[LT] Išradimas priklauso lazerių sričiai, būtent, lazeriniams generatoriams, kuriuose kartu su lazerio spinduliuotės generacija vyksta generuojamos spinduliuotės bangos ilgio perdirbimas. Lazerinis generatorius yra sudarytas iš optinio rezonatoriaus, turinčio du veidrodžius, tarp kurių yra lazerio aktyvusis kristalas, ir keitiklio, perdirbančio generuojamos spinduliuotės bangos ilgį. Nauja tai, kad optinio rezonatoriaus veidrodžiai sukonstruoti taip, kad optinis rezonatorius vykdytų generuojamos lazerio spinduliuotės bangos ilgio perdirbimą, panaudojant Ramano efektą lazerio aktyviajame kristale.
[EN] The invention relates to laser generators in which together with a generating of a laser emission takes place a wavelength-changing of generated emission. The laser generator consists of an optical resonator with two mirrors between which is laser active crystal and a converter changing the wave length of generated emission. According to the invention, the mirrors of the optical resonator are construed so that the optical resonator would perform the wavelength-changing of the generated emission by using the Raman effect in the laser active crystal.
[0001] Išradimas priklauso lagerių sričiai, būtent, lazeriniams generatoriams, kuriuose kartu su lazerio spinduliuotė.s generacija vyksta generuojamos spinduliuotės bangos ilgio perdirbimas.
[0002] 7i'ru>rYtoc U'/^rtn cmr'iHnl 11 ę ft^n^rotor,nc / ^įTorp'/^n^fnri'niT i i u Luium u>j iul.v i iv»' i niuuiiuvivj g|Vi ivi uiv'i iuj ^aui di cvi iuLUi
[0003] harmonikų generatorius), aprašytas knygoje W. Koechner "Solid-stnte laser eugiiieering" Springer-Verlag, New York, 1994, turintis optinj rezonatorių, kuriame patalpintas netiesinis kristalas, atliekantis harmonikų generatoriaus funkciją, t. y. keičiantis generuojamos spinduliuotės bangos ilgi.
[0004] Šiame lazeryje harmonikų generatoriui daugkart sąveikojant su lazerio generuojamos spinduliuotės fotonais, kurie yra uždaryti optiniame rezonatoriuje tarp dviejų generuojamos spinduliuotės bangos ilgiui visiško atspindžio veidrodžių, vyksta harmonikų generacija.
[0005] Žinomo analogo trūkumas yra tas, kad bangos ilgio keitimui optiniame rezonatoriuje talpinamas papildomas optinis elementas, t.y. netiesinis kristalas, o tai daro generatorių sudėtingesniu, brangesniu bei mažiau patikimu. Be to, šiuo būdu pakeistos bangos ilgis yra kartotinis generuojamam bangos ilgiui, t.y. bendras {manomų gauti bangos ilgių skaičius yra ribotas ir apibrėžtas pačiu harmonikų generavimo principu.
[0006] Yra žinomas įrenginys, sudarytas iš nuoseklia; išdėstytų lazerinio generatoriaus ir bangos ilgio keitiklio, perdirbančio generuojamos lazerinės spinduliuotės bangos ilgi panaudojant Ramano efektą, kuri sudaro kiuvetė su suspaustomis dujomis (Hį arba D:), aprašytas straipsnyje "Reaching those a\vkward wavelengths" l)r. Marcus Noble. l ^asers & Optronics. 1991.
[0007] Šio tipo įrenginyje bangos ilgis perdirbamas praleidžiant lazerio generuojamą spinduliuote per kiuvetę, kurioje sąveikojant generuojamai lazerio spinduliuotei su suspaustų dujų molekulėmis, vyksta Ramano sąveika, kurios dėka perdirbamas generuojamos spinduliuotės bangos ilgis.
[0008] Aprašytame analoge bangos ilgio keitiklio trūkumas yra tas, kad dėl sąlyginai silpnos Ramano sąveikos efektyvumas yra žemas. Be to, kiuvetės su suspaustomis dujomis panaudojimas Ramano sąveikai sudaryti, daro bendrą sistemą problematišką taikant praktikoje.
[0009] Išradiiiiū uždavinys yra sukurti mažesnės savikainos efektyvų ir nesudėtingos konstrukcijos lazerinį generatorių su generuojamos spinduliuotės bangos ilgio perdirbimu.
[0010] Šio uždavinio sprendimo esmė yra ta, kad išradime lazerio generuojamos spinduliuotės generavimas ir bangos ilgio perdirbimas vykdomas tuo pačiu optiniu rezonatoriumi, kuris yra sudarytas iš dviejų veidrožių, tarp kurių yra kieto kūno aktyvusis kristalas. Vienas iš rezonatoriaus veidrodžių yra visiškai atspindintis generuojamos spinduliuotės bangos ilgi /-i ir Ramano sklaidos perdirbtą bangos ilgi ° kitas iš minėto rezonatoriaus veidrodžių yra visiškai atspindintis tik generuojamos spinduliuotės bangos ilgi a1? o perdirbtam dėl Ramano efekto spinduliuotės bangos ilgiui h, yra laidus.
[0011] Pagal išradimą pasiūlytame generatoriaus rezonatoriuje kietas aktyvusis lazerio kristalas atlieka dvi funkcijas, t.y. generuoja fotonų emisiją, kaip kiekvienas tradicinis kieto kūno lazeris bei saveikojant generuojamai spinduliuote! Ramano sąveika su kristalo molekulėmis atlieka bangos ilgio perdirbimo funkciją. Pagal išradimą lazerinės spinduliuotės generatoriuje, kuriame vykdomas ir bangos ilgio perdirbimas. Ramano sąveikos molekulės yra lazerinio kristalo molekulės, t.y. fiziškai lokalizuotos pačiame lazerio rezonatoriuje, todėl dėl ilgalaikės, nors ir silpnos, Ramano sąveikos yra pasiekiamas iabai aukštas bangos ilgio perdirbimo efektyvumas.
