RU2044066C1 - Laser device of unimode modulated radiation for heat treatment of materials - Google Patents

Laser device of unimode modulated radiation for heat treatment of materials Download PDF

Info

Publication number
RU2044066C1
RU2044066C1 RU93010409A RU93010409A RU2044066C1 RU 2044066 C1 RU2044066 C1 RU 2044066C1 RU 93010409 A RU93010409 A RU 93010409A RU 93010409 A RU93010409 A RU 93010409A RU 2044066 C1 RU2044066 C1 RU 2044066C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
laser
mirror
radiation
passive
convex
Prior art date
Application number
RU93010409A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU93010409A (en
Inventor
А.Н. Кравец
С.А. Кравец
Original Assignee
Ковровский технологический институт
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ковровский технологический институт filed Critical Ковровский технологический институт
Priority to RU93010409A priority Critical patent/RU2044066C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2044066C1 publication Critical patent/RU2044066C1/en
Publication of RU93010409A publication Critical patent/RU93010409A/en

Links

Landscapes

  • Lasers (AREA)

Abstract

FIELD: laser devices. SUBSTANCE: laser device of unimode modulated radiation for heat treatment of materials has the following components installed in direction of path of light beam: convex nontransmitting mirror 1, passive laser gate, concave transmitting mirror 3, active members 4 and 5, output mirror of master oscillator, amplifier active members 7 and 8, output mirror of amplifier. Passive laser gate is located between convex nontransmitting mirror and concave transmitting end mirror and made in form of spatial amplitude-phase holographic lattice comprised of concentric circles whose center is coincident with optical axis of resonator, and their planes are oriented square to this axis. EFFECT: higher efficiency of modulation and longer service life of passive laser gate, smooth variation of time and energy parameters of laser radiation, reduced laser radiation divergence, increased coherence and spatial brightness. 1 dwg

Description

Изобретение относится к обработке материалов лазерным излучением и может быть использовано в машиностроении для поверхностного упрочнения изделий из металлов и сплавов, для лазерной резки, сварки, наплавки, для очистки поверхности и других видов обработки материалов. The invention relates to the processing of materials by laser radiation and can be used in mechanical engineering for surface hardening of products from metals and alloys, for laser cutting, welding, surfacing, for cleaning the surface and other types of processing materials.

Известен трехкаскадный усилитель одномодового излучения ИАГ: Nd-лазера, задающий генератор которого состоит из активного элемента (АЭ) и пассивного лазерного затвора (ПЛЗ) на кристалле LiF:F2 -, расположенные в линейном неустойчивом резонаторе между выпуклым глухим и плоским пропускающим выходным зеркалом [1]
Недостатком данного устройства является ограничение мощности лазерного излучения вследствие применения однопроходного усилителя.
Known three-stage amplifier single-mode YAG: Nd laser, the master oscillator of which consists of an active element (AE) and a passive laser shutter (PLZ) on a LiF: F 2 - crystal, located in a linear unstable resonator between a convex deaf and a flat transmitting output mirror [ 1]
The disadvantage of this device is the limitation of the power of laser radiation due to the use of a single-pass amplifier.

Известно также лазерное устройство одномодового модулированного излучения для термической обработки материалов, содержащее пассивный лазерный затвор и один или более активных элементов, расположенных последовательно в линейном неустойчивом многозеркальном резонаторе [2]
Недостатком данного устройства является низкая эффективность модуляции и маленький ресурс работы ПЛЗ при высокой мощности накачки АЭ. Это обусловлено тем, что через ПЛЗ проходит значительная мощность лазерного излучения, вызывающего чрезмерные оптические и тепловые нагрузки на ПЛЗ.
Also known is a laser device of single-mode modulated radiation for heat treatment of materials, containing a passive laser shutter and one or more active elements arranged in series in a linear unstable multimirror cavity [2]
The disadvantage of this device is the low modulation efficiency and low life of the PLZ at high AE pump power. This is due to the fact that a significant power of laser radiation passes through the PLZ, causing excessive optical and thermal loads on the PLZ.

Другой недостаток состоит в том, что для изменения энергетических и временных параметров лазерного излучения в широких пределах необходимо иметь набор ПЛЗ с различным начальным пропусканием. Это не позволяет плавно изменять параметры излучения. Another disadvantage is that to change the energy and time parameters of laser radiation over a wide range, it is necessary to have a set of PLZs with different initial transmittance. This does not allow to smoothly change the radiation parameters.

Кроме того, устройство не обеспечивает получение излучения с минимальной расходимостью и высокой когерентностью. Это обусловлено тем, что оно не позволяет достаточно надежно выделить нулевую моду. In addition, the device does not provide radiation with minimal divergence and high coherence. This is due to the fact that it does not make it possible to reliably distinguish the zero mode.

Отмеченные недостатки существенно ограничивают пространственную яркость лазерного излучения. The noted drawbacks significantly limit the spatial brightness of laser radiation.

Целью изобретения является повышение эффективности модуляции и ресурса работы ПЛЗ, осуществление возможности плавного изменения временных и энергетических параметров лазерного излучения, уменьшение его расходимости, повышение когерентности и пространственной яркости. The aim of the invention is to increase the modulation efficiency and life of the PLZ, the possibility of smoothly changing the time and energy parameters of laser radiation, reducing its divergence, increasing coherence and spatial brightness.

Это достигается тем, что ПЛЗ расположен между выпуклым глухим и вогнутым пропускающим концевым зеркалами и выполнен в виде объемной амплитудно-фазовой голографической решетки в форме концентрических окружностей, центр которых совмещен с оптической осью резонатора, а их плоскости ориентированы перпендикулярно этой оси. This is achieved by the fact that the PLZ is located between the convex blind and concave transmitting end mirrors and is made in the form of a volume amplitude-phase holographic grating in the form of concentric circles, the center of which is aligned with the optical axis of the resonator, and their planes are oriented perpendicular to this axis.

Устройство можно выполнить на базе технологических лазеров типа ЛТН-103, ЛТН-120 с непрерывной накачкой или ЛИТ-100, ЛТИ-130, ЛИТ-500 с импульсно-периодической накачкой. Каждый из указанных лазеров состоит из двух квантронов и позволяет получить среднюю мощность многомодового излучения от 200 до 500 Вт с расходимостью 15-20 мрад. The device can be made on the basis of technological lasers of the type LTN-103, LTN-120 with continuous pumping or LIT-100, LTI-130, LIT-500 with pulse-periodic pumping. Each of these lasers consists of two quantrons and allows to obtain an average power of multimode radiation from 200 to 500 W with a divergence of 15-20 mrad.

В качестве голографических ПЛЗ используют кристаллы с рабочими центрами окраски, для которых длина волны излучения лазера приходится на спад полосы поглощения, и в кристалле на указанных центрах предварительно образуют объемную амплитудно-фазовую голографическую решетку в форме концентрических окружностей, центр которых совмещают с оптической осью резонатора, а их плоскости ориентируют перпендикулярно этой оси. В качестве рабочих центров можно использовать различные электронные центры окраски, создаваемые в щелочно-галоидных и щелочно-земельных кристаллах путем радиационного или аддитивного окрашивания в парах щелочного металла. Это могут быть N-центры в кристаллах KCl, KBr, NaCl, F - 2 -центры в LiF, Z2-центры в RbBr .Ba и CsJ . Eu, Z4-центры в NaCl . Ba, KCl . Ca, KCl . Ba.Crystals with working centers of color, for which the wavelength of the laser radiation falls on the decay of the absorption band, are used as holographic PLZs, and a volume amplitude-phase holographic grating in the form of concentric circles whose center is aligned with the optical axis of the resonator is preliminarily formed in the crystal at the indicated centers. and their planes are oriented perpendicular to this axis. As work centers, various electronic color centers can be used created in alkali halide and alkaline earth crystals by radiation or additive staining in alkali metal vapors. These can be N centers in KCl, KBr, NaCl, F crystals. - 2 centers in LiF, Z 2 centers in RbBr . Ba and CsJ . Eu, Z 4 centers in NaCl . Ba, KCl . Ca, KCl . Ba.

Известно, что дифракционная эффективность (ДЭ) голограммы, записанной на центрах окраски, максимальна на спадах полосы поглощения, где амплитуда модуляции показателя преломления согласно дисперсионным отношениям наибольшая и голограмма является преимущественно фазовой. В максимуме полосы поглощения ДЭ минимальна, так как амплитуда модуляции показателя преломления равна нулю, и голограмма является амплитудной. Поэтому для реализации предлагаемого устройства используют кристаллы с такими рабочими центрами окраски, для которых длина волны излучения лазера приходится на спад полосы поглощения. It is known that the diffraction efficiency (DE) of a hologram recorded at color centers is maximum at the decay of the absorption band, where the amplitude of modulation of the refractive index according to the dispersion ratios is greatest and the hologram is predominantly phase. At the maximum of the absorption band, the DE is minimal, since the amplitude of the modulation of the refractive index is zero, and the hologram is amplitude. Therefore, for the implementation of the proposed device, crystals are used with such working color centers for which the laser radiation wavelength falls on the decay of the absorption band.

В прототипе модуляция добротности резонатора лазера является амплитудной, т. е. периодическое самопросветление ПЛЗ связано с изменением коэффициента поглощения кристалла на рабочей частоте излучения лазера, поэтому сопровождается значительными потерями энергии, поглощаемой в кристалле, его разогревом, деградацией рабочих центров окраски, появлением температурных напряжений в кристалле, приводящим к его расколу при высокой мощности накачки. In the prototype, the modulation of the quality factor of the laser resonator is amplitude, i.e., periodic self-bleaching of the PLZ is associated with a change in the absorption coefficient of the crystal at the working frequency of the laser radiation, therefore it is accompanied by significant losses of energy absorbed in the crystal, its heating, degradation of the working color centers, and the appearance of temperature stresses in crystal, leading to its split at high pump power.

В предлагаемом устройстве модуляция добротности лазера является не амплитудной, а фазовой, т.е. основана не на изменении коэффициента поглощения кристалла вследствие насыщения поглощения, а главным образом пространственно-временным изменением показателя преломления в объемной амплитудно-фазовой голограмме. Это приводит к периодическому изменению ДЭ затвора и потерь в резонаторе при значительно более низкой начальной оптической плотности кристалла и малых потерях на просветление ПЛЗ. Расположение ПЛЗ между глухим зеркалом и концевым зеркалами с оптимальным пропусканием приводит к тому, что через ПЛЗ проходит незначительная часть лазерного излучения, необходимая только для его периодического самопросветления. Это сопровождается значительным изменением ДЭ голограммы и модуляцией добротности резонатора лазера. In the proposed device, the Q-switching of the laser is not amplitude, but phase, i.e. based not on a change in the absorption coefficient of the crystal due to saturation of absorption, but mainly on the spatio-temporal change in the refractive index in the volume amplitude-phase hologram. This leads to a periodic change in the gate DE and losses in the cavity at a much lower initial optical density of the crystal and small losses on the bleaching of the PLZ. The location of the PLZ between the blind mirror and the end mirrors with optimal transmission leads to the fact that a small part of the laser radiation passes through the PLZ, necessary only for its periodic self-clarification. This is accompanied by a significant change in the DE of the hologram and Q-switching of the laser cavity.

Основные преимущества предлагаемого устройства по сравнению с прототипом наиболее отчетливо проявляются при использовании импульсно-периодической накачки с высокой пиковой и средней мощностью. The main advantages of the proposed device compared to the prototype are most clearly manifested when using pulse-periodic pumping with high peak and average power.

Например, при использовании в предлагаемом устройстве четырех квантронов типа К-301В с АЭ из ИАГ-Nd размером 6,3 х 100 мм, криптоновых ламп накачки ДНП-6/90, модернизированного блока питания от лазера ЛИТ-130, позволяющего плавно изменять частоту накачки от 1 до 30 Гц, генерируются цуги импульсов, следующие с частотой накачки. Цуги состоят из эквидистантных импульсов, длительность которых и частоту следования можно изменять в широких пределах путем изменения угла наклона голограммы к оптической оси резонатора в пределах ее угловой чувствительности (0,5-5о). ДЭ объемной аплитудно-фазовой голограммы зависит от угла падения на нее света и длины его волны, т.е. голограмма обладает селектирующими свойствами, использование которых позволяет изменять временные и энергетические параметры лазерного излучения, увеличить его когерентность и уменьшить расходимость. Эти свойства гологpаммы зависят от способа ее записи.For example, when using in the proposed device four quantrons of type K-301V with AE from YAG-Nd size 6.3 x 100 mm, krypton pump lamps DNP-6/90, an upgraded power supply from a LIT-130 laser, which allows you to smoothly change the pump frequency from 1 to 30 Hz, trains of pulses are generated, following with a pump frequency. Trains consist of equidistant pulses whose duration and repetition rate can be varied within wide limits by changing the inclination angle of the hologram to the optical axis of the resonator within its angular sensitivity (about 0.5-5). The DE of a volume amplitude-phase hologram depends on the angle of incidence of light on it and its wavelength, i.e. The hologram has selective properties, the use of which allows you to change the temporal and energy parameters of laser radiation, increase its coherence and reduce the divergence. These properties of the hologram depend on the way it is recorded.

Например амплитудно-фазовую голограмму на кристалле LiF:Fe2 -записывают когерентным излучением ИАГ:Nd-лазера, длина волны которого λ 1064 нм приходится на длинноволновый спад полосы поглощения F2 --центров. Максимум F2 --полосы поглощения λm 960 нм. Кристалл LiF:F - 2 с начальным пропусканием 3-5% нагревают в темноте до 70-80

Figure 00000002
, а его температуру стабилизируют при записи голограммы, после чего кристалл быстро охлаждают. При комнатной температуре F2 --центры оптически стабильны и под действием лазерного излучения переходят в возбужденное состояние с временем релаксации порядка 100 нс. При температуре кристалла более 60оС происходит диссоциация дырочных центров окраски с образованием подвижных дырок (Vк-центров), которые рекомбинируют с электронами, освобождаемыми при оптическом возбуждении F2 --центров. Поэтому в интерференционных максимумах скорость фототермического разрушения F2 --центров во много раз больше, чем в минимумах. Это приводит к образованию амплитудно-фазовой голограммы. Значение ДЭ голограммы 10-15% достигается при увеличении пропускания кристалла до 80-90%
В предлагаемом устройстве с голографическим ПЛЗ на кристалле LiF:F2 - оптическое пропускание концевого зеркала составило 20% выходного зеркала задающего генератора 47% выходного зеркала усилителя 75% При энергии накачки 4-х квантронов 340 Дж с частотой 30 Гц средняя мощность излучения составила 180 Вт, энергия цуга 6 Дж, длительность 200 мкс, КПД 1,75% Длительность импульсов в цуге составила 140 нс, частота их следования 850 кГц, число импульсов в цуге достигало 170, среднее значение энергии импульса в цуге 35 мДж, а среднее значение пиковой мощности 250 кВт. Огибающая цуга имела колоколообразную форму, поэтому максимальное значение пиковой мощности достигало 700 кВт. Эффективность модуляции определенная как отношение средней мощности модулированного излучения к мощности немодулированного излучения, достигала 92% при глубине модуляции, равной 1. Изменяя угол наклона плоскости голограммы к оси резонатора в пределах 0-5о изменяют ДЭ, а следовательно, глубину модуляции, энергию и мощность импульсов в цуге от нуля до максимума. Длительность импульсов и частота их следования также изменяются.For example, the amplitude-phase hologram on a LiF: Fe 2 - crystal is recorded by coherent radiation of a YAG: Nd laser, whose wavelength λ 1064 nm falls on the long-wavelength decay of the absorption band of F 2 - centers. The maximum of the F 2 - absorption band is λ m 960 nm. Crystal LiF: F - 2 with an initial transmission of 3-5% are heated in the dark to 70-80
Figure 00000002
, and its temperature is stabilized when recording a hologram, after which the crystal is rapidly cooled. At room temperature, the F 2 - centers are optically stable and under the action of laser radiation pass into an excited state with a relaxation time of the order of 100 ns. When the temperature of the crystal 60 C. dissociation hole color centers to form a mobile holes (V centers to) that recombine with electrons released upon optical excitation F 2 - centers. Therefore, at the interference maxima the photothermal destruction rate of the F 2 - centers is many times greater than at the minima. This leads to the formation of an amplitude-phase hologram. The DE value of the hologram 10-15% is achieved by increasing the transmittance of the crystal to 80-90%
In the proposed device with a holographic PLZ on a LiF: F 2 crystal , the optical transmittance of the end mirror was 20% of the output mirror of the master oscillator 47% of the output mirror of the amplifier 75% At a pump energy of 4 quantrons 340 J with a frequency of 30 Hz, the average radiation power was 180 W , the train energy is 6 J, the duration is 200 μs, the efficiency is 1.75%. The pulse duration in the train was 140 ns, the pulse repetition rate was 850 kHz, the number of pulses in the train reached 170, the average value of the pulse energy in the train was 35 mJ, and the average value of peak power 250 kW The envelope of the train was bell-shaped, therefore, the maximum value of the peak power reached 700 kW. Modulation Efficiency defined as the ratio of average power to the power of the modulated radiation unmodulated radiation reached 92% at a modulation depth of 1. By changing the angle of the hologram plane to the axis of the resonator within 0-5 alter DE, and hence the depth of modulation, power and capacity pulses in the train from zero to maximum. The duration of the pulses and their repetition rate also change.

Среднюю мощность лазерного излучения измеряли с помощью калориметрического прибора ТПИ-2М и цифрового вольтметра Ф-283 с погрешностью 5% Импульсы излучения регистрировали с помощью лавинного фотодиода ЛФД-2А на запоминающем осциллографе С8-14. Длина когерентности модулированного лазерного излучения, измеренная с помощью интерферометра Майкельсона, составила 20 см. Расходимость излучения по уровню половинной мощности составила 0,5 мрад, т.е. в 2,4 раза выше предельной дифракционной расходимости θ= 1,22 λ/D 0,21 мрад, где D диаметр пучка излучения в ближней зоне (на выходе лазера). Это соответствует параметру качества излучения М2 π D θ /4 λ= 2,5.The average laser radiation power was measured using a TPI-2M calorimetric device and an F-283 digital voltmeter with an error of 5%. The radiation pulses were recorded using an LFD-2A avalanche photodiode on a S8-14 storage oscilloscope. The coherence length of the modulated laser radiation, measured using a Michelson interferometer, was 20 cm. The radiation divergence in terms of half power was 0.5 mrad, i.e. 2.4 times higher than the limiting diffraction divergence θ = 1.22 λ / D 0.21 mrad, where D is the diameter of the radiation beam in the near zone (at the laser output). This corresponds to the radiation quality parameter M 2 π D θ / 4 λ = 2.5.

Таким образом, предлагаемое устройство позволяет в 4-5 раз уменьшить расходимость излучения и параметр его качества по сравнению с прототипом и в 15-20 раз по сравнению с базовым лазером ЛТИ-130. Применение предлагаемого устройства позволяет в 2 раза увеличить среднюю мощность излучения и КПД лазера за счет увеличения эффективности модуляции с 40 до 92% В сочетании с малой расходимостью излучения его пространственная яркость на порядок выше, чем у прототипа. Thus, the proposed device allows 4-5 times to reduce the divergence of radiation and its quality parameter in comparison with the prototype and 15-20 times in comparison with the base laser LTI-130. The application of the proposed device allows to increase by 2 times the average radiation power and laser efficiency by increasing the modulation efficiency from 40 to 92%. In combination with a small divergence of radiation, its spatial brightness is an order of magnitude higher than that of the prototype.

