×
20.02.2015
216.013.2ba9

ДВУХМИКРОННЫЙ ТВЕРДОТЕЛЬНЫЙ ЛАЗЕР

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к лазерной технике. Двухмикронный твердотельный лазер содержит резонатор с активной средой и источник оптической накачки, в качестве которой использован твердотельный лазер. Резонатор сформирован из двух зеркал, в качестве активной среды использован кристалл диоксида циркония, стабилизированный иттрием, активированный ионами Ho. Технический результат заключается в обеспечении возможности лазерной генерации на длине волны 2,17 мкм. 1 з.п. ф-лы, 3 ил.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области квантовой электроники, а именно к способам генерации когерентного электромагнитного излучения в ближнем ИК-диапазоне спектра, и может быть использовано при конструировании твердотельных лазеров с активной средой в виде диэлектрических кристаллов.

Для практических применений в медицине, а также для мониторинга газов (NH3, CH4 и др.) в атмосфере значительный интерес представляет лазерное излучение в диапазоне длин волн 1,9-2,2 мкм. В качестве активной среды лазеров, генерирующих излучение в этом спектральном диапазоне, обычно используются кристаллы, активированные ионами Tm3+, Ho3+.

Из литературных источников известно, что на кристаллах YAG:Ho самая длинноволновая генерация излучения соответствует 2,12 мкм. [K.Scholle, S.Lamirini, P.Koopman and Peter Fuhrberg. Frontiers in Guided Wave Optics and Optoelectronics. P.674. 2010. INTECH. Crotia.]. Также известен волоконный лазер, генерирующий излучение на длине волны 2,21 мкм [С.О.Антипов, В.А.Камынин, О.И.Медведков, А.В.Маракулин, А.А.Минашин, А.С.Курков, А.В.Баранников. Квантовая электроника. 2013. Т.43. №7. С.603-604].

Однако следует заметить, что недостатками волоконных лазеров по отношению к твердотельным лазерам являются возможность возникновения в волокне оптических нелинейных эффектов из-за высокой плотности излучения и сравнительно небольшая выходная энергия в импульсе, обусловленная малым объемом активного вещества.

Поэтому, наряду с созданием волоконных лазеров, генерирующих излучение в области длин волн 2,1-2,2 мкм, актуальной и важной для практических применений является задача поиска лазерных материалов для твердотельных лазеров, генерирующих излучение в данном спектральном диапазоне.

Известен оптический квантовый генератор, генерирующий излучение на длине волны 2,1 мкм, содержащий резонатор с активной средой и источник оптической накачки, при этом резонатор сформирован из, по крайней мере, двух зеркал. В качестве активной среды использован кристалл YAG:Ho или YLF:Ho, а в качестве источника оптической накачки использован лазерный диод с излучением на длине волны, выбираемой в диапазоне 1,9 мкм (US 5315608, US 07/916.467, опубл. 24.05.1994).

Недостатком известного решения является невозможность генерации лазерного излучения в спектральном диапазоне выше 2,15 мкм, так как в диапазоне длин волн выше 2,15 мкм интенсивность в спектре люминесценции, обусловленном переходом 5I75I8 ионов Hо3+ в кристаллах YAG:Ho или YLF:Ho, близка к 0.

Технический результат заключается в создании твердотельного лазера с длиной волны лазерной генерации 2,17 мкм.

Сущность изобретения заключается в том, что в двухмикронном твердотельном лазере, включающем резонатор с активной средой и источник оптической накачки, в качестве которой использован твердотельный лазер, при этом резонатор сформирован из двух зеркал, в качестве активной среды использован кристалл диоксида циркония, стабилизированный иттрием, активированный ионами Ho3+. В качестве источника оптической накачки использован лазер на кристалле YLiF4:Tm, генерирующий излучение на длине волны 1,905 мкм.

Технология получения кристаллов стабилизированного иттрием диоксида циркония, активированного редкоземельными ионами, в настоящее время в России отработана и позволяет получать кристаллы хорошего оптического качества.

На фиг.1 показана оптическая схема двухмикронного твердотельного лазера.

На фиг.2 - показан импульс лазерной генерации на переходе 5I75I8 ионов Ho3+ на кристаллах ZrO2 - 13,6 мол.% Y2O3 - 0,4 мол.% Ho2O3.

На фиг.3 - спектр лазерной генерации на переходе 5I75I8 ионов Ho3+ на кристаллах ZrO2 - 13,6 мол.% Y2O3 - 0,4 мол.% Ho2O3.

Оптическая схема двухмикронного твердотельного лазера (фиг.1) содержит резонатор, включающий входное зеркало 1 и выходное зеркало 2, активную среду 3, в качестве которой использован кристалл диоксида циркония, стабилизированный иттрием, активированный ионами Ho3+ (ZrO2 - 13,6 мол.% Y2O3 - 0,4 мол.% Ho2O3). В качестве источника накачки использован твердотельный лазер 4 на кристалле YLiF4:Tm с длиной волны излучения 1,905 мкм. Перед входным зеркалом 1 установлен обтюратор 5.