[0012] Išradimą paaiškina brėžinys, kuriame pavaizduota lazerinio generatoriaus su generuojamos spinduliuotės bangos ilgio perdirbimu blokinė schema.
[0013] l azerinis generatorius su generuojamos spinduliuotės bangos ilgio perdirbimu turi rezonatorių 1, kuris sudarytas iš veidrodžio 2 ir veidrodžio 3, tarp kurių yra patalpintas lazerio kietas aktyvusis kristalas 4, pavyzdžiui,
[0014] Nd"': KGd (W04}:. Veidrodis 2 yra visiškai atspindintis dviejų bangos ilgių ir z* lazerinę spinduliuote, kur Ai yra generuojamos spinduliuotės bangos ilgis, o a-2 yra Ramano sklaidos perdirbtas lazerinės spinduliuotės bangos ilgis. Veidrodis 3 yra visiškai atsindintis tik lazerinę spinduliuote su /-i bangos ilgiu, o SDinduliuotei su banaos ileiu /.-> vra laidus.
[0015] Lazerinio generatoriaus su generuojamos spinduliuotės bangos ilgio perdirbimu veikimo principas, lazerio aktyvusis kristalas 4 yra kaupinamas su lempa ar lazeriniu diodu (brėžinyje neparodyta). Kadangi veidrodžiai 2 ir 3 visiškai atspindi aktyvaus lazerinio kristalo 4 generuojamos lazerinės spinduliuotės bangos ilgi X1; todėl ji yra uždaroma rezonatoriuje 1 daugkartiniam šios spinduliuotės prabėgimui per aktyvųjį kristalą 4. Šiai spinduliuotei sąveikojant su aktyvaus kristalo 4 molekulėmis dėl Ramano sąveikos vra gaunamas indukuotas Stokso spinduliavimas, t.y. lazerio generuojamos spinduliuotės bangos ilgis ^ perdirbamas j bangos ilgi y^, ir ši spinduliuote išleidžiama per veidrodi 3, kuris yra visiškai ar iš dalies skaidrus šiam bangos ilgiui.
[0016] Konkrečiu atveju, panaudojus kristalą Nd3: KGd (W04)2, kaip lazerio aktyvųjį
[0017] kristala. eeneruoiamam spinduliavimui eauti naudoiamas Nd atomo sužadinto
[0018] elektrono 4F3;2 —» 4Ii3/2 perėjimas, atiiinkanlis generuojamos spinduliuotės ax= 1351 nm bangos ilgį. Lazerio rezonatoriaus abu veidrodžiai 2 ir 3 parenkami su atspindžiu R=100c^ šiam bangos ilgiui. Tokiu būdu sudaromos sąlygos daugkartiniam generuojamo spindulio fotono prabėgimui per lazerinį kristalą 4 . Dėl generuojamos spinduliuotės fotono Ramano sąveikos su kristalo molekule W04, kuri yra sužadinama iš rimties būsenos į sužadintą virtualią būseną. Kadangi generuojamos spinduliuotės fotonų tankis yra didžiulis, tai tikimybė gauti indukuotą Ramano spinduliavimą yra didelė. Tokiu būdu, sužadintas elektronas, indukuotas generuojamos spinduliuotės fotono, rekorribinuoja iš sužadintos virtualios būsenos į sužadinta vibracinę būseną su būsenos energija 901.5 cm"1, išspinduliuodamas y.2 = 1538 nm bangos ilgio fotoną, vadinamą Stokso poslinkiu, kuris turi virtualiai identiškas vektorines savybes (įskaitant faze ir poliarizaciją) kaip ir stimuliuojantis generuojamos spinduliuotės fotonas, bet mažesnę skaliarinę vertę (fotono energija)
[0019] Sis įsiadiinas neapsiriboju pateiktu pav\zd/iu. ^Panaudojus kitus lazerinius aktyviuosius kristalus gali būt i gnnt i kiti 1 m/erinės spinduliuotės perdirbti bangos ilgiai, kuriij negalime gauri su paprastais lazeriniais generatoriais arba žinomais bandos il^io keitikliais.
1. Lazerinis generatorius su generuojamos spinduliuotės bangos ilgio perdirbimu, sudarytas iš optinio rezonatoriaus, turinčio du veidrodžius, tarp kurių yra lazerio aktyvusis kristalas, ir keitiklio, perdirbančio generuojamos spinduliuotės bangos ilgį. b e s i s k i i i a n t i s tuo, kad optinio rezonatoriaus veidrodžiai sukonstruoti taip, kad optinis rezonatorius vykdytų ir generuojamos lazerio spinduliuotės bangos ilgio perdirbimą, panaudojant iaZeiio aktyviajame kristale Raiilailo efektą.
2. Lazerinis generatorius pagal 1 punktą, besiskiriantis tuo, kad vienas optinio rezonatoriaus veidrodžių yra visiškai atspindintis generuojamos lazerio spinduliuotės bangos ilgį >4 ir, perdirbtą dėl Ramano efekto lazerio aktyviajame kristale, spinduliuotės bangos ilgi X2 kitas iš minėto rezonatoriaus veidrodžių yra visiškai atspindintis tik lazerio generuojamos spinduliuotės bangos ilgį X1? o spinduliuotės, perdirbtos dėl Ramano efekto, bangos ilgiui ).2 yra laidus.