close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

PL176410B1

код для вставкиСкачать
RZECZPOSPOLITA
POLSKA
(12) OPIS PATENTOWY (19)PL (11)176410
(13)B1
(21) Numer zgłoszenia: 308008
(51) IntCl6:
H01S 3/104
Urząd Patentowy
Rzeczypospolitej Polskiej
( 5
4
)
( 2 2) Data zgłoszenia: 04.04.1995
Sposób otrzymywania nieciągłej wiązki promieniowania laserowego
(73)
(43)
Uprawniony z patentu:
Instytut Maszyn Przepływowych PAN,
Gdańsk, PL
Zgłoszenie ogłoszono:
14.10.1996 BUP 21/96
(72)
Twórca wynalazku:
Gerard Śliwiński, Gdańsk, PL
(45)
O udzieleniu patentu ogłoszono:
31.05.1999 WUP 05/99
(74)
Pełnomocnik:
PL 176410 B1
Kwapich Anna, Instytut Maszyn Przepływowych PAN
( 5 7 ) 1. Sposób otrzymywania nieciągłej
wiązki promieniowania laserowego polegający na dokonywaniu zmian dobroci w obrębie rezonatora lasera promieniującego wiązkę
ciągłą, znamienny tym, że w obszar wiązki
promieniowania ciągłego między zwierciadłami (2, 3) rezonatora wprowadza się
strumień (4) gazu absorbującego promieniowanie i dokonuje się zmiany jego gęstości.
Sposób otrzymywania
nieciągłej wiązki promieniowania laserowego
Zastrzeżenia patentowe
1. Sposób otrzymywania nieciągłej wiązki promieniowania laserowego polegający na
dokonywaniu zmian dobroci w obrębie rezonatora lasera promieniującego wiązkę ciągłą,
znamienny tym, że w obszar wiązki promieniowania ciągłego między zwierciadłami (2, 3)
rezonatora wprowadza się strumień (4) gazu absorbującego promieniowanie i dokonuje się
zmiany jego gęstości.
2. Sposób według zastrz. 1, znamienny tym, że zmian gęstości gazu w strumieniu (4)
dokonuje się impulsowo, ze stałą, regulowaną częstotliwością powtarzania impulsów.
3. Sposób według zastrz. 2, znamienny tym, że maksymalna gęstość gazu w impulsie
w obszarze wzajemnego przenikania jego strumienia i wiązki promieniowania odpowiada
progowej wartości strat w rezonatorze przekraczającej wartość wzmocnienia.
*
*
*
Przedmiotem wynalazku jest sposób otrzymywania nieciągłej wiązki promieniowania
laserowego. Znajduje on zastosowanie przy wykorzystaniu laserów pracy ciągłej do celów
przemysłowych oraz laboratoryjnych we wszystkich tych przypadkach, gdy niezbędna jest
impulsowa wiązka promieniowania, zwłaszcza dużej mocy.
Wśród znanych metod otrzymywania nieciągłej wiązki promieniowania laserowego wyróżnić można dwie podstawowe grupy. Pierwszą z nich stanowią metody oparte na impulsowej
pracy laserów, w których kolejne błyski wywoływane są kolejnymi impulsami wzbudzenia
ośrodka. Drugą grupę stanowią metody polegające na modulowaniu wiązki promieniowania
emitowanej przez laser w sposób ciągły. Modulacja tej wiązki polega najczęściej na wywołaniu
zmiany strat, a tym samym dobroci, w rezonatorze lasera. Znane są w szczególności mechaniczne
metody modulacji ciągłej wiązki promieniowania laserowego, w których na drodze wiązki
umieszcza się nieprzepuszczalne tarcze z wyciętymi otworami wirujące z określoną prędkością,
wirujące zwierciadła lub pryzmaty. Znane są też elektrooptyczne metody zmiany dobroci,
polegające na umieszczeniu w rezonatorze tzw. komórki Kerra lub komórki Pocklesa, powodujących zmianę płaszczyzny polaryzacji wiązki. Są to tzw. aktywne metody modulacji, w których
przy pomocy absorbera wymusza się przerwy w generacji ciągłej wiązki promieniowania. Znana
jest też metoda zmiany dobroci rezonatora lasera, zaliczana do metod pasywnych, w której
wykorzystuje się zmianę transmisji niektórych substancji pod wpływem silnego strumienia
świetlnego. W tym przypadku, do wnętrza rezonatora wprowadza się absorber, którego absorpcja
zmniejsza się ze wzrostem natężenia światła, tzn. pod wpływem silnego światła lasera następuje
nagły wzrost dobroci rezonatora. W tych metodach jednakże, ze względu na fotodegradację
absorbera, ograniczona jest możliwość powtarzania impulsów.
Sposób otrzymywania nieciągłej wiązki promieniowania laserowego polegający na dokonywaniu zmian dobroci w obrębie rezonatora lasera promieniującego wiązkę ciągłą według
wynalazku charakteryzuje się tym, że w obszar wiązki promieniowania ciągłego między zwierciadłami rezonatora wprowadza się strumień gazu absorbującego promieniowanie i dokonuje się
zmiany jego gęstości.