Лазер работает следующим образом. Накачка активного элемента осуществлялась на уровень 5I7 ионов Ho3+ твердотельным лазером на кристалле YLiF4:Tm 1 с длиной волны излучения 1,905 мкм. Для снижения тепловой нагрузки на активный элемент использовался обтюратор 5, формирующий импульсы накачки длительностью 30 мс с частотой повторения ~3 Гц.

Активная среда 3 в виде элемента размером 3×3×20 мм, вырезанного из кристалла 13,6 мол.% Y2O3 - 0,4 мол.% Ho2O3, на торцы которого нанесено просветляющее покрытие на длину волны генерации (λген~2,15 мкм). Излучение лазера накачки фокусировалось в активном элементе с помощью линзы 6. Диаметр перетяжки составлял 300 мкм. В эксперименте использовался конфокальный резонатор, образованный плоским зеркалом 1, коэффициент пропускания в области накачки ≥60%, коэффициент отражения на длине волны генерации более 99%, и сферическим выходным зеркалом 6 с коэффициентом пропускания на длине волны генерации менее 1% с радиусом кривизны рабочей поверхности 100 мм. Система термостабилизации обеспечивала поддержание температуры медной оправки активного элемента ~18°C. Осциллограммы импульса лазерной генерации на кристалле ZrO2 - 13,6 мол.% Y2O3 - 0,4 мол.% Ho2O3 и импульса возбуждения, полученные с помощью цифрового осциллографа GDS 720C, представлены на фиг.2. Лазерная генерация на переходе 5I75I8 ионов Ho3+ в кристаллах ZrO2 - 13,6 мол.% Y2O3 - 0,4 мол.% Ho2O3 была получена на длине волны 2,17 мкм. Порог генерации составил 380 мВт по поглощенной мощности накачки.

Спектр лазерной генерации на кристалле ZrO2 - 13,6 мол.% Y2O3 - 0,4 мол.% Ho2O3 показан на фиг.3.

По сравнению с известными решениями предлагаемое изобретение позволяет создавать твердотельные лазеры с длиной волны генерации 2,17 мкм.


ДВУХМИКРОННЫЙ ТВЕРДОТЕЛЬНЫЙ ЛАЗЕР
ДВУХМИКРОННЫЙ ТВЕРДОТЕЛЬНЫЙ ЛАЗЕР
ДВУХМИКРОННЫЙ ТВЕРДОТЕЛЬНЫЙ ЛАЗЕР
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-10 из 94.
20.03.2013
№216.012.3070

Нейтронный генератор

Заявленное изобретение предназначено для использования в нейтронной технике для формирования потоков нейтронов высокой плотности, в частности в экспериментальной нейтронной физике, ядерной геофизике, при анализе материалов, в том числе нейтронно-активационном анализе. Заявленное устройство...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477935
Дата охранного документа: 20.03.2013
20.04.2013
№216.012.3703

Способ производства стали с низким содержанием серы

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способам производства стали с низким содержанием серы. Способ включает получение полупродукта в сталеплавильном агрегате, выпуск плавки в ковш, отсечку во время выпуска печного шлака, присадку в ковш при выпуске твердой шлакообразующей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002479636
Дата охранного документа: 20.04.2013
27.04.2013
№216.012.3982

Катализатор для получения молекулярного водорода

Изобретение относится к катализаторам получения молекулярного водорода. Описано применение органических стабильных электронно-избыточных радикалов в качестве катализатора для электрохимического получения молекулярного водорода. Технический результат - удешевление производства электрохимического...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002480283
Дата охранного документа: 27.04.2013
27.05.2013
№216.012.45ff

Электролюминесцентный источник света

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при создании электролюминесцентных источников света различных модификаций, например в устройствах отображения информации, осветительных устройствах. Технический результат заключается в повышении коэффициента полезного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002483496
Дата охранного документа: 27.05.2013
10.06.2013
№216.012.48af

Лазерная фторидная нанокерамика и способ ее получения

Изобретение относится к технологии получения оптических поликристаллических материалов, а именно фторидной керамики, имеющей наноразмерную структуру и усовершенствованные оптические, лазерные и генерационные характеристики. Фторидную нанокерамику получают термомеханической обработкой исходного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484187
Дата охранного документа: 10.06.2013
20.07.2013
№216.012.56e3

Состав для отделки

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано для приготовления строительных растворов, используемых при проведении внутренних и наружных штукатурных работ. Состав для отделки, включающий известь гашеную, наполнитель и воду, содержит в качестве наполнителя кварцевый...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487851
Дата охранного документа: 20.07.2013
27.07.2013
№216.012.599f

Биодобавка для бетонной смеси

Изобретение относится к строительным материалам, а именно к добавкам для бетонных смесей, и может быть использовано при изготовлении конструкций, изделий и деталей как в промышленном строительстве, так и для возведения объектов жилищного назначения. Технический результат заключается в повышении...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002488564
Дата охранного документа: 27.07.2013
10.08.2013
№216.012.5e69

Формирователь импульсов тока управления тиристора

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в системах управления тиристорами в преобразователях различной мощности. Техническим результатом является повышение помехоустойчивости формирователя импульсов тока управления тиристора. Формирователь содержит...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002489790
Дата охранного документа: 10.08.2013
27.08.2013
№216.012.6402

Биоцидный портландцемент

Изобретение относится к составу биоцидного портландцемента и может быть использовано в строительных растворах и бетонах на его основе. Биоцидный портландцемент содержит портландцементный клинкер, двуводный гипс и минеральную добавку, в качестве которой содержит сернокислый натрий, известь...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002491239
Дата охранного документа: 27.08.2013
27.08.2013
№216.012.6403

Биоцидный портландцемент

Изобретение относится к составу цемента и может быть использовано в строительных растворах и бетонах на его основе. Биоцидный портландцемент содержит портландцементный клинкер, двуводный гипс и минеральную добавку, в качестве которой содержит натрий фтористый и кварцевый песок фракции 160-320...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002491240
Дата охранного документа: 27.08.2013
Показаны записи 1-10 из 114.
20.03.2013
№216.012.3070

Нейтронный генератор

Заявленное изобретение предназначено для использования в нейтронной технике для формирования потоков нейтронов высокой плотности, в частности в экспериментальной нейтронной физике, ядерной геофизике, при анализе материалов, в том числе нейтронно-активационном анализе. Заявленное устройство...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477935
Дата охранного документа: 20.03.2013
20.04.2013
№216.012.3703

Способ производства стали с низким содержанием серы

Изобретение относится к черной металлургии, в частности к способам производства стали с низким содержанием серы. Способ включает получение полупродукта в сталеплавильном агрегате, выпуск плавки в ковш, отсечку во время выпуска печного шлака, присадку в ковш при выпуске твердой шлакообразующей...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002479636
Дата охранного документа: 20.04.2013
27.04.2013
№216.012.3982

Катализатор для получения молекулярного водорода

Изобретение относится к катализаторам получения молекулярного водорода. Описано применение органических стабильных электронно-избыточных радикалов в качестве катализатора для электрохимического получения молекулярного водорода. Технический результат - удешевление производства электрохимического...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002480283
Дата охранного документа: 27.04.2013
27.05.2013
№216.012.45ff

Электролюминесцентный источник света

Изобретение относится к области электротехники и может быть использовано при создании электролюминесцентных источников света различных модификаций, например в устройствах отображения информации, осветительных устройствах. Технический результат заключается в повышении коэффициента полезного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002483496
Дата охранного документа: 27.05.2013
10.06.2013
№216.012.48af

Лазерная фторидная нанокерамика и способ ее получения

Изобретение относится к технологии получения оптических поликристаллических материалов, а именно фторидной керамики, имеющей наноразмерную структуру и усовершенствованные оптические, лазерные и генерационные характеристики. Фторидную нанокерамику получают термомеханической обработкой исходного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002484187
Дата охранного документа: 10.06.2013
20.07.2013
№216.012.56e3

Состав для отделки

Изобретение относится к строительным материалам и может быть использовано для приготовления строительных растворов, используемых при проведении внутренних и наружных штукатурных работ. Состав для отделки, включающий известь гашеную, наполнитель и воду, содержит в качестве наполнителя кварцевый...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002487851
Дата охранного документа: 20.07.2013
27.07.2013
№216.012.599f

Биодобавка для бетонной смеси

Изобретение относится к строительным материалам, а именно к добавкам для бетонных смесей, и может быть использовано при изготовлении конструкций, изделий и деталей как в промышленном строительстве, так и для возведения объектов жилищного назначения. Технический результат заключается в повышении...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002488564
Дата охранного документа: 27.07.2013
10.08.2013
№216.012.5e69

Формирователь импульсов тока управления тиристора

Изобретение относится к преобразовательной технике и может быть использовано в системах управления тиристорами в преобразователях различной мощности. Техническим результатом является повышение помехоустойчивости формирователя импульсов тока управления тиристора. Формирователь содержит...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002489790
Дата охранного документа: 10.08.2013
27.08.2013
№216.012.6402

Биоцидный портландцемент

Изобретение относится к составу биоцидного портландцемента и может быть использовано в строительных растворах и бетонах на его основе. Биоцидный портландцемент содержит портландцементный клинкер, двуводный гипс и минеральную добавку, в качестве которой содержит сернокислый натрий, известь...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002491239
Дата охранного документа: 27.08.2013
27.08.2013
№216.012.6403

Биоцидный портландцемент

Изобретение относится к составу цемента и может быть использовано в строительных растворах и бетонах на его основе. Биоцидный портландцемент содержит портландцементный клинкер, двуводный гипс и минеральную добавку, в качестве которой содержит натрий фтористый и кварцевый песок фракции 160-320...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002491240
Дата охранного документа: 27.08.2013
+ добавить свой РИД