Способ фокусировки лазерного пучка

Авторы патента:

H01S3 - Лазеры, т.е. устройства для генерирования, усиления, модуляции, демодуляции или преобразования частоты, использующие стимулированное излучение электромагнитных волн с длиной волны большей, чем длина волны в ультрафиолетовом диапазоне (полупроводниковые лазеры H01S 5/00)

Изобретение относится к оптике, в частности к управлению параметрами лазерных пучков. Цель изобретения - повышение степени фокусировки, т.е. увеличение интенсивности лазерного пучка на оптической оси при фиксированной полной энергии и радиусе сфокусированного лазерного пучка. Фокусируемый лазерный пучок посылают в поток газа, одновременно и соосно с ним дополнительно посылают пучок лазерного излучения, радиус которого больше или равен радиусу фокусируемого пучка, а энергия достаточна для возникновения нелинейного эффекта теплового самовоздействия в потоке газа, причем ширину газового потока (L) выбирают удовлетворяющей условию L*9810а, где A - радиус фокусируемого пучка, а направление движения газа - перпендикулярным оптической оси фокусируемого лазерного пучка. 2 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (1И

1 А1 (51)5 Н 01 S 3/00

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

H А STOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (21) 4320583/31-25 (22) 26.10.87 (46) 15.10.90. Бюл. Р 38 (71) Институт оптики атмосферы СО

АН СССР (72) И.П.Лукин и С.Н.Синев (53) 535.8 (088.8) (56) Борн М., Вольф Э. Основы оптики, М., 1973, с. 155-158.

Мартыненко О.Г., Колесников П.M., Колпащиков В.Л. Введение в теорию конвективных газовых линз. Минск:

Наука, 1972 ° (54) СПОСОБ ФОКУСИРОВКИ ЛАЗЕРНОГО

ПУЧКА (57) Изобретение относится к оптике, в частности к управлению параметрами лазерных пучков. Цель изобретениявЂ”

Изобретение относится к нелинейной оптике, а точнее к способам концентрации лазерного излучения.

Цель изобретения вЂ” повышение интенсивности в фокальном пятне.

На фиг. 1 показано устройство, в котором реализуется способ; на фиг. 2 вЂ” график, поясняющий работу способа.

Устройство содержит; лазер 1, лазер 2, зеркало 3, делитель 4 пучка, вентилятор 5.

Способ заключается в следующем.

Излучение фокусируемого пучка от лазера 1 посылается в движущийся газ °

Излучение лазера 2, частота которого

2 повышение степени фокусировки, т.е. увеличение интенсивности лазерного пучка на оптической оси при фиксированной полной энергии и радиусе сфокусированного лазерного пучка. Фокусируемый лазерный пучок посыпают в поток газа, одновременно и соосно с ним дополнительно посылают пучок лазерного излучения, радиус которого больше или равен радиусу фокусируемого пучка, а энергия достаточна для возникновения нелинейного эффекта теплового самовоэдействия в потоке газа, причем ширину газового потока (1) выбирают удовлетворяющей условию

10а, где а вЂ” радиус фокусируемого пучка, а направление движения газа вЂ” перпе.:дикулярным оптической оси фокусируемого лазерного пучка, 2 ил. попадает в полосу поглащения газа, зеркалом 3 через делитель 4 направляется в газ соосно с фокусируемым пучком, При этом газ продувается вентилятором 5 перпендикулярно направлению распространения пучков света.

Для достижения требуемой степени фокусировки лазерного пучка при задан-! ной энергии E фокусируемого пучка и заданном значении его радиуса а по графику (фиг. 2) находят значение

Ь/R > (L вЂ” ширина потока газа, R< менение диэлектрической проницаемос1599919 ти rasa при нагревании; Е - энергия дополнительного лазерного пучка, С теплоемкость газа; P - плотность газа, ч - скорость его движения, а вЂ” радиус дополнительного пучка, . Если нельзя изменить L, изменяют R„ выбором rasa, изменением концентрации поглощаемой компоненты или изменением параметров дополнительного пучка. Со- 10 отношение интенсивностей основного

Е и F, дополнительного пучков может быть произвольным, а скорость rasa не должна превышать скорость звука.

Преимущество в степени фокусировки достигается за счет изменения распределения интенсивности по поперечному сечению пучка;, В предложенном способе распределение становится почти прямоугольным. На фиг. 2 (кривая 6) показана зависимость степени фокусировки для гауссовского распределения и для прямоугольного (кривая 7}, причем с увеличением величины 1./К степень фокусировки возрастает от

1/1 до 1. Кроме того,.данный способ позволяет изменять степень фокусировки изменением параметров газа и скорости его распространения.

