Випромінювач твердотілого лазера

Винахід відноситься до лазерної техніки і може бути використаний при конструюванні твердотілих лазерів і оптичних квантових підсилювачів з ламповою накачкою. Відомий випромінювач твердотілого лазера (ВТЛ), який містить дзеркала резонатора і світловідбивач у вигляді еліптичного кварцового циліндра з дзеркальним покриттям на зовнішній поверхні, а також розташовані в фокусах циліндра лазерний стержень і пряму лампу накачки з додатковим·світловідбиваючим покриттям на боковій поверхні (див., наприклад, патент Росії №2040088, H01S3/05, 1995). Недолік цього ВТЛ полягає в низькому коефіцієнті корисної дії (ККД), що визвано двома причинами. Одна з причин низького ККД обумовлена тим, що додаткове покриття відбиває значну частину променів лампи накачки в її об'єм, тому вони не досягають стержня, а отже і не приймають участі в генерації стержнем лазерного випромінювання. Іншою причиною низького ККД відомого ВТЛ є те, що циліндр по периметру має гладку поверхню, а тому не забезпечує в наслідок ефекту самозатемнення відбиття на лазерний стержень всіх променів, які випромінює лампа протилежною від стержня стороною. Відомий також ВТЛ, який містить дзеркала резонатора і світловідбивач у вигляді кварцового моноблочного циліндра з дзеркальним покриттям, а також розміщені всередині циліндра паралельно і симетрично його осі пряму лампу накачки і лазерний стержень з оптично неоднорідною по периметру поверхнею (див., наприклад, А.с. СССР №1498341, H01S3/0561993). Цей ВТЛ є найбільш близьким до винаходу за технічною суттю та досягаемому ефекту і прийнятий за прототип . Недолік відомого ВТЛ полягає також в низькому ККД, що обмежує область використання. Вказаний недолік обумовлений тим, що циліндр по периметру має гладку поверхню, а тому його дзеркальне покриття не забезпечує відбиття на лазерний стержень всіх променів, які випромінює лампа протилежною від стержня стороною, оскільки значна частина з них зворотно відбивається на поверхню лампи і поглинається її плазмою. Неповне використання випромінювання лампи для освітлювання (накачки) лазерного стержня, який генерує лазерне випромінювання, приводить до зниження ККД лазера. В основу винаходу поставлена задача вдосконалення ВТЛ, в якому шляхом зміни форми зовнішньої поверхні циліндра забезпечується повне відбивання світлових променів на лазерний стержень, які випромінює лампа з протилежної від стержня сторони, що приводить до зростання ККД і розширює цим область використання. Поставлена задача вирішується тим, що в ВТЛ, який містить дзеркала резонатора і світловідбивач у вигляді циліндра з дзеркальним покриттям, а також розміщенні всередині циліндра паралельно і симетрично його осі пряму лампу накачки і лазерний стержень, згідно винаходу циліндр виконаний з двома діаметрально-протилежно розташованими повздовжніми двохгранними западинами, які в поперечному перерізі мають випуклі грані і спільну з лампою і стержнем вісь симетрії. Виконання циліндра з двома діаметрально-протилежно розташованими повздовжніми двохгранними западинами(заглибленнями), які в поперечному перерізі мають випуклі грані і спільну з лампою і стержнем вісь симетрії, змінює зовнішню поверхню циліндра з гладкої на не гладку(ступінчасту) і забезпечує цим повне відбиття на лазерний стержень променів, які випромінює лампа з протилежної від стержня сторони, що приводить до зростання ККД. ВТЛ, що заявляється, зображений на фіг.1 -загальний вигляд; на фіг.2 - переріз А-А на фіг.1. ВТЛ містить вихідне 1 і глухе 2 дзеркала резонатора і світловідбивач у вигляді виконаного з прозорого матеріалу, наприклад кварцу, циліндра 3 діаметром d з дзеркальним покриттям 4. Всередині циліндра 3 паралельно і симетрично його осі розміщені в передбачених для цієї мети отворах 5 лампа накачки 6 і лазерний стержень 7. Циліндр 3 виконаний з двома діаметрально-протилежно розташованими подовжними двохгранними западинами 8, які в поперечному перерізі мають випуклі грані „ав”, „вс” і спільну з лампою 6 і стержнем 7 вісь симетрії „в-в”. Западини 8 мають ширину „К”, яка трохи перебільшує діаметр лампи 6, а грані западин - виконані в формі дуг однакового радіусу R, центри яких „О” розташовані симетрично осі „Ο1” циліндра 3. Працює ВТЛ наступним чином. Після включення лампа 6 освітлює лазерний стежень 7 прямими і відбитими променям, внаслідок чого в ньому виникає інверсія і генерація лазерного випромінювання, яке виводиться зовні дзеркалом 1 резонатора. При цьому, хід прямих 9, 10 та відбитих 10' променів в межах дуг „а-а” і „с-с” циліндра 3 не відрізняється від ходу подібних променів в прототипі. Різниця має місце лише в ході відбитих променів в межах дуг „а-с” циліндра 3, на яких розташовані западини 8. При випромінюванні на грані западин лампою 6 променів, наприклад, один із них 11, досягнувши в точці В поверхні грані „в-с” западини, відбивається від неї дзеркальним покриттям 4 під тим же кутом “ a ” в точку В', на бокову поверхню циліндра 3. Після наступного відбивання в точці В'' цей промінь потрапляє на поверхню лазерного стержня 7 у вигляді променя 11 і приймає участь в генерації лазерного випромінювання. Аналогічно на поверхню стержня відбиваються всі інші промені, які випромінює лампа з протилежної від стержня сторони на поверхню западини. При відсутності западин 8, як це має місце в прототипі, промінь 11 відбився б від поверхні циліндра 3 (на фіг.2 показано пунктиром·) в точці Μ на поверхню лампи у вигляді променя 12, не прийнявши участі в генерації лазерного випромінювання. Забезпечення западинами 8 відбивання на лазерний стержень 7 всіх променів, які випромінює лампа з протилежної від стержня сторони, що виключено в прототипі, приводить до зростання ККД, а це розширює область використання.