Кольцевой лазер с акустооптической синхронизацией мод

 

Использование: в лазерной технике. Сущность изобретения: в кольцевом лазере используется акустооптический модулятор, в котором осуществляется двукратная анизотропная дифракция Брэгга. 3 ил.

Изобретение относится к квантовой электронике, лазерной технике и может быть использовано для создания лазерных измерителей невзаимных оптических эффектов.

Известны кольцевые лазеры, в которых для стабилизации режима биений осуществляется электрооптическая синхронизация мод при размещении в резонаторе лазера электрооптического модулятора [1] .

Недостатками такого лазера являются наличие значительных потерь в электрооптических кристаллах, необходимость использования высоких напряжений и наличие частотной модуляции. Все это увеличивает погрешность измерений невзаимных оптических эффектов.

Наиболее близким к предложенному является кольцевой лазер с акустооптической синхронизацией мод [2] . В таком лазере при модуляции потерь на частоте межмодовых биений осуществляется режим синхронизации мод, приводящий к уменьшению области захвата частот встречных волн. Однако наличие паразитной невзаимности акустооптического синхронизатора мод создает дополнительные погрешности измерения оптических невзаимных эффектов.

Цель изобретения - уменьшение погрешностей измерения невзаимных эффектов.

Цель достигается тем, что в кольцевом лазере для синхронизации мод используется новый тип акустооптического синхронизатора мод, в котором осуществляется двукратная анизотропная дифракция Брэгга. В таком типе синхронизаторов мод полностью устраняются паразитная амплитуд- ная и фазовая невзаимности.

На фиг. 1 показана оптическая схема кольцевого лазера с акустооптическим невзаимным элементом; на фиг. 2 - векторная диаграмма взаимодействия при двукратной дифракции; на фиг. 3 - то же, при однократной дифракции.

Лазер содержит кольцевой резонатор, образованный зеркалами 1-3, активный элемент 4, акустооптический синхронизатор мод 5.

Лазер работает следующим образом. При возбуждении активного элемента в лазере возникает генерация. Включение акустооптического синхронизатора мод обеспечивает синхронизацию мод лазера и ослабление связи встречных волн через обратное рассеяние. При этом чувствительность кольцевого лазера к невзаимным эффектам увеличивается. Однако в обычных синхронизаторах, даже работающих на стоячей ультразвуковой волне, всегда присутствует бегущая компонента. В синхронизаторах, работающих при однократной дифракции, наличие бегущей компоненты ультразвуковой волны приводит к появлению невзаимных эффектов. Это связано с тем, что расстройка волновых векторов К = К_х - К_х^д неодинаковая для встречных волн, где K - расстройка волновых векторов для встречных волн, К_х, К_х^д - проекция на ось х основной и дифрагированной компонент соответственно. При использовании синхронизаторов мод, в которых осуществляется двукратная анизотропная дифракция Брэгга, наблюдается перекачка энергии сразу в два дифракционных максимума (см. фиг. 2). Такая геометрия взаимодействия приводит к устранению паразитных невзаимных эффектов, так как световая волна падает перпендикулярно направлению распространения ультразвуковой волны и взаимодействие встречных волн с акустической волной оказывается абсолютно одинаковым.

Отсутствие паразитных эффектов в акустооптическом синхронизаторе мод обеспечивает уменьшение погрешности измерения невзаимных эффектов.

П р и м е р . Кольцевой лазер на ИАГ накачивается полупроводниковым лазером, синхронизатор мод выполнен из ниобата лития, ультразвуковая волна распространяется перпендикулярно оптической оси одноосного отрицательного кристалла, а плоскость рассеяния составляет угол 10-30^о с оптической осью. (56) 1. Корниенко Л. С. , Кравцов Н. В. , Шелаев А. Н. Синхронизация аксиальных мод в твердотельном кольцевом лазере непрерывного действия на YAG: Nd. Квантовая электроника, 1977, т. 4, N 9, c. 1994-1996.

2. Гончарова И. Ф. и др. Конкурентные эффекты в твердотельном кольцевом лазере на YAG : Nd³⁺ в режимах акустооптической синхронизации мод. Квантовая электроника, 1981, т. 8, N 6, с. 1347-1350.

Формула изобретения

КОЛЬЦЕВОЙ ЛАЗЕР С АКУСТООПТИЧЕСКОЙ СИНХРОНИЗАЦИЕЙ МОД, содержащий расположенные в кольцевом резонаторе активный элемент и акустооптический синхронизатор мод, в котором осуществляется дифракция Брэгга на частоте межмодовых биений кольцевого лазера, отличающийся тем, что акустооптический синхронизатор мод выполнен из анизотропного вещества так, что в нем осуществляется двукратная анизотропная дифракция Брэгга.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3