температуры активного элемента, время установления энергетических характеристик Л существенно увеличивается по сравнению с работой Л в нормальных условиях.

Задачей полезной модели является уменьшение времени установления энергетических характеристик Л при работе его при температурах окружающей среды ниже 0°С.

Сущность полезной модели заключается в том, что в волоконном лазере, содержащем блок питания и излучатель, включающий оптически связанные активный элемент в виде активного волоконного световода и источник диодной накачки, при этом первый выход блока питания электрически связан с входом излучателя, новым является, что излучатель дополнительно содержит термодатчик, выход которого электрически связан с входом блока питания, и устройство нагревания активного элемента, выполненное в виде металлической пластины с установленными на ней одним или несколькими электрическими нагревательными элементами, силовые выводы которых электрически связаны с вторым выходом блока питания.

В возможном варианте выполнения волоконного лазера обращенная к активному элементу поверхность металлической пластины устройства нагревания активного элемента выполнена с лакокрасочным покрытием.

Дополнительное введение в излучатель волоконного лазера термодатчика, выход которого электрически связан с входом блока питания, и устройства нагревания активного элемента, выполненного в виде металлической пластины с установленными на ней одним или несколькими электрическими нагревательными элементами, силовые выводы которых электрически связаны с вторым выходом блока питания, позволяет установить оптимальный температурный режим активного элемента для получения максимальных энергетических характеристик Л, и таким образом, уменьшить время установления энергетических характеристик Л при работе его при температурах окружающей среды ниже 0°С.

Возможное выполнение в волоконном лазере обращенной к активному элементу поверхности металлической пластины с лакокрасочным покрытием позволяет увеличить излучательную способность устройства нагревания, и таким образом способствует уменьшению времени установления оптимального температурного режима активного элемента 4, и таким образом способствует уменьшению времени установления энергетических характеристик Л при работе его при температурах ниже 0°С.

Полезная модель поясняется чертежом. На фигуре представлена схема Л.

Л содержит блок питания 1 и электрически связанный с ним излучатель 2, имеющий корпус 3, в котором установлены оптически связанные активный элемент 4 в виде активного волоконного световода с зеркалами на концах и в качестве источника оптической накачки два излучающих полупроводниковых диода 5, излучение которых вводится через стыковочные элементы в активный элемент 4. Первый выход блока питания 1 электрически связан с входом излучателя 2, электрически связанным с силовыми выводами излучающих полупроводниковых диодов 5.

Излучатель 2 содержит также термодатчик 6, выход которого электрически связан с входом блока питания 1, предназначенный для выдачи сигнала, пропорционального температуре окружающей среды.

Излучатель 2 включает также устройство нагревания активного элемента 4, выполненное в виде установленной в корпусе 3 металлической пластины 7 с установленными на ней двумя электрическими нагревательными элементами 8, силовые выводы которых электрически связаны с вторым выходом блока питания 1.

В качестве нагревательных элементов 8 используются активные сопротивления, например резисторы, которые нагреваются при подаче на них напряжения с второго выхода блока питания 1.

При этом обращенная к активному элементу 4 поверхность 9 указанной пластины 7 выполнена с лакокрасочным покрытием.

Однако возможны и другие конструкции нагревательных элементов 8, например, в виде отрезка нихромовой проволоки, и другие покрытия металлической пластины 7, например, в виде окисных металлических пленок.

Л работает следующим образом.

Блок питания 1 обеспечивает электрический ток накачки излучающих диодов 5. Излучение излучающих диодов 5 накачивает активный элемент 4. Генерируемое излучение выходит через конец активного волоконного световода с полупрозрачным зеркалом. Часть электрический мощности накачки излучающих диодов 5 переходит в тепловую мощность в активном элементе и нагревает его до установившегося значения за время, определяемое мощностью нагревания.

При температурах окружающей среды ниже 0°С по сигналу, поступающему с термодатчика 6, блок питания 1 обеспечивает электрический ток через нагревательные элементы 8, которые нагревают металлическую пластину 7, дополнительно нагревающую в свою очередь активный элемент 3. В связи с нагреванием активного элемента 4 как излучением накачки, так и устройством нагревания активного элемента, уменьшается время установления оптимального температурного режима активного элемента 4, соответственно, уменьшается время установления энергетических характеристики Л.

Таким образом, обеспечивается уменьшение времени установления энергетических характеристики Л при работе его при температурах окружающей среды ниже 0°С.

Использованные источники информации:

1. Квантовая электроника, 2004, т.34, 3, с.213-215.

2. http://www.ntoire-polus.ru. Продукция. Маломощные волоконные лазеры. Непрерывные иттербиевые лазеры (прототип).

1. Волоконный лазер, содержащий блок питания и излучатель, включающий оптически связанные активный элемент в виде активного волоконного световода и источник диодной накачки, при этом первый выход блока питания электрически связан с входом излучателя, отличающийся тем, что излучатель дополнительно содержит термодатчик, выход которого электрически связан с входом блока питания, и устройство нагревания активного элемента, выполненное в виде металлической пластины с установленными на ней одним или несколькими электрическими нагревательными элементами, силовые выводы которых электрически связаны с вторым выходом блока питания.

2. Волоконный лазер по п.1, отличающийся тем, что обращенная к активному элементу поверхность металлической пластины выполнена с лакокрасочным покрытием.



 

Похожие патенты:

Нагревательный элемент относится к области строительства и отопления, касается вариантов нагревательного элемента, который может быть использован для предотвращения обледенения тротуаров, лестничных площадок, крыш зданий и образования сосулек, для нагрева жидкости в открытых и закрытых емкостях.

Полезная модель относится к устройствам для облегчения запуска двигателя внутреннего сгорания (ДВС) и предназначена для предпускового подогрева масла

Изобретение относится к твердотельным лазерам с диодной накачкой, а именно - к системам накачки линеек лазерных диодов, и может быть использовано для исследования процессов генерации излучения в твердотельных лазерах с накачкой линейками импульсных лазерных диодов и создания новых конструкций таких твердотельных лазеров

Изобретение относится к измерительной лазерной технике и предназначено для измерения удельной концентрации примесных газов в окружающем воздухе дистанционным методом, в частности газа метана
Наверх