36

ZIGZAG SLAB ЛАЗЕР

В этой конструкции лазера с активным элементом в форме параллелепипеда (slab) траектория распространения лазерного пучка такова (zigzag), что происходит усреднение влияния оптической неоднородности, вызванной температурным градиентом.Хотя эта конструкция была предложена в начале 1970-х годов, её модификации и усовершенствования продолжают появляться до сих пор.

Типичная геометрия активного элемента – прямоугольное сечение, наклонённые торцы и полированные боковые поверхности, через которые происходит охлаждение элемента. Лазерный пучок запускается вslab так, что он испытывает многократное полное внутреннее отражение на полированных боковыхповерхностяхпри распространении по активному элементу. Именно поэтому происходит усреднение влияния неоднородногонагрева элемента и волновой фронт испытывает значительно меньшую деформацию,чем, если бы пучок распространялся параллельно полированным боковым поверхностям.

Можно использовать две схемы запуска пучка вYAG-slab . В первойсхеме (a) пучок заводится под углом, близким к Брюстеровскому, что часто используется для получения плоскополяризованного излучения лазера. Вовторой схеме (b) пучок падает по нормали к входному торцу, на который нанесено просветляющее покрытие. В этом случае пропускание не зависит от типа поляризации пучка. Такая схема хорошо подходит для использования в усилителях, например двухпроходовых. Тогда в одном направлении пучок м.б.p-поляризованным, а в обратном направлении– s- поляризованным.

Пример подобной лазерной установки (1997 г):Diode-Array Pumped Kilowatt Laser (DAPKL). Параметры этой уникальной установки: режим повторяющихся импульсов длительностью 7 нсек иэнергией 10 Дж с частотой 100 герц при расходимости пучка в 2 раза выше дифракционной. Этот лазер выполнен по схеме the masteroscillator power

amplifier (MOPA).

37

НАКАЧКА ИЗЛУЧЕНИЕМ Д ИОДНЫХ ЛАЗЕРОВ. DPSSLS - ЛАЗЕРЫ

Наиболее эффективными источниками накачки для твердотельных лазеров являются диодные лазеры. Преимущество накачки твердотельных лазеров источниками монохроматического излучения являются достаточно очевидными – достаточно обратиться ккартине спектра поглощения Nd3+, приведённой в предыдущем параграфе:

накачка осуществляетсяв основном черезЕщёполосыболее очевиднымпоглощениястановитсяв вид момэто преимуществодиапазоне надлинахпри рассмотренииволн 0.73 рисунка0.8м м,.приведённого ниже, на котором более детально изображен спектр поглощения этого активногоиона. Как отмечалось, спектр излучения достаточно монохроматичендуговойсконцентрированкриптоновойлампыв линияхвысокогокриптонад .вленияИз этой же картинки видно, что излучение диодного AlGaAs –лазера ещё лучше подходит для накачкиNd3+.

лазеры с диодной накачкой имеют

преобразованиябо́льшуюффективностьэ потребляемой электрической мощности в мощность лазерного излучения. Впервую очередь это обусловлено высокой эффективностью диодных лазеров, используемых для накачки. Временной ресурс работы лазера увеличивается на порядок. и составляет Нанескартинкеолько тыпредставленысяч часов спектр поглощения Nd3+ и спектры излучения рассматриваемых источников накачки.

Двумерная структура , образованная пятью диодными линейками, с индивидуальными микролинзами для каждой линейки, уменьшающими расходимость излучения вдоль одного из направлений.

38

диодных источников накачки до величин

порядка кВт, в одномблоке объединяются несколько линеек.

В результате этих лазеры могут использоваться в тех технологических приложениях, где раньше применялись

линейкой. Более того, используемая оптическая схема часто играет роль элемента, обеспечивающего профилир вание формыпучка накачки. Последнее свойство

обеспечивает согласование формы накачиваемого объёма с формой моды резонатора. Примером такойсхемы может служить оптическое волокно. В этом случае в дополнение к волокну специальной оптическойсистемой необходимо переизображать излучающий торец световода в область активной среды, занимаемой модой/пучком генерируемого излучения. Используются схемы накачки в торец, элементами которых являются т.н. «неизображающиеконцентраторы» - lens duct. Входной торец этого оптического элемента выполнен в виде фокусирующейсферической поверхности. Дальнейшее распространение излучения накачки определяется эффектом полного внутреннего отражения от стенок концентратора.

39