Лазер з сонячною накачкою

Лазер з сонячною накачкою, що містить співвісно розташовані систему накачки з увігнутих співфокусних вхідного і формуючого дзеркал, розміщений між вхідним дзеркалом і його фокусом активний елемент з прозорим корпусом і відкритим оптичним резонатором, а також конічний світловідбивач з камерою охолодження, який відрізняється тим, що зовнішня поверхня камери охолодження виконана з світловідбиваючим покриттям Корисна модель відноситься до квантової електроніки, а саме до лазерів з сонячною накачкою, і може бути використаний в системах космічного і дальнього земного зв'язків, передачі енергії на Землю за допомогою лазера, а також в обробці матеріалів Відомий лазер з сонячною накачкою (ЛСН), який містить оптично зв'язані між собою систему накачки з двох співфокусних дзеркал, розміщений в оптичному відкритому резонаторі стержневий активний елемент із зрізами (кришами) на торцях І світловідбивач з 4-х плоских дзеркал, які розташовані паралельно зрізам активного елемента [див , наприклад, А.С. СССР №1803951, H01S3/09, 1993]. Недолік цього ЛСН полягає в малій потужності, яка обмежена перегріванням поверхні накачки активного елемента внаслідок її малої величини (поверхня одного із зрізів активного елемента). Відомий також ЛСН, який містить співвісно розташовані систему накачки з увігнутих співфокусних вхідного і формуючого дзеркал, розміщений між вхідним дзеркалом і його фокусом активний елемент з прозорим корпусом і відкритим оптичним резонатором, а також конічний світловідбивач з камерою охолодження [див , наприклад, А.С. СССР №904053, H01S3/09, 1982]. Цей ЛСН є найбільш близьким до корисної моделі за технічною суттю та досягаємим ефектом і прийнятий за найближчий аналог. Недолік відомого ЛСН полягає в низькому коефіцієнті корисної дії (ККД), що обмежує область використання. Вказаний недолік обумовлений тим, що камера охолодження не забезпечує використання енергії освітлюючих її променів для накачки активного елемента оскільки виконана без світловідбиваючого покриття, а тому енергія падаючих на неї світлових променів не використовується для утворення (генерації) лазерного випромінювання В основу корисної моделі поставлена задача вдосконалення ЛСН, в якому шляхом надання зовнішній поверхні камери охолодження світловідбиваючих властивостей забезпечується використання енергії освітлюючи її променів для додаткової накачки активного елемента, що приводить до зростання ККД і розширює цим область використання. Поставлена задача вирішується тим, що в ЛСН, який містить співвісно розташовані систему накачки з увігнутих співфокусних вхідного і формуючого дзеркал, розміщений між вхідним дзеркалом і його фокусом активний елемент з прозорим корпусом і відкритим оптичним резонатором, а також конічний світловідбивач з камерою охолодження, згідно з корисною моделлю, зовнішня поверхня камери охолодження виконана з світловідбиваючим покриттям. Виконання зовнішньої поверхні камери охолодження з світловідбиваючим покриттям забезпечує використання енергії освітлюючих її променів для додаткової накачки активного елемента шляхом відбивання їх на формуюче дзеркало, що приводить до зростання ККД, а отже, і випромінюваної потужності. На кресленні схематично зображений заявляємий ЛСН в осьовому перерізі. СО со 7331 ЛСН містить систему накачки з увігнутих вхідного 1 і формуючого 2 дзеркал, які мають спільну оптичну вісь 3 та фокус 4. На оптичній осі 3 між вхідним дзеркалом 1 і його фокусом 4, розміщений активний елемент 5 з трубчастим кварцовим корпусом 6 І відкритим оптичним резонатором 7, а також конічний світловідбивач 8 з камерою охолодження 9 Камера охолодження 9 виконана з світловідбиваючим покриттям 10 на зовнішній поверхні і приєднана до вхідного дзеркала 1 за допомогою скоб 11 Для виходу лазерного випромінювання вхідне дзеркало 1 має центральний отвір 12, а формуюче дзеркало 2 обладнано ребрами охолодження 13. Працює ЛСН наступним чином. Сонячне світло 14 відбившись від вхідного дзеркала 1 в напрямку формуючого дзеркала 2, повторно відбивається ним у вигляді паралельних променів 15 і потрапляє на конічний світловідбивач 8, який в радіальному напрямку освітлює активний елемент 5 При освітлені активного елемента 5 виникає інверсія і генерація лазерного випромінювання 16, яке (безпосередньо або певним світловодом) направляється на об'єкт використання. При освітленні периферійної частини вхідного дзеркала 1 в межах радіального кута а-і (активна зона дзеркала) сонячними променями, наприклад один із них 17 безпосередньо відбивається на формуюче дзеркало 2 у вигляді променя 17', і направляється ним на відбивач 9 у вигляді променя 17', який відбиває його на активний елемент 5. Аналогічно відбиваються на активний елемент всі інші 4 промені, які фронтом Ні падають на вхідне дзеркало 1 в межах кута щ і не освітлюють камеру охолодження. При освітленні центральної частини вхідного дзеркала 7 в межах радіального кута сс2 , де безпосереднє відбивання променів на формуюче дзеркало 2 виключається внаслідок його затінення камерою охолодження 9 (пасивна зона дзеркала 1), промені світлового потоку Нг, наприклад один із них 18, відбивається спочатку на зовнішню світловідбиваючу поверхню 10 камери охолодження у вигляді променя 18у, а потім, відбиваючись від неї під тим же кутом у вигляді променя 18/;, попадає в точку "В" активної зони дзеркала 1, після чого потрапляє на активний елемент 5 раніше описаним способом у вигляді променів 18-І, 18г, 18з Аналогічно відбиваються на активний елемент промені, які можуть безпосередньо падати на поверхню камери (не показано). При відсутності світловідбиваючого покриття 11 на зовнішній поверхні камери охолодження 10, як це має місце в найближчому аналогу, промінь 17 відбився б від дзеркала 1 на світлопоглинаючу поверхню камери, не прийнявши участі в генерації лазерного випромінювання. Забезпечення відбивання на активний елемент освітлюючих камеру охолодження променів, що виключено в найближчому аналогу, дозволяє збільшити енергію накачки, що приводить до зростання ККД, а отже, і випромінюваної потужності. /2 Ю 18' 18' £—- IS* Комп'ютерна верстка В. Мацело Підписне Тираж 28 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП "Український інститут промислової власності", вул. Глазунова, 1, м Київ-42, 01601