174192. lajstromszámú szabadalom • Inkoherens fényforrásokkal gerjesztett lézerek reflektor üregének elrendezése
3 174192 4- ami szintén a gerjesztés hatásosságát rontja. A találmány célja olyan reflektor üreg kialakítása, amellyel biztosítani lehet, hