ИЗЛУЧАТЕЛЬ ЛАЗЕРА

Полезная модель относится к оптическому приборостроению, в частности к устройствам для генерации стимулированного излучения, и может быть использована для создания лазеров.
Известен излучатель лазера «Арзни-207» [1], включающий установленные в корпусе осветителя лампу накачки и активный элемент, находящийся в резонаторе лазера.
Резонатор лазера содержит оптически связанные выходное зеркало в виде стопы из плоскопараллельных лейкосапфировых пластин, установленной в корпусе узла зеркала, и глухое зеркало в виде вращающейся призмы полного внутреннего отражения, закрепленной в оправе и служащей для модуляции излучения лазера.
Более удобную для использования конструкцию имеет излучатель лазера (ИЛ) [2], являющийся наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату.
Он содержит основание, на котором закреплены винтами корпус осветителя, включающий лампу накачки и активный элемент, оптически связанный с зеркалами резонатора в оправах.
Оправа для зеркала выполнена в виде прямоугольной пластины с внутренним посадочным местом для зеркала и установлена отдельно от корпуса осветителя.
Недостатком этого ИЛ является невысокая стойкость к механическим воздействиям (ударам, вибрации, тряске).
Задачей полезной модели является повышение стойкости ИЛ к механическим воздействиям.
Сущность полезной модели заключается в том, что в излучателе лазера, включающем установленные в первом корпусе лампу накачки и активный элемент, оптически связанный с зеркалами резонатора в оправах, в отличие от
прототипа, излучатель лазера содержит дополнительно по крайней мере для одного зеркала резонатора второй корпус, соединенный с первым корпусом с помощью фланца, вкладыш, первое и второе кольца с внешней резьбой, при этом второй корпус имеет сквозную полость, которая содержит соосные первую круглую прямую цилиндрическую полость, имеющую диаметр больший диаметра зеркала резонатора, вторую круглую прямую цилиндрическую полость, имеющую диаметр больший диаметра первой круглой прямой цилиндрической полости, третью круглую прямую цилиндрическую полость, имеющую диаметр больший диаметра второй круглой прямой цилиндрической полости, и выполненную до торца второго корпуса полость с внутренней первой резьбой, диаметр которой меньше диаметра третьей круглой прямой цилиндрической полости, вкладыш включает в себя внешнюю боковую поверхность первого круглого прямого цилиндра, диаметр которого меньше или равен диаметру второй круглой прямой цилиндрической полости, и имеет сквозную соосную внутреннюю полость, включающую в себя соосные прямую круглую усеченную конусообразную полость, меньшее основание которой имеет диаметр больший диаметра зеркала резонатора, четвертую круглую прямую цилиндрическую полость, диаметр которой равен или больше диаметра большего основания прямой круглой усеченной конусообразной полости, и выполненную до торца вкладыша полость с внутренней второй резьбой, диаметр которой меньше диаметра четвертой круглой прямой цилиндрической полости, оправа с зеркалом резонатора имеет внешнюю боковую поверхность, включающую в себя боковую поверхность второго круглого прямого цилиндра с одного края, а с другого края включающую соосно расположенную усеченную сферическую поверхность, диаметр которой больше как диаметра второго круглого прямого цилиндра, так и диаметра меньшего основания прямой круглой усеченной конусообразной полости вкладыша, но меньше диаметра большего основания прямой круглой усеченной конусообразной полости вкладыша, причем оправа с зеркалом резонатора установлена в сквозной
внутренней полости вкладыша таким образом, что ее сферическая поверхность прижата к боковой поверхности круглой прямой усеченной конусообразной полости вкладыша посредством первого кольца с внешней резьбой, образующей резьбовое соединение с внутренней второй резьбой вкладыша, при этом первое кольцо с внешней резьбой имеет внутреннюю поверхность, включающую в себя боковую поверхность третьего круглого прямого цилиндра и примыкающую к ней боковую поверхность усеченного круглого прямого конуса, расширяющегося к краю кольца и касающегося со сферической поверхностью оправы с зеркалом резонатора, причем диаметр третьего круглого прямого цилиндра больше диаметра второго круглого прямого цилиндра оправы с зеркалом резонатора, но меньше диаметра сферической поверхности этой оправы, вкладыш установлен в сквозной полости второго корпуса таким образом, что первый круглый прямой цилиндр вкладыша вставлен во вторую круглую прямую цилиндрическую полость второго корпуса, прямая круглая усеченная конусообразная полость вкладыша примыкает к первой круглой прямой цилиндрической полости второго корпуса, а второе кольцо с внешней резьбой, образующей резьбовое соединение с внутренней первой резьбой второго корпуса, прижимает вкладыш к второму корпусу.
Наличие у излучателя лазера дополнительно по крайней мере для одного зеркала резонатора второго корпуса, соединенного с первым корпусом с помощью фланца, а также наличие вкладыша, первого и второго колец с внешней резьбой, позволяет совместно закрепить первый и второй корпусы, что увеличивает стойкость ИЛ к механическим воздействиям.
Наличие сквозной полости второго корпуса, содержащей соосные первую круглую прямую цилиндрическую полость, имеющую диаметр больший диаметра зеркала резонатора, вторую круглую прямую цилиндрическую полость, имеющую диаметр больший диаметра первой круглой прямой цилиндрической полости, третью круглую прямую цилиндрическую полость, имеющую диаметр больший диаметра второй
круглой прямой цилиндрической полости, и выполненную до торца второго корпуса полость с внутренней первой резьбой, диаметр которой меньше диаметра третьей круглой прямой цилиндрической полости, наличие у вкладыша внешней боковой поверхности первого круглого прямого цилиндра, диаметр которого меньше или равен диаметру второй круглой прямой цилиндрической полости, установка вкладыша в сквозной полости второго корпуса таким образом, что первый круглый прямой цилиндр вкладыша вставлен во вторую круглую прямую цилиндрическую полость второго корпуса, прямая круглая усеченная конусообразная полость вкладыша примыкает к первой круглой прямой цилиндрической полости второго корпуса, а второе кольцо с внешней резьбой, образующей резьбовое соединение с внутренней первой резьбой второго корпуса, прижимает вкладыш к второму корпусу, позволяют установить и зафиксировать вкладыш во втором корпусе, что увеличивает стойкость ИЛ к механическим воздействиям.
Наличие у вкладыша сквозной соосной внутренней полости, включающей в себя соосные прямую круглую усеченную конусообразную полость, меньшее основание которой имеет диаметр больший диаметра зеркала резонатора, четвертую круглую прямую цилиндрическую полость, диаметр которой равен или больше диаметра большего основания прямой круглой усеченной конусообразной полости, и выполненную до торца вкладыша полость с внутренней второй резьбой, диаметр которой меньше диаметра четвертой круглой прямой цилиндрической полости, а также наличие у оправы с зеркалом резонатора внешней боковой поверхности, включающей в себя боковую поверхность второго круглого прямого цилиндра с одного края, а с другого края включающей соосно расположенную усеченную сферическую поверхность, диаметр которой больше как диаметра второго круглого прямого цилиндра, так и диаметра меньшего основания прямой круглой усеченной конусообразной полости вкладыша, но меньше диаметра большего основания прямой круглой усеченной конусообразной
полости вкладыша, и установка оправы с зеркалом резонатора в сквозной внутренней полости вкладыша таким образом, что ее сферическая поверхность прижата к боковой поверхности круглой прямой усеченной конусообразной полости вкладыша посредством первого кольца с внешней резьбой, образующей резьбовое соединение с внутренней второй резьбой вкладыша, при том что первое кольцо с внешней резьбой имеет внутреннюю поверхность, включающую в себя боковую поверхность третьего круглого прямого цилиндра и примыкающую к ней боковую поверхность усеченного круглого прямого конуса, расширяющегося к краю кольца и касающегося со сферической поверхностью оправы с зеркалом резонатора, причем диаметр третьего круглого прямого цилиндра больше диаметра второго круглого прямого цилиндра оправы с зеркалом резонатора, но меньше диаметра сферической поверхности этой оправы, позволяют, во-первых, установить и зафиксировать оправу с зеркалом резонатора, во-вторых, из-за малой площади соприкосновения сферической поверхности оправы с зеркалом резонатора и конусообразной полости вкладыша легко изменять угловое положение оправы с зеркалом резонатора во вкладыше при юстировке ИЛ, в-третьих, зафиксировать положение зеркала в сквозной полости второго корпуса, в-четвертых, прижать первым кольцом с внешней резьбой оправу зеркала резонатора ко вкладышу без соприкосновения торцевой поверхности указанного кольца с внутренней поверхностью оправы с зеркалом резонатора, что приводит к фиксации положения оправы с зеркалом резонатора, и соответственно, к увеличению стойкости ИЛ к механическим воздействиям.
Полезная модель поясняется чертежами.
На фигуре 1 представлен ИЛ - вид спереди в разрезе плоскостью симметрии.
На фигуре 2 представлен второй корпус ИЛ в разрезе плоскостью симметрии.
На фигуре 3 представлена второе кольцо с внешней резьбой в разрезе плоскостью симметрии.
На фигуре 4 представлен вкладыш ИЛ в разрезе плоскостью симметрии.
На фигуре 5 представлена оправа с зеркалом резонатора в разрезе плоскостью симметрии.
На фигуре 6 представлено первое кольцо с внешней резьбой в разрезе плоскостью симметрии.
ИЛ включает (фиг.1) первый корпус 1, в котором установлены лампа накачки 2 и активный элемент 3, оптически связанный с зеркалами резонатора в оправах (на фиг.1 показано одно зеркало 4 резонатора, второе не показано).
ИЛ содержит дополнительно по крайней мере для одного зеркала 4 резонатора второй корпус 5, соединенный с первым корпусом 1 с помощью фланца 6 винтами (не показаны), проходящими через фланец 6. В сквозной полости второго корпуса 5 установлен вкладыш 7, прижатый вторым кольцом 8 с внешней резьбой к второму корпусу 5 и содержащий оправу 9 с зеркалом 4 резонатора. Оправа 9 с зеркалом 4 резонатора прижата к вкладышу 7 посредством первого кольца 10 с внешней резьбой.
Второй корпус 5 (фиг.2) имеет сквозную полость 11, которая содержит соосные: первую круглую прямую цилиндрическую полость 12, имеющую диаметр больший диаметра зеркала 4 резонатора, вторую круглую прямую цилиндрическую полость 13, имеющую диаметр больший диаметра первой круглой прямой цилиндрической полости 12, третью круглую прямую цилиндрическую полость 14, имеющую диаметр больший диаметра второй круглой прямой цилиндрической полости 13, и выполненную до торца второго корпуса 5 полость 15 с внутренней первой резьбой 16, диаметр которой меньше диаметра третьей круглой прямой цилиндрической полости 14, и которая образует резьбовое соединение (фиг.3) с внешней резьбой 17 второго кольца 8.
Вкладыш 7 ИЛ (фиг.4) включает в себя внешнюю боковую поверхность 18 первого круглого прямого цилиндра, диаметр которого меньше или равен диаметру второй круглой прямой цилиндрической полости 13
второго корпуса 5, и имеет сквозную соосную внутреннюю полость 19, в которой устанавливается оправа 9 с зеркалом 4 резонатора, при этом указанная сквозная соосная внутренняя полость 19 включает в себя соосные прямую круглую усеченную конусообразную полость 20, меньшее основание которой имеет диаметр больший диаметра зеркала 4 резонатора, четвертую круглую прямую цилиндрическую полость 21, диаметр которой равен или больше диаметра большего основания прямой круглой усеченной конусообразной полости 20, и выполненную до торца вкладыша 7 полость 22 с внутренней второй резьбой 23, диаметр которой меньше диаметра четвертой круглой прямой цилиндрической полости 21.
Оправа 9 с зеркалом 4 резонатора (фиг.5) содержит сквозную внутреннюю полость 24 для установки зеркала 4. Зеркало 4 изготовлено из стекла К8 и имеет интерференционное отражающее покрытие для излучения ИЛ.
Оправа 9 с зеркалом 4 резонатора (фиг.5) имеет внешнюю боковую поверхность, включающую в себя боковую поверхность 25 второго круглого прямого цилиндра с одного края, а с другого края включающую соосно расположенную усеченную сферическую поверхность 26, диаметр которой больше как диаметра второго круглого прямого цилиндра, так и диаметра меньшего основания прямой круглой усеченной конусообразной полости 20 вкладыша, но меньше диаметра большего основания прямой круглой усеченной конусообразной полости 20 вкладыша 7.
При этом оправа 9 с зеркалом 4 резонатора установлена в сквозной внутренней полости 19 вкладыша 7 таким образом, что ее сферическая поверхность 26 прижата к боковой поверхности круглой прямой усеченной конусообразной полости 20 вкладыша 7 посредством первого кольца 10 (фиг.6) с внешней резьбой 27, образующей резьбовое соединение с внутренней второй резьбой 23 во вкладыше 7.
Первое кольцо 10 (фиг.6) с внешней резьбой 27 имеет внутреннюю поверхность, включающую в себя боковую поверхность третьего круглого
прямого цилиндра 28 и примыкающую к ней боковую поверхность усеченного круглого прямого конуса 29, расширяющегося к краю первого кольца 10 и касающегося со сферической поверхностью 26 (фиг.5 и фиг.1) оправы 9 с зеркалом 4 резонатора, причем диаметр третьего круглого прямого цилиндра 28 больше диаметра второго круглого прямого цилиндра 25 оправы 9 с зеркалом 4 резонатора, но меньше диаметра сферической поверхности 26 оправы 9.
Вкладыш 7 установлен в сквозной полости 11 второго корпуса 5 таким образом, что первый круглый прямой цилиндр 18 вкладыша 7 вставлен во вторую круглую прямую цилиндрическую полость 13 второго корпуса 5, прямая круглая усеченная конусообразная полость 20 вкладыша 7 примыкает к первой круглой прямой цилиндрической полости 12 второго корпуса 5, а второе кольцо 8 с внешней резьбой 17, образующей резьбовое соединение с внутренней первой резьбой 16 второго корпуса 5, прижимает вкладыш 7 к второму корпусу 5.
ИЛ работает следующим образом.
При сборке второй корпус 5 (фиг.1) соединяется с первым корпусом 1 с помощью фланца 6 винтами (не показаны), проходящими через фланец 6.
В сквозной полости второго корпуса 5 устанавливается вкладыш 7, прижатый вторым кольцом 8 с внешней резьбой 17 к второму корпусу 5 и содержащий оправу 9 с зеркалом 4 резонатора. Оправа 9 с зеркалом 4 резонатора прижата (с возможностью изменения углового положения оправы 9) к вкладышу 7 посредством первого кольца 10 с внешней резьбой 27.
Второе зеркало резонатора может быть закреплено в ИЛ любым способом и с помощью любой конструкции, в том числе и с помощью описанной.
Изменяя угловое положение оправы 9, зеркало 4 выставляется параллельно другому зеркалу (не показано), а первое кольцо 10 с внешней резьбой 27 фиксирует оправу 9 с зеркалом 4 резонатора во вкладыше 7.
Зеркало 4 служит глухим для излучения ИЛ. Второе зеркало резонатора служит выходным для излучения ИЛ. Зеркала изготовлены из стекла К8 с нанесенными на них диэлектрическими покрытиями.
Предлагаемая конструкция позволяет снимать и закреплять второй корпус 5 с зеркалом 4 без последующей юстировки.
На лампу накачки 2 собранного ИЛ разряжается накопительный конденсатор источника питания лазера с энергией импульса разряда 6-7 Дж и длительностью около 100 мкс. При этом ИЛ с активным элементом из алюмоиттриевого граната генерирует выходное излучение с длиной волны λ=1,064 мкм и энергией импульса около 100 мДж.
В связи с компактностью ИЛ, установкой вкладыша и зеркала резонатора в втором корпусе и фиксированном соединении второго корпуса с первым корпусом достигается повышение стойкости ИЛ к механическим воздействиям.
Источники информации.
1 Байбородин Ю.В., Криксунов Л.З., Литвиненко О.Н., Под редакцией. Справочник по лазерной технике. - Киев. Техтка, 1978. - С.81.
2 http://www.solarlaser.com \ SOLAR Lasers Systems OPO SYSTEMS 4 \ Pulsed Nd:YAG laser LQ 529. User′s Manual. - C.9-11, 42-46 - прототип.