2
ДВУХКАНАЛЬНЫЙ CO ЛАЗЕР С ФИКСИРОВАННОЙ ДЛИНОЙ ВОЛНЫ ИЗЛУЧЕНИЯ

Полезная модель относится к области квантовой электроники и может быть использована при создании волноводных двухканальных со складным П-образным резонатором газовых лазеров с фиксированной длиной волны и повышенной мощностью излучения.
Известен газовый лазер, содержащий устройство для юстировки зеркал резонатора, включающее размещенную на торце разрядного канала металлическую втулку с юстируемым зеркалом. Втулка имеет деформируемую шейку с толщиной стенки меньше, чем толщина стенки остальной части втулки. Регулировка деформируемой шейки осуществляется с помощью юстировочного механизма (см. патент ФРГ №2007939, кл. 21 g 53/02, опубл. 18.04.74 г.)
Недостатком известного газового лазера является то, что при размещении на одном торце волноводного двухканального лазера со складным резонатором двух известных устройств юстировки первого и второго оптических элементов не позволит получить высокую мощность излучения лазера в силу того, что:
между первым и вторым известными устройствами юстировки должен быть зазор для размещения в процессе изготовления лазера оправок для юстировки светоделительного зеркала и оптического элемента, например, дифракционной решетки резонатора. Это приведет к увеличению расстояния между разрядными каналами и, соответственно, увеличению пассивной части резонатора между поворотными зеркалами, что увеличит энергетические потери излучения внутри резонатора волноводного лазера.
Известен газовый лазер, включающий размещенное на торце устройство для юстировки оптического элемента резонатора лазера, состоящее из последовательно расположенных частей: цилиндрической, несущей зеркало, предохраняющей шейки, цилиндрической юстировочной, деформируемой шейки и участка крепления, и трех котировочных винтов, расположенных под углом 120° относительно друг друга, закрепленных в цилиндрическом буртике и радиально упирающихся в цилиндрическую котировочную часть (см. патент США 4856020, кл. H 01 S 3/086, опубл. 08.08.89 г.).
Недостатком известного газового лазера является то, что при размещении на одном торце волноводного двухканального лазера со складным резонатором двух известных устройств юстировки светоделительного зеркала и оптического элемента, например, дифракционной решетки резонатора, невозможно получить высокую мощность, так как наличие цилиндрических буртиков с радиально расположенными винтами не даст близко расположить разрядные каналы, что приведет к увеличению пассивной части резонатора лазера между поворотными зеркалами, а это увеличит энергетические потери излучения внутри резонатора волноводного лазера.
Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому изобретению является волноводный двухканальный со складным П- образным резонатором газовый лазер, содержащий два полых держателя, закрепленных на торцевой стенке лазера напротив соответствующего разрядного канала. Выходное светоделительное зеркало и оптический элемент, например, светоотражающее зеркало установлены на соответствующем полом держателе, который состоит из последовательно расположенных участка крепления на торцевой стенке корпуса лазера, участка с деформируемой шейкой, юстировочного участка с котировочными винтами, участка с предохраняющей шейкой и участка для размещения зеркал. Юстировочный участок обоих держателей срезан по боковой поверхности до уровня участка для размещения зеркал и выполнен со сквозными отверстиями, расположенными по периметру
0
под углами α=150±1°, β=105±1°, γ=105±1 относительно друг друга, в которых размещены юстировочные винты опирающиеся в торцевую стенку лазера, при этом оси разрядных каналов сближены относительно осей держателей на величину l≤L-1, где L - расстояние между осями полых держателей зеркал, l - расстояние между осями разрядных каналов (см. патент РФ №2216082 кл. H 01 S 3/08, опубл. 20.02.2002 г. - принят за прототип).
Недостатком известного лазера является то, что нельзя получить высокий уровень мощности на фиксированной длине волны излучения. Это связано с тем, что при размещении на полых держателях светоделительного зеркала и оптического элемента, например, дифракционной решетки в одной плоскости поперечного сечения, их межосевое расстояние и соответственно межосевое расстояние разрядных каналов будет удалено, т.к. указанные оптические элементы имеют в этом сечении увеличенные размеры обусловленные наличием обязательных участков крепления, герметизирующих швов, а также компенсирующих участков, устраняющих влияние механических напряжений на их оптические характеристики (коэффициенты отражения, пропускания и т.д.).
Кроме того, оптические элементы с угловой дисперсией (дифракционные решетки, призмы и т.д.), обеспечивающие работоспособность лазеров с фиксированной длиной волны располагаются в оправках под определенными углами наклона к оси резонатора и имеют вследствии этого увеличенные габариты, также в продольном (осевом) направлении.
2
Задачей полезной модели является создание волноводного двухканального СO лазера с фиксированной длиной волны излучения и высоким уровнем мощности.
Технический результат может быть получен за счет предложенного конструктивного выполнения полых держателей, которые позволяют разнести в продольном (осевом) направлении участки крепления светоотражающего
зеркала и дисперсионного оптического элемента (дифракционной решетки и т.д.) и взаимного сближения осей полноводных разрядных каналов.
2
1,2
1,2
Указанный технический результат при осуществлении полезной модели достигается тем, что в известном двухканальном СО лазере с фиксированной длиной волны излучения, содержащем светоделительное зеркало и оптический элемент, каждый из которых размещен напротив соответствующего разрядного канала на полом держателе, состоящем из последовательно расположенных - участка крепления на торцевой стенке корпуса лазера, участка с деформируемой шейкой и юстировочного участка с юстировочными винтами, причем светоделительное зеркало установлено на участке крепления зеркала соответствующего держателя, имеющего участок с предохраняющей шейкой, оптический элемент, например, дифракционная решетка в оправе закреплена, в удаленном от торцевой стенке корпуса лазера, цилиндрическом стакане с отбортовкой, переходящей в полый цилиндр, соединенный с вытянутым в поперечном направлении юстировочным участком полого держателя, относительно продольной оси которого на юстировочном участке симметрично расположены попарные юстировочные винты, при этом угол между винтами в паре составляет α=30°±1°, между парами винтов β=150±1°, а диаметр полого цилиндра держателя меньше диаметра цилиндрического стакана.
Такое конструктивное выполнение держателей оптических элементов, с взаимным разнесением в продольном и поперечном направлениях участков крепления и юстировки оптических элементов, позволило уменьшить расстояние между разрядными каналами, что привело к уменьшению пассивной части резонатора в узле поворотных зеркал и соответственно к снижению энергетических потерь, а это обеспечило увеличение мощности лазерного излучения на заданной длине волны.
Проведенный заявителем анализ уровня техники, включающий поиск по патентам и научно-техническим источникам информации, позволил установить,
что заявителем не обнаружен аналог, характеризующийся признаками, идентичными всем существенным признакам заявленного изобретения, а определение из перечня выявленных аналогов прототипа позволило выявить совокупность существенных по отношению к усматриваемому заявителем техническому результату отличительных признаков в заявленном объекте, изложенных в формуле полезной модели
Следовательно, заявленная полезная модель соответствует требованию "новизна" по действующему законодательству.
2
На фиг.1 изображен в разрезе двухканальный СО лазер со складным П-образным резонатором с фиксированной длиной волны излучения.
На фиг.2 показан торец лазера с юстировочными участками и винтами.
На фиг.3 в увеличенном виде представлен торец лазера с полыми держателями и оптическими элементами.
Газовый лазер имеет корпус 1, в котором расположены два разрядных канала 2, 3, поворотные зеркала 4, 5, размещенные на торцевой стенке 6 в корпусе лазера 1. На другой торцевой стенке 7 корпуса 1 расположены два полых держателя 8, 9. Светоделительное зеркало 10 и оптический элемент, например, дифракционная решетка 11 размещены напротив соответствующего разрядного канала 3, 2 на полом держателе 9, 8. Полый держатель 9 светоделительного зеркала 10 состоит из последовательно расположенных - участка крепления 12 на торцевой стенке 7 корпуса 1 лазера, участка с деформируемой шейкой 13, юстировочного участка 14 с юстировочными винтами 15 (Фиг 2), участка с предохраняющей шейкой 16 и участка 17 для закрепления светоделительного зеркала 10. Полый держатель 8 состоит из последовательно расположенных - участка крепления 18 на торцевой стенке 7 корпуса 1 лазера, участка с деформируемой шейкой 19, юстировочного участка 20 с юстировочными винтами 15, полого цилиндра 21 и цилиндрического стакана 22 с отбортовкой 23. Оптический элемент, например, дифракционная решетка 11 в оправке 24 закреплена, в удаленном от торцевой стенке 7 корпуса
1 лазера, цилиндрическом стакане 22, отбортовка 23 которого, переходит в полый цилиндр 21, соединенный с вытянутым в поперечном направлении юстировочным участком 20 полого держателя 8.