Для реализации одномодового режима генерации с минимальной расходимостью и гауссовым профилем распределения интенсивности радиусы кривизны зеркал и их положение в резонаторе выбирают из условия соответствия диаметра пятна нулевой моды и диаметра АЭ. В этом случае термолинза, наведенная в АЭ, и выпуклое зеркало образуют телескопическую систему, которая реализуется при выполнении условия:
F R + C + h, где F фокусное расстояние термолинзы, наведенной в АЭ, определяемое экспериментально;
R радиус кривизны выпуклого зеркала;
С расстояние между вершиной зеркала и торцом АЭ;
h l/2n расстояние главной плоскости термолинзы от торца АЭ;
l длина АЭ;
n показатель преломления АЭ.
To implement a single-mode lasing regime with a minimum divergence and a Gaussian intensity distribution profile, the radii of curvature of the mirrors and their position in the resonator are selected from the condition that the diameter of the spot of the zero mode corresponds to the diameter of the AE. In this case, the thermal lens induced in the AE and the convex mirror form a telescopic system, which is realized when the condition is met:
FR + C + h, where F is the focal length of a thermal lens induced in the AE, determined experimentally;
R is the radius of curvature of the convex mirror;
With the distance between the top of the mirror and the end of the AE;
hl / 2n distance of the main plane of the thermal lens from the end face of the AE;
l AE length;
n AE refractive index.

При увеличении мощности накачки F уменьшается, поэтому уменьшают расстояние С путем перемещения зеркала так, чтобы диаметр пятна нулевой моды равнялся диаметру АЭ, что обеспечивает лучшее заполнение АЭ и, как результат, больший энергосъем и КПД лазера. При этом на люминесцентном экране, расположенном на выходе лазера, наблюдают с помощью объектива одномодовую структуру излучения с гауссовым профилем распределения интенсивности. With an increase in the pump power, F decreases, therefore, the distance C is reduced by moving the mirror so that the diameter of the zero-mode spot is equal to the diameter of the AE, which ensures better filling of the AE and, as a result, greater energy removal and laser efficiency. In this case, a single-mode radiation structure with a Gaussian intensity distribution profile is observed using a lens on a luminescent screen located at the laser output.

Расстояние между вершиной выпуклого зеркала и торцом АЭ находят по формуле С F R h. The distance between the apex of the convex mirror and the end of the AE is found by the formula C F R h.

Так при F 480 мм, R 400 мм, l 100 мм, n 1,816, С 52 мм. Использование многозеркального резонатора позволяет не только наилучшим образом компенсировать термолинзы, наведенные в АЭ, но и проводить эффективную селекцию продольных мод, что сопровождается увеличением длины когерентности лазерного излучения. So at F 480 mm, R 400 mm, l 100 mm, n 1.816, C 52 mm. The use of a multi-mirror resonator allows not only the best compensation for thermal lenses induced in the AE, but also the efficient selection of longitudinal modes, which is accompanied by an increase in the coherence length of laser radiation.

На чертеже приведена оптическая схема лазерного устройства одномодового модулированного излучения для термической обработки материалов. The drawing shows an optical diagram of a laser device single-mode modulated radiation for heat treatment of materials.

Устройство содержит закрепленные неподвижно на основании по ходу светового пучка выпуклое глухое зеркало 1; пассивный лазерный затвор 2 в виде объемной амплитудно-фазовой голографической решетки в форме концентрических окружностей, центр которых совмещен с оптической осью резонатора, а их плоскости ориентированы перпендикулярно этой оси; вогнутое пропускающее концевое зеркало 3; активные элементы 4, 5 задающего генератора; выходное зеркало задающего генератора 6; активные элементы 7, 8 усилителя; выходное зеркало усилителя 9. The device contains fixed convex blind mirror 1 fixed on the base along the light beam; passive laser shutter 2 in the form of a volume amplitude-phase holographic grating in the form of concentric circles, the center of which is aligned with the optical axis of the resonator, and their planes are oriented perpendicular to this axis; concave transmitting end mirror 3; active elements 4, 5 of the master oscillator; output mirror of the master oscillator 6; active elements 7, 8 of the amplifier; output mirror of the amplifier 9.

Устройство работает следующим образом. Лазерное излучение, возникающее при оптической накачке АЭ 4, 5 задающего генератора частично, проходит через концевое пропускающее зеркало 3, голографический ПЛЗ 2, отражается от глухого зеркала 1. Периодическое самопросветление голографического ПЛЗ приводит к изменению его дифракционной эффективности и модуляции добротности резонатора лазера. При этом возникает затравочный импульс излучения, длительность которого определяется временем релаксации возбужденного состояния рабочих центров ПЛЗ и углом наклона плоскости голограммы к оптической оси резонатора. Этот импульс проходит через концевое зеркало 3 и АЭ 4, 5, усиливаясь после многократного отражения между зеркалами 3 и 6 задающего генератора. Возникающее таким образом мощное одномодовое модулированное излучение выводится через пропускающее выходное зеркало 6 задающего генератора, усиливаясь, затем проходя через АЭ 7, 8 усилителя после многократного отражения между зеркалами 6 и 9. Через выходное зеркало 9 усилителя лазерное излучение направляется в зону лазерного воздействия с помощью световода или иным образом. Выпуклая сторона зеркала 3 обращена к АЭ генератора, а зеркал 6 и 9 к АЭ усилителя. Это позволяет компенсировать термолинзы, наведенные в АЭ, и улучшить развязку между ПЛЗ, задающим генератором и усилителем. The device operates as follows. The laser radiation that occurs during optical pumping of the AE 4, 5 of the master oscillator partially passes through the end transmitting mirror 3, the holographic PLZ 2, and is reflected from the deaf mirror 1. Periodic self-bleaching of the holographic PLZ leads to a change in its diffraction efficiency and modulation of the quality factor of the laser resonator. In this case, a seed radiation pulse arises, the duration of which is determined by the relaxation time of the excited state of the PLZ working centers and the angle of inclination of the hologram plane to the optical axis of the resonator. This pulse passes through the end mirror 3 and AE 4, 5, amplifying after repeated reflection between the mirrors 3 and 6 of the master oscillator. The powerful single-mode modulated radiation that arises in this way is output through the transmitting output mirror 6 of the master oscillator, amplifying, then passing through the AE 7, 8 of the amplifier after multiple reflection between mirrors 6 and 9. Through the output mirror 9 of the amplifier, the laser radiation is directed to the laser exposure zone using a fiber or otherwise. The convex side of the mirror 3 is facing the AE of the generator, and the mirrors 6 and 9 are facing the AE of the amplifier. This allows you to compensate for thermal lenses induced in the AE, and to improve the isolation between the PLZ, the master oscillator and the amplifier.

Применение неустойчивого многозеркального резонатора с выпукло-вогнутыми зеркалами и голографического ПЛЗ, расположенного между зеркалами 1 и 3, позволяет реализовать цель изобретения. The use of an unstable multi-mirror resonator with convex-concave mirrors and a holographic PLZ located between mirrors 1 and 3, allows to realize the purpose of the invention.

Claims (1)

ЛАЗЕРНОЕ УСТРОЙСТВО ОДНОМОДОВОГО МОДУЛИРОВАННОГО ИЗЛУЧЕНИЯ ДЛЯ ТЕРМИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ МАТЕРИАЛОВ, содержащее линейный неустойчивый резонатор с выпуклым глухим и вогнутым пропускным зеркалами и с одним или более активными элементами, расположенными последовательно, пассивный лазерный затвор, отличающееся тем, что пассивный лазерный затвор размещен между зеркалами и выполнен в виде объемной амплитудно-фазовой галографической решетки в форме концентрических окружностей, центр которых совмещен с оптической осью резонатора, а их плоскости ориентированы перпендикулярно к этой оси. LASER DEVICE FOR ONE-MODE MODULATED RADIATION FOR THERMAL PROCESSING OF MATERIALS, containing a linear unstable resonator with convex blind and concave pass-through mirrors and with one or more active elements arranged in series, a passive laser shutter, characterized in that the passive laser shutter is made between the passive laser shutter and volume amplitude-phase holographic grating in the form of concentric circles, the center of which is aligned with the optical axis of the resonator, and their plane The vertices are oriented perpendicular to this axis.
RU93010409A 1993-03-01 1993-03-01 Laser device of unimode modulated radiation for heat treatment of materials RU2044066C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93010409A RU2044066C1 (en) 1993-03-01 1993-03-01 Laser device of unimode modulated radiation for heat treatment of materials

