Cтраница 4
Активные модуляторы изготавливаются на кристаллах KDP - дигидрофосфата калия ( КН2РО4); ADP - дигидрофосфата аммония ( NH4H2PO4); DKDP и другие материалы имеют различные оптические схемы и способы подведения управляющего напряжения. Наиболее предпочтительна схема проходного затвора на кристалле с брюстеровскими призмами на торцах, которая имеет минимальные потери и переотражения. Такой затвор позволяет варьировать схемы резонатора. Отсутствие отражений на торцах увеличивает КПД и не разрушает когерентности излучения лазера при попадании нежелательных бликов. Возможно совместное использование обоих затворов, когда активный модулятор управляет моментом начала импульса, а пассивный обеспечивает одномодовый режим. В отсутствие модуляторов добротности в режиме свободной генерации длительность импульса определяется режимом накачки. [46]
Индуктивная связь осуществляется витком, помещенным в пучность магнитного поля резонатора. Величина связи регулируется поворотом плоскости витка относительно магнитного поля. При поршневой перестройке резонатора виток связи часто размещается на поршне. Коаксиальная линия, соединяющая резонатор с нагрузкой, должна содержать участок переменной длины или гибкую вставку. Следует отметить, что наличие указанных элементов в выходном тракте существенно усложняет конструкцию и резко снижает надежность генератора. Схемы резонаторов с конденсаторной перестройкой частоты лишены этого недостатка, поскольку короткозамы-кающая стенка резонатора неподвижна. [47]
Лазеры с импульсно-периодической накачкой характеризуются, как правило, меньшей величиной термооптических искажений АЭ ( рт 2 дп) и более высокой плотностью мощности излучения, нежели лазеры с непрерывной накачкой. Эти особенности имеют существенное значение при разработке схемы резонатора. Во-первых, умеренный уровень термооптических искажений АЭ приводит к тому, что оптимальный размер основной моды в АЭ определяется не величиной наведенной анизотропии или аберрациями АЭ, а поперечным размером АЭ WQ - ( 0 5 - т - 0 7) До - Поскольку обычно радиус АЭ До 2 5 мм, то оптимальный размер перетяжки основной моды WQ 1 5 мм, что существенно больше, чем в резонаторах с высоким уровнем термооптических искажений АЭ. Таким образом, резонатор твердотельного лазера с импульсной накачкой должен обеспечивать сравнительно большой размер основной моды в АЭ. Во-вторых, необходимо избегать сильной фокусировки излучения на внутрирезонаторных элементах, в частности на зеркалах. Это связано с высокой пиковой мощностью излучения импульсных лазеров, особенно работающих в режиме генерации гигантских импульсов и конечной лучевой стойкостью оптических элементов. Поэтому при построении схемы резонатора, с учетом требуемых мощностных характеристик лазера, приходится вводить ограничения на предельно допустимый размер перетяжки основной моды на элементах резонатора. [48]
В подавляющем большинстве случаев термооптический возмущенный АЭ можно приближенно представить в виде идеальной линзы термической линзы АЭ ( ТЛ АЭ), оптическая сила которой зависит от средней мощности накачки. Специфика материала АЭ, режима накачки, конструкции осветителя и прочие особенности конструкции твердотельных лазеров проявляются в малых аберрациях ТЛ АЭ. Характер этих аберраций может быть весьма сложен, однако для большого числа задач их влиянием на свойства резонатора, по сравнению с влиянием усредненной идеальной ТЛ, можно пренебречь. Поэтому в следующих параграфах исследование резонатора проводится в рамках гауссовой оптики. При этом в § 4.2 исследуются общие закономерности поведения резонатора, содержащего внутрирезонаторную линзу. Выделяются два типа резонаторов, наиболее подходящих для использования в твердотельных лазерах. На этой основе в § 4.3 - 4.6 разрабатываются конкретные алгоритмы построения схем резонаторов твердотельных лазеров как с непрерывной, так и импульсной накачкой. [49]