Устройство работает следующим образом.
Предварительно собирается устройство юстировки светоделительного зеркала 10 и дифракционной решетки 11, для чего на торцевой стенке 7 закрепляются полые держатели 9, 8 без оптических элементов. Затем в резьбовые отверстия юстировочных участков 14, 20 вворачиваются юстировочные винты 15. Светоделительное зеркало 10 герметично устанавливается на участок его крепления 17. Дифракционная решетка 11 фиксируется на оправке 24 и также герметично закрепляется в цилиндрическом стакане 22.
На оптической скамье при снятом устройстве юстировки светоделительного зеркала 10 и дифракционной решетки 11 с помощью двух вспомогательных He-Ne лазеров осуществляется юстировка поворотных зеркал 4, 5 относительно разрядных каналов 2, 3 лазера.
Далее на корпус 1 лазера герметично устанавливается собранное устройство юстировки светоделительного зеркала 10 и дифракционной решетки 11 и с помощью тех же двух He-Ne лазеров поочередным вращением винтов 15 осуществляется юстировка светоделительного зеркала 10 и дифракционной решетки 11.
Далее устанавливается измеритель мощности лазерного излучения и в корпус лазера 1 напускается рабочая смесь и при подаче ВЧ напряжения в разрядных каналах 2, 3 зажигается поперечный газовый разряд.
С помощью винтов 15. осуществляется юстировка зеркала 10 с полупрозрачным покрытием и дифракционной решетки 11 в следующей последовательности: юстировочным ключом добиваются максимального уровня мощности лазерного излучения, равномерно затягивая юстировочные винты 15 на юстировочном участке 14. Равномерная затяжка всех трех винтов необходима
для обеспечения устойчивого положения зеркала 10 в процессе эксплуатации лазера. Деформируемый участок (шейка) 13 за счет упруго-пластической деформации позволяет изменять положение юстировочного участка 14 полого держателя 9 и связанного с ним участка крепления 17 зеркала 10, относительно разрядного канала 3. При этом шейка 16 предохраняет от механических напряжений участок крепления 17 зеркала 10, исключая тем самым возможную разгерметизацию соединения зеркала.
Аналогично осуществляется юстировка узла крепления дифракционной решетки 11 на максимальный уровень мощности лазерного излучения с равномерно попарной затяжкой четырех юстировочных винтов 15.
В заключение проводится поочередная контрольная подьюстировка и дозатяжка винтов 15 светоделительного зеркала 10 и дифракционной решетки 11. На этом юстировка оптических элементов резонатора газового лазера заканчивается.
2
Предлагаемая конструкция двухканального СО лазера с фиксированной длиной волны излучения позволяет увеличить мощность излучения на выбранной длине волны за счет взаимного разнесения участков крепления и юстировки дифракционной решетки и светоделительного зеркала и соответствующего уменьшения межосевого расстояния разрядных каналов, снижения энергетических затрат оптического излучения при прохождении его пассивной части резонатора,образуемой поворотными зеркалами.
2
2
Предлагаемая полезная модель использована в СО лазерах с ВЧ возбуждением типа LCD-10WG, LCD-10AG с мощностью излучения 10 Вт. Наличие дифракционной решетки позволяет по желанию потребителя настроится на любую фиксированную длину волны в рабочем диапазоне СО лазера.
Приведенные примеры показывают, что заявленное изобретение соответствует требованию "промышленная применимость" по действующему законодательству.