Моноблочный кольцевой лазер

Предлагаемое техническое решение относится к области лазерной техники, а именно к моноблочным кольцевым лазерам и может быть использовано при создании лазерных гироскопов.

Известны моноблочные кольцевые лазеры содержащие несущий блок с каналами заполненными через откачной штенгель активной средой и три или меньше оптических параллелограмма по совмещенным или индивидуальным вершинам которых установлены попарно общие или отдельные отражающие элементы [1], по оси главной диагонали или иначе расположен общий катод соединенный через оптические каналы и вводные анодные каналы с двумя анодами в каждом параллелограмме, между анодами и катодом приложено высокое напряжение для поддержания газового разряда регулируемого через балластные сопротивления [2]. Известны также двухосные и одноосные моноблочные кольцевые лазеры имеющие подобные элементы и их функциональные связи.

Известными недостатками таких кольцевых лазеров является:

- необходимость индивидуальной герметизации каждого зеркала, что с учетом требований к юстировке плоско-сферических зеркал является сложной операцией, а также технические трудности изготовления высококачественных плоско-сферических зеркал.

Вышеуказанный технический результат достигается тем, что зеркала расположенные по наиболее близким вершинам герметично закрыты периферийной частью полости катода.

Предлагаемое техническое решение относится к области лазерной техники, а именно к моноблочным кольцевым лазерам и может быть использовано при создании лазерных гироскопов.

Известны моноблочные кольцевые лазеры, например [1], содержащие несущий блок, выполненный в форме прямоугольного параллелепипеда, по плоскостям которого расположены отражающие элементы, в несущем блоке выполнены каналы заполненные через откачной штенгель активной средой и образующие три или меньше оптических параллелограмма по совмещенным или индивидуальным вершинам которых установлены попарно общие или отдельные отражающие элементы [1], по оси главной диагонали или иначе расположен общий катод соединенный через оптические каналы и вводные анодные каналы с двумя анодами в каждом параллелограмме, между анодами и катодом приложено высокое напряжение для поддержания газового разряда регулируемого через балластные сопротивления [2]. Известны также двухосные и одноосные моноблочные кольцевые лазеры имеющие подобные элементы и их функциональные связи.

Известными недостатками таких моноблочных кольцевых лазеров является:

- необходимость индивидуальной герметизации каждого зеркала, что с учетом требований к юстировке плоско-сферических зеркал является сложной операцией, а также технические трудности изготовления высококачественных плоско-сферических зеркал.

Технический результат от использования предлагаемого технического решения заключается в:

- герметизации периферийной полостью катода сразу нескольких близкорасположенных зеркал, в том числе сферических (а не плоско-сферических) вследствие чего возможно повышение их качества. Так, в трехосном моноблочном резонаторе герметизируются сразу три зеркала, каждое из которых работает сразу на два резонатора.

Вышеуказанный технический результат достигается тем, что зеркала расположенные по наиболее близким вершинам герметично закрыты периферийной частью полости катода.

Суть полезной модели можно пояснить следующим образом. При конструировании малогабаритных кольцевых лазеров с резонатором в форме прямоугольника появляется возможность сделать расстояние между осями газоразрядных каналов в пределах трех или менее сантиметров что соответствует типичному диаметру применяемых в них холодных катодов. Очевидна возможность изготовления сферических отражающих элементов располагаемых на близких вершинах оптического параллелограмма с диаметром, например 4 мм. Далее осуществляется механически прочное крепление таких отражающих элементов в заданном положении под катодом, используя известные методы с помощью диэлектрических компаундов. Катод, изготовленный с требуемой внешней формой и требуемой формой внутренней рабочей поверхности герметично крепится известным способом на соответствующем фланце параллелепипеда. Размещение диэлектрических элементов внутри холодного катода в его периферийной части не влияет существенно на его работу.

Обычно каждый резонатор формируется путем установки на плоскости граней методом оптического контакта отражательных элементов, как правило, диэлектрических зеркал очень высокого качества. Обычно в каждом резонаторе имеется, как минимум одно плоско-сферическое зеркало. Изготовление такого зеркала высокого качества чрезвычайно сложно и оно всегда хуже плоского зеркала. Для сферического зеркала, без плоской части поверхности, таких проблем нет даже при использовании известных технологий. Поэтому качество кольцевых лазеров изготовленных в соответствии с предлагаемой полезной моделью выше, а себестоимость меньше.

После установки остальных комплектующих элементов для создания кольцевого лазера, их герметизации и электровакуумной обработки, на определенных участках оптических каналов между катодом и анодами возбуждается газовый разряд и появляется когерентное излучение, направленное по и против направления часовой стрелки, с необходимыми параметрами, определяемыми, в основном, качеством зеркального резонатора.

На фиг.1 представлено расположение катода и попарно общих зеркальных отражательных элементов на совмещенных вершинах трех оптических параллелограммов [1] (на рис 1. видны только два параллелограмма) трехосного моноблочного кольцевого лазера. На фиг.2 показано соответствующее расположение катода на фрагменте грани трехосного моноблочного кольцевого лазера (вид сверху), а на фиг.3 - расположение катода и зеркал под его периферийной частью для одноосного кольцевого лазера. Сказанное выше справедливо и для двухосного кольцевого лазера с прямоугольной конфигурацией ортогональных друг к другу плоскостей резонаторов.

Моноблочный трехосный резонатор на фиг.1 содержит несущий блок «1», на котором закреплены плоские отражающие элементы 2 и сферические 3 катод - 4, аноды - 5, смесительные призмы - 6. На фиг.2 показан фрагмент трехосного кольцевого лазера (вид сверху на катод). Под катодом теперь можно расположить простые сферические зеркала, а не плоско-сферические. Это дает большие преимущества при изготовлении кольцевого лазера.

На фиг.3 показан одноосный кольцевой лазер с тем же обозначением элементов.

На основании вышеизложенного предложенное техническое решение имеет преимущества по сравнению с известными, а именно - позволяет осуществлять герметизацию периферийной полостью катода сразу нескольких близкорасположенных зеркал, в том числе сферических (а не плоско-сферических) вследствие чего возможно повышение их качества. Так, в трехосном моноблочном резонаторе герметизируются сразу три зеркала каждое из которых работает согласно патенту [1] на два резонатора, в двухосном - четыре зеркала, а в одноосном - два. Следовательно, предложенное техническое решение при его использовании дает положительный результат.

Источники информаци

1. Патент России на полезную модель 93591

2. Патент США, 5371589, US. Class 356/471, 1994 г.

Моноблочный кольцевой лазер, содержащий несущий блок, выполненный в форме прямоугольного параллелепипеда, в несущем блоке выполнены каналы, заполненные через откачной штенгель активной средой и образующие один или несколько оптических параллелограммов, по вершинам которых установлены плоские и плоскосферические зеркала, по оси главной диагонали расположен общий катод, соединенный через оптические каналы и вводные анодные каналы с двумя анодами в каждом параллелограмме, между анодами и катодом приложено высокое напряжение, регулируемое через балластные сопротивления, отличающийся тем, что зеркала, размещенные по наиболее близким вершинам, герметично закрыты периферийной частью полости катода.