Korzystnie jest, gdy zmian gęstości gazu w strumieniu dokonuje się impulsowo, ze stałą,
regulowaną częstotliwością powtarzania impulsów.
Impulsową wiązkę promieniowania otrzymuje się, gdy maksymalna gęstość gazu w impulsie
w obszarze wzajemnego przenikania jego strumienia i wiązki promieniowania odpowiada
progowej wartości strat w rezonatorze przekraczającej wartość wzmocnienia.
176 410
3
Sposób otrzymywania nieciągłej wiązki promieniowania laserowego według wynalazku
umożliwia dynamiczne oddziaływanie na straty w rezonatorze poprzez wymuszaną pulsację
gazu absorbującego z jednoczesnym wykorzystaniem efektu nasycenia absorbera w początkowym stadium każdego impulsu. Dzięki temu zapewniona jest powtarzalność impulsów promieniowania, z możliwością płynnej regulacji ich wypełnienia, częstotliwości i amplitudy, a przy
tym nie występuje ograniczenie mocy transmitowanej przez absorber. Sposób ten stwarza
jednocześnie możliwość znacznego poszerzenia zakresu stosowania laserów emitujących wiązkę
ciągłą o wszystkie takie zastosowania przemysłowe i laboratoryjne, gdzie wymagana jest wiązka
impulsowa.
Wynalazek jest bliżej objaśniony na przykładzie zilustrowanym rysunkiem, który przedstawia schematycznie sposób otrzymywania nieciągłej wiązki promieniowania laserowego.
Laser promieniujący ciągłą wiązkę o długości fali 10,6 μm, średnicy ok. 5 mm i mocy
do 100 W, pracuje w układzie zawierającym szklaną rurę z ośrodkiem aktywnym 1 w postaci
mieszaniny CO2/N 2/He w stosunku 1/2/8 pod ciśnieniem ok. 20 Torr. Ośrodek ten wzbudzany
jest wyładowaniem prądu stałego o natężeniu 20 mA i napięciu 5 kV. Rura umieszczona jest
pomiędzy dwoma zwierciadłami rezonatora: zwierciadłem Cu całkowicie odbijającym 2 o
promieniu krzywizny 3 m i zwierciadłem transmisyjnym 3 ZnSe o współczynniku transmisji
10%. W obszar wiązki promieniowania w rezonatorze, przed zwierciadłem transmisyjnym 3
wprowadza się prostopadły do tej wiązki strumień gazu 4 absorbującego promieniowanie o
długości fali emitowanej przez laser. Absorberem tym jest propan C 3H 8 lub jego mieszaniny.
Gaz wprowadza się do zbiornika 5 w sposób pulsujący, za pomocą szybkiego zaworu elektromagnetycznego 6 z dyszą 7 o średnicy 4 mm. Zawór zasila się prądem o regulowanej częstotliwości, co umożliwia płynną regulację czasu trwania cyklu "otwarcie-zamknięcie" zaworu, atym
samym regulację częstotliwości pulsacji gazu na wylocie z dyszy. Zmiany gęstości gazu
występujące wewnątrz rezonatora w miejscu oddziaływania wzajemnie prostopadłych: wiązki
promieniowania i strumienia gazu, powodują cykliczne zmiany strat w rezonatorze, czyli
przełączanie jego dobroci Q. Daje to w efekcie cykliczną modulację wiązki 8 transmitowanej
przez zwierciadło transmisyjne 3. Gęstość gazu dobiera się tak, aby progowa wartość modulowanych strat przekraczała wartość wzmocnienia, co powoduje zrywanie generacji w każdym
cyklu, dając modulację amplitudy wiązki promieniowania z głębokością 100%. Oznacza to
uzyskanie na wyjściu układu wiązki o przebiegu impulsowym. W początkowym stadium
generacji każdego impulsu wykorzystywany jest efekt nasycenia absorbera, zależny jedynie
od jego własności, który powoduje znaczne skrócenie czasu narastania intensywności
wiązki, a impuls charakteryzuje się dużą amplitudą początkową i następującym potem
odcinkiem płaskim. W efekcie modulacja ta ma charakter aktywno-pasywny, łącząc zalety
wynikające z obu tych cech, tzn. zapewnia powtarzalność impulsów promieniowania z możliwością płynnej regulacji wypełnienia impulsów, częstotliwości ich powtarzania i głębokości
modulacji, poprzez regulację częstotliwości zmian gęstości gazu, geometrii i wzajemnego
położenia strumienia gazu i wiązki promieniowania oraz gęstości gazu i intensywności wiązki.
176 410
Departament Wydawnictw UP RP. Nakład 70 egz.
Cena 2,00 zł.
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
2
Размер файла
410 Кб
Теги
pl176410b1
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа