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, оптически связанный с отражателями резонатора и затвором для модуляции добротности резонатора излучателя лазера.
Резонатор лазера содержит в качестве отражателей оптически связанные выходное зеркало в виде стопы из плоскопараллельных лейкосапфировых пластин, установленной в корпусе узла зеркала, и вращающуюся призму полного внутреннего отражения, закрепленную в оправе и служащую в качестве затвора для модуляции добротности резонатора излучателя лазера (далее затвор).
В связи с отсутствием кожуха указанная призма легко покрывается пылью и требует регулярной чистки рабочих оптических поверхностей.
Пылезащитное исполнение имеет излучатель лазера (ИЛ) [2], являющийся наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату и выбранный в качестве прототипа.
ИЛ содержит основание, на котором закреплены винтами корпус осветителя (1-ый корпус), включающий лампу накачки и активный элемент, оптически связанный с зеркалами резонатора и затвором.
Затвор состоит из ячейки Поккельса и поляризатора и установлен в оправе на устройстве изменения углового положения отдельно как от корпуса осветителя, так и от зеркал резонатора.
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 и затвором, и содержащем устройство изменения углового положения затвора, в отличие от прототипа, излучатель лазера снабжен вторым корпусом, имеющим первое сквозное цилиндрическое отверстие и сквозную полость, в которой установлены зеркало резонатора и затвор, и соединенным с помощью фланца с первым корпусом, устройство изменения углового положения затвора содержит опору, имеющую второе сквозное цилиндрическое отверстие и внешнюю поверхность, включающую часть выпуклой сферической поверхности, при этом опора закреплена на внешней поверхности второго корпуса таким образом, что второе сквозное цилиндрическое отверстие соосно первому сквозному цилиндрическому отверстию второго корпуса, оправу, с закрепленным на торце затвором и расположенную в цилиндрических отверстиях второго корпуса и опоры, при этом внешняя поверхность оправы включает боковую поверхность прямого круглого цилиндра, соосно которому выполнено внутреннее резьбовое отверстие оправы, пружину, установленную на оправу с упором одним концом в оправу, а другим в опору, планку, имеющую третье сквозное цилиндрическое отверстие, и расположенную таким образом, что указанное отверстие примерно соосно второму сквозному цилиндрическому отверстию опоры, при этом внешняя поверхность планки содержит часть вогнутой сферической поверхности, которая образует с выпуклой сферической поверхностью опоры шаровое соединение, оправа и планка соединены между собой посредством первого винта, образующего с резьбой в оправе резьбовое соединение, планка закреплена на втором корпусе посредством винтов.
Наличие у ИЛ, включающего установленные в первом корпусе лампу накачки и активный элемент, оптически связанный с зеркалами резонатора и затвором, и содержащего устройство изменения углового положения затвора, второго корпуса, имеющего первое сквозное цилиндрическое отверстие и сквозную полость, в которой установлены зеркало резонатора и затвор, и соединенного с помощью фланца с первым корпусом, позволяет компактно закрепить первый и второй корпусы ИЛ и устройство изменения углового положения затвора, что увеличивает стойкость ИЛ к механическим воздействиям.
Наличие у устройства изменения углового положения затвора опоры, имеющей второе сквозное цилиндрическое отверстие и внешнюю поверхность, которая включает часть выпуклой сферической поверхности, то что при этом опора закреплена на внешней поверхности второго корпуса таким образом, что второе сквозное цилиндрическое отверстие соосно первому сквозному цилиндрическому отверстию второго корпуса, оправы, с закрепленным на торце затвором и расположенной в цилиндрических отверстиях второго корпуса и опоры, при этом внешняя поверхность оправы включает боковую поверхность прямого круглого цилиндра, соосно которому выполнено внутреннее резьбовое отверстие оправы, пружину, установленной на оправу с упором одним концом в оправу, а другим в опору, планки, имеющей третье сквозное цилиндрическое отверстие, и расположенной таким образом, что указанное отверстие примерно соосно второму сквозному цилиндрическому отверстию опоры, при этом внешняя поверхность планки содержит часть вогнутой сферической поверхности, которая образует с выпуклой сферической поверхностью опоры шаровое соединение, то что оправа и планка соединены между собой посредством первого винта, образующего с резьбой в оправе резьбовое соединение, планка закреплена на втором корпусе посредством винтов, позволяет изменять и фиксировать необходимое угловое положение затвора, обеспечивая при этом стойкость ИЛ к механическим воздействиям.
Полезная модель поясняется рисунками.
На фигуре 1 представлен ИЛ - вид спереди в разрезе.
На фигуре 2 представлен второй корпус ИЛ - вид сверху.
На фигуре 3 представлена опора устройства изменения углового положения затвора ИЛ - вид спереди в разрезе плоскостью симметрии.
На фигуре 4 представлена оправа с затвором ИЛ - вид спереди в разрезе плоскостью симметрии.
На фигуре 5 представлена планка устройства изменения углового положения затвора ИЛ - вид спереди.
На фигуре 6 представлена планка устройства изменения углового положения затвора ИЛ - вид слева в разрезе плоскостью симметрии.
На фигуре 7 представлен первый винт ИЛ - вид спереди.
ИЛ содержит (фиг.1) первый корпус 1, в котором установлены лампа накачки 2, в качестве которой использовалась газоразрядная лампа ИНП3-3/45 и активный элемент 3 из калий-гадолиниевого вольфрамата (КГВ), второй корпус 4, соединенный с помощью фланца 5 с первым корпусом 1, в сквозной полости 6 которого установлены затвор 7 и одно из зеркал 8 резонатора ИЛ. Второе зеркало 9 резонатора ИЛ установлено в первом корпусе 1. Зеркала 8 и 9 резонатора ИЛ, в котором находятся активный элемент 3 и затвор 7, выставлены параллельно друг другу.
Второй корпус 4 (фиг.1, 2) ИЛ имеет сквозную полость 6, в которой установлены затвор 7 и зеркало 8 резонатора ИЛ, отверстие 10 для пучка излучения генерации ИЛ, первое сквозное цилиндрическое отверстие 11, цилиндрическую выемку 12 и 4 резьбовых отверстия 13 под винты для установки устройства изменения углового положения затвора.
Устройство изменения углового положения затвора (фиг.1) содержит опору 14, оправу 15, планку 16, первый винт 17, пружину 18, крепежные винты 19.
Опора 14 (фиг.3) имеет внешнюю поверхность, которая включает в себя цилиндрическую боковую поверхность 20 и соосное с ней второе сквозное цилиндрическое отверстие 21, при этом внешняя поверхность опоры включает в себя часть выпуклой сферической поверхности 22, центр которой находится на продольной оси второго сквозного цилиндрического отверстия 21.
Оправа 15 (фиг.4) выполнена в виде детали, имеющей продольную ось симметрии, внешняя поверхность которой включает боковую поверхность прямого круглого цилиндра 23, на торце которого закреплен затвор 7 и соосно которому выполнено внутреннее резьбовое отверстие 24 оправы 15. Оправа 15 расположена в сквозных цилиндрических отверстиях 11 и 21 второго корпуса 4 и опоры 14, соответственно.
Планка 16 (фиг.5, 6) имеет третье сквозное цилиндрическое отверстие 25 и отверстия 26 для крепежных винтов 19 (фиг.1). Внешняя поверхность планки 16 содержит часть вогнутой сферической поверхности 27, радиус которой равен радиусу выпуклой сферической поверхности 22 опоры 14 и центр которой находится на продольной оси третьего цилиндрического отверстия 25. Планка 16 (фиг.6) имеет цилиндрическую выемку 28 и выемку в виде усеченного конуса 29 для конусообразной головки 30 первого винта 17 (фиг.7), имеющего шлиц 31 для закрепления. Третье цилиндрическое отверстие 25 планки 16 (фиг.6), цилиндрическая выемка 28 и выемка в виде усеченного конуса 29 выполнены соосными.
Пружина 18 имеет наружный диаметр меньше как диаметра первого сквозного цилиндрического отверстия 11 корпуса 1, так и диаметра прямого круглого цилиндра 23 оправы 15.
Устройство изменения углового положения затвора 7 собрано так, что второе сквозное цилиндрическое отверстие 21 опоры 14 (фиг.1) установлено соосно первому сквозному цилиндрическому отверстию 11 второго корпуса 4 (фиг.2). На выпуклую сферическую поверхность 22 опоры 14 (фиг.3) образуя шаровое соединение наложена вогнутая сферическая поверхность 27 планки 16 (фиг.6) таким образом, что третье сквозное цилиндрическое отверстие 25 устанавливается примерно соосно второму сквозному цилиндрическому отверстию 21 опоры 14. На одном торце оправы 15 (фиг.4) закреплен затвор 7, пружина 18 надета в сжатом состоянии на оправу 15 с упором одним концом в опору 14 (фиг.1), а другим в торец прямого круглого цилиндра 23 оправы 15 (фиг.1), расположенной в цилиндрических отверстиях второго корпуса 4 и опоры 14.
Первый винт 17 (фиг.1) крепит оправу 15 с затвором 7 к планке 16 посредством резьбового соединения с резьбой 24 оправы 15, а планка 16 (фиг.1), оправа 15 с затвором 7 и опора 14 закреплены на втором корпусе 4 крепежными винтами 19, проходящими через отверстия 26 в планке 16.
ИЛ работает следующим образом.
Второй корпус 4 (фиг.1) с зеркалом 8 крепится к первому корпусу 1 винтами, проходящими через отверстия (на рисунке не показаны) во фланце 5. Второе зеркало 9 резонатора может быть закреплено на первом корпусе 1 ИЛ любым способом и с помощью любой конструкции. Зеркала резонатора 8 и 9 выставляются параллельно друг другу.
Отвернув крепежные винты 19, проходящие через отверстия 26 в планке 16, планка 16 вместе с оправой 15 и затвором 7 поворачивается вдоль сферической поверхности опоры 14. При этом затвор 7 выставляется под необходимым углом к оптической оси резонатора ИЛ. В этом положении планка 16 фиксируется крепежными винтами 19. Пружина 18 предотвращает поперечное смещение затвора 7 относительно оптической оси резонатора ИЛ при юстировке затвора 7.
В собранном виде можно снимать и без последующей юстировки ставить обратно и закреплять второй корпус 4 с устройством изменения углового положения затвора 7.
На лампу накачки 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 КГВ генерирует выходное излучение с длиной волны λ=1,067 мкм и энергией импульса около 60 мДж.
Таким образом, создана компактная конструкция ИЛ, в которой обеспечена повышенная стойкость ИЛ к механическим воздействиям.
Источники информации.
1. Байбородин Ю.В., Криксунов Л.З., Литвиненко О.Н., Под редакцией. Справочник по лазерной технике. - Киев. Технiка, 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.