ЛАЗЕРНАЯ СИСТЕМА С ДИНАМИЧЕСКИ СТАБИЛИЗИРУЕМОЙ РЕЛАКСИРУЮЩЕЙ ДЛИНОЙ ВОЛНЫ И СПОСОБ ЕЕ ФУНКЦИОНИРОВАНИЯ

1. Лазерная система, включающая:
лазер, излучающий последовательность световых импульсов с релаксирующей длиной волны, изменяющейся в диапазоне в соответствии с управляемыми условиями работы лазера;
селективный фильтрующий элемент, взаимодействующий со световыми импульсами так, чтобы выводить соответствующие световые сигналы, и имеющий пик спектральной линии в пределах диапазона релаксации длины волны;
оптоэлектронный элемент для преобразования каждого светового сигнала в сигнал фототока, имеющего релаксирующую компоненту, которая обусловлена взаимодействием импульса света с оптоэлектронным преобразователем в окрестности пика спектральной линии; и
контроллер, принимающий сигналы фототока и обеспечивающий генерацию управляемых импульсов, которые воздействуют на условия работы лазера до тех пор, пока релаксарующие компоненты, соответствующих световых сигналов, не станут одинаковыми, что указывает на стабилизацию релаксации длины волны.
2. Лазерная система согласно п.1, в которой контроллер обеспечивает на выходе множество последовательных чередующихся высоких и низких уровней управляемого электрического сигнала.
3. Лазерная система согласно п.2, в которой контроллер обеспечивает хранение одной из множества релаксационных компонент как эталонной величины и сравнение с ней соответствующих параметров каждой последующей релаксационной компоненты.
4. Лазерная система согласно п.3, которая содержит первый волновод, принимающий световые импульсы от лазера, ответвитель, оптически примыкаемый к первому волноводу, ответвляющий часть каждого светового импульса, и второй волновод, принимающий и доставляющий часть светового импульса к селективному фильтрующему элементу, который выводит световой сигнал.
5. Лазерная система согласно п.4, в которой оптоэлектронный элемент включает:
фотоприемник для приема и преобразования выходных световых сигналов фильтрующего элемента в соответствующие сигналы фототока, и
усилитель для усиления фототока и обеспечения обратной связи с контроллером по каждому сигналу фототока, когда контроллер генерирует последовательность фиксированных уровней управляющего электрического сигнала, уровни отличаются друг от друга в зависимости от результата сравнения параметров соответствующего эталонного значения и компонент последовательности так, чтобы изменять условия работы лазера.
6. Лазерная система согласно п.1, в которой селективный фильтрующий элемент с характерной длиной волны является газовой, жидкой, твердой, химической средой или волоконной решеткой Брэгга, волноводы каждой из указанных сред выполнены в виде оптоволокна или объемной оптики.
7. Лазерная система согласно п.5, в которой контроллер содержит аналого-цифровой преобразователь для оцифровки усиленного сигнала фототока, и множество цифроаналоговых преобразователей селективно принимающие выходные электрические сигналы, изменяющие условия работы лазера после сравнения эталонной величины и каждой релаксационной компоненты.
8. Лазерная система согласно п.7 далее включает:
устройство инжекционного тока, работающее на прием фиксированных периодических уровней управляющего электрического сигнала от одного из цифроаналоговых преобразователей и предназначенное для переключения сигнала тока инжекции так, чтобы формировать сигналы тока инжекции разных амплитуд, в соответствии с фиксированными уровнями управляющих сигналов, каждый уровень задает непосредственно ток лазера, и
термостатируемый тепловой насос, работающий в контакте с лазером, и драйвер теплового насоса для управления тепловым насосом с помощью управляющего электрического сигнала от другого цифроаналогового преобразователя, так, чтобы изменялась температура работающего лазера, когда условия работы лазера обусловлены инжекционным током и температурой.
9. Лазерная система согласно п.2, в которой контроллер используют для вычисления и поддержания в минимуме дифференциальной величины каждой релаксационной компоненты в конце участка релаксации перед переключением фиксированных уровней управляющего сигнала, минимальная дифференциальная величина должна быть вблизи нуля.
10. Лазерная система согласно п.2, в которой контроллер используют для вычисления интегральной величины каждой релаксационной компоненты.
11. Лазерная система согласно п.2, в которой контроллер используют для вычисления и поддержания максимальной амплитуды релаксационной компоненты, которая определяется как разность между краями релаксационной компоненты.
12. Лазерная система согласно п.2, в которой лазер используют для получения периодов последовательности передачи данных чередующихся с периодами стабилизации релаксирующей длины волны, лазерное излучение в течение передачи данных модулируют непосредственно прямой модуляцией током инжекции или внешним оптическим модулятором.
13. Способ функционирования лазерной системы, излучающей световые импульсы с релаксирующей длиной волны, изменяющейся в диапазоне в соответствии с управляемыми условиями работы лазера, включающий:
отведение световых импульсов в среду фильтрующего элемента, имеющую пик спектральной линии в диапазоне релаксирующей длины волны, где световые импульсы и среда взаимодействуют друг с другом в окрестности спектральной линии;
преобразование импульсов света на выходе из среды селективного фильтрующего элемента в соответствующие электрические сигналы, каждый из которых имеет релаксирующую компоненту; и
последующую обработку релаксирующих компонент так, чтобы генерировать управляющий сигнал, обуславливающий условия работы лазера до тех пор, пока релаксирующие компоненты не станут одинаковыми.
14. Способ согласно п.13, в котором генерация управляющего сигнала включает вывод управляющего сигнала в виде последовательности фиксированных периодических уровней, обуславливающих условия работы лазера, которые включают условия инжекции тока и окружающую температуру.
15. Способ согласно п.14, в котором обработка релаксирующих компонент включает хранение параметров одной из релаксирующих компонент как эталонной кривой и сравнение параметров каждой последующей измеренной релаксирующей компоненты с эталонной кривой.
16. Способ согласно п.15, в котором сравнивают эталонную величину с каждой последующей релаксирующей компонентой, включая интегрирование каждой кривой до или после пика спектральной линии и сравнение проинтегрированной кривой с интегральной величиной эталонной кривой.
17. Способ согласно п.16, в котором сравнение между эталонной и каждой последующей релаксирующей компоненты включает измерение и сравнение:
либо максимума потерь каждого светового импульса, прошедшего через селективную фильтрующую среду, сопоставлением эталонной величины и каждой последующей измеренной релаксирующей компоненты,
либо минимума потерь каждого светового импульса, отраженного от селективной фильтрующей среды, сопоставлением эталонной величины и каждой последующей измеренной релаксирующей компоненты.
18. Способ согласно п.14, в котором обработка включает вычисление и поддержание в минимуме дифференциальной величины каждой релаксирующей компоненты в конце участка релаксации перед переключением фиксированных уровней управляющего сигнала, минимальная дифференциальная величина должна быть вблизи нуля.
19. Способ согласно п.13, далее включающий последующее преобразование света на выходе селективного фильтрующей среды в электрический сигнал, прием и усиление этого электрического сигнала, где селективная фильтрующая среда выбирается из ряда, включающего газообразную, жидкую, твердотельную, химическую среду, высокоотражающую оптоволоконную брэгговскую решетку и слабоотражающую оптоволоконную брэгговскую решетку, и их комбинации, каждый волновод выполняется в виде оптоволокна или объемной оптики.
20. Способ согласно п.13, обеспечивающий последовательную передачу данных до и после подстройки релаксирующей длины волны к пику спектральной линии.