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU93010409A RU2044066C1 (en) 1993-03-01 1993-03-01 Laser device of unimode modulated radiation for heat treatment of materials

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2044066C1 true RU2044066C1 (en) 1995-09-20
RU93010409A RU93010409A (en) 1995-10-27

Family

ID=20137879

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU93010409A RU2044066C1 (en) 1993-03-01 1993-03-01 Laser device of unimode modulated radiation for heat treatment of materials

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2044066C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2502588C2 (en) * 2011-04-05 2013-12-27 Общество с ограниченной ответственностью Вятское машиностроительное предприятие "Лазерная техника и технологии" Method of pulse laser building up of metals
US9607744B2 (en) 2012-11-08 2017-03-28 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation Laser processing apparatus and laser irradiation method

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
1. Квантовая электроника, М., 1992, т.18, N 7, с.822-824. *
2. Квантовая электроника, М., 1992, т.19, N 8, с.772-773. *

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2502588C2 (en) * 2011-04-05 2013-12-27 Общество с ограниченной ответственностью Вятское машиностроительное предприятие "Лазерная техника и технологии" Method of pulse laser building up of metals
US9607744B2 (en) 2012-11-08 2017-03-28 Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation Laser processing apparatus and laser irradiation method
RU2621092C2 (en) * 2012-11-08 2017-05-31 Ниппон Стил Энд Сумитомо Метал Корпорейшн Device for laser processing and method of laser radiation

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Kogelnik et al. Stimulated emission in a periodic structure
US5712715A (en) Optical transmission system with spatially-varying Bragg reflector
US5015054A (en) Apparatus and method for increasing the bandwidth of a laser beam
JPS59114883A (en) Fiber optical device and method of amplifying optical signal
EP0795855A3 (en) Optical pickup apparatus
Shamrakov et al. Superradiant film laser operation in red perylimide dye doped silica—polymethylmethacrylate composite
US5272717A (en) Single focus backward Raman laser
Wadsworth et al. Efficient distributed feedback solid state dye laser with a dynamic grating
CN111856644B (en) Apodized long-period fiber bragg grating inscription device, inscription method and laser system
JP2553314B2 (en) Light beam processing method and apparatus for producing a diffraction limited output beam
He et al. Longitudinally two-photon pumped leaky waveguide dye film laser
US4166254A (en) Switched diffraction grating
US3582815A (en) Laser light source
RU2044066C1 (en) Laser device of unimode modulated radiation for heat treatment of materials
Basiev et al. High-average-power SRS conversion of radiation in a BaWO4 crystal
JPH01503505A (en) Laser generator mode-locked with respect to phase
KR0149774B1 (en) High repetition laser having rotating wedge and stimulated brillouin scattering mirror
CA1257677A (en) Method and arrangement for producing ultrashort light pulses
Massey Measurements of device parameters for Nd: YAlO 3 lasers
JP3258091B2 (en) Mode-locking laser device
Zaporozhchenko et al. Some features of ultrashort pulse generation in a distributed feedback dye laser with two-photon pumping
US3493885A (en) Photobleachable q-spoiler dye for laser operation
Basiev et al. Q switching of a periodic-pulse-pumped industrial Nd: YAG laser by means of F2−-LiF crystals
RU2044065C1 (en) Laser generating and amplifying device of unimode radiation for heat treatment of materials
RU2157035C2 (en) Dynamic-single-mode laser system