Формула и э о б р е т е н и я

Способ фокусировки лазерного пучка, заключающийся в том, что фокусируемый пучок направляют в поток газа, отличающийся тем, чтЬ, с целью повышения интенсивности в фокальном пятне, вдоль фокусируемого пучка в поток rasa дополнительно направляют лазерный пучок, частота которого попадает в полосу поглощения газа, с радиусом большим или равным радиусу факусируемого пучка и с энергией, обеспечивающей тепловое самовоздействие в потоке газа, направленном перпендикулярно направлению распространения лазерных пучков со скоростью, не превышающей скорость звука в воздухе, причем ширину потока газа выбирают по крайней мере в десять раз больше радиуса фокусируемо- . го пучка.

1599919

Редактор М.Келемеш

Заказ 3147

Тира к 395

Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101

1е

Eja

Составитель В.Смирнов

Техред М.Ходанич Корректор М.Максимипп неп

Изобретение относится к полупроводниковым приборам и может быть использовано в технике связи и спектроскопии

Способ приготовления лазерной среды на центрах окраски на основе кристалла al2o3 // 1597069

Изобретение относится к области квантовой электроники, к методам получения кристаллических лазерных сред

Газовый уф-лазер с накачкой свч-излучением // 1597067

Изобретение относится к кваиговой злектронике и может быть использовано в газовых УФ-лазерах с накачкой СВЧ излучением

Химический лазер // 1597066

Химический лазер // 1597065

Двухчастотный лазер // 1597064

Изобретение относится к лазерной технике

Лазер на парах металлов // 1589974

Изобретение относится к квантовой электронике и может быть использовано в разработках лазеров на атомах и ионах химических элементов Цель изобретения - повышение КПД лазера за счет повышения эффективности использования накачки от иаочника электронного возбуждения Лазер содержит кючету j надетым на нее соленоидом Внутри кюветы сроено с ней выполнен каппилляр

Перестраиваемый лазер // 1588234

Изобретение относится к перестраиваемым по длине волны лазерам, лазерным спектрометрам и измерительным лазерным комплексам

Лазер с солнечной накачкой // 1588229

Изобретение относится к квантовой электронике, в частности к лазерам с накачкой солнечной энергии, и может применяться в

Плазменный электрод проточного импульсно-периодического газового лазера с поперечным разрядом // 1586478

Мощный твердотельный лазер // 2100881

Изобретение относится к области физики, в частности к квантовой электронике, и может быть использовано в высокоэффективных мощных лазерах, в системах технологической обработки материалов

Лазерная электронно-лучевая трубка // 2100882

Изобретение относится к лазерной технике, в частности к полупроводниковым лазерам с накачкой электронным пучком лазерным электронно-лучевым трубкам (ЭЛТ)

Газовый проточный лазер // 2100883

Изобретение относится к области квантовой электроники, а именно к газоразрядным проточным лазерам с замкнутым контуром непрерывного и импульсно-периодического действия

Устройство газообмена электроразрядного co2-лазера // 2100884

Изобретение относится к лазерному оборудованию, а точнее к устройству газообмена электрозарядного CO2-лазера

Излучатель лазера // 2101815

Изобретение относится к твердотельным оптическим квантовым генераторам и может быть использовано при изготовлении лазерной техники

Блок генерации излучения лазера с поперечной прокачкой газового потока // 2101816

Изобретение относится к лазерной технике, а точнее к блокам генерации излучения лазера с поперечной прокачкой газового потока

Импульсный твердотельный лазер с перестройкой длины волны излучения // 2101817

Изобретение относится к импульсным твердотельным лазерам, работающим в режиме с электрооптической модуляцией добротности, и может быть использовано для получения мощных импульсов лазерного излучения в наносекундном диапазоне длительностей импульса с частотами повторения импульсов до 100 Гц в видимом и ближнем инфракрасном, в том числе безопасном для человеческого зрения, спектральных диапазонах для целей нелинейной оптики, лазерной дальнометрии, оптической локации и экологического мониторинга окружающей среды

Твердотельный двухчастотный импульсный лазер // 2101818

Изобретение относится к лазерной технике, а более конкретно к неодимовым лазерам, генерирующим в области 1,060,1 и 1,320,1 мкм

Электроразрядная плата лазера с поперечной прокачкой газа // 2102823

Твердотельный лазер // 2102824

Изобретение относится к лазерной технике, а именно к конструкциям твердотельных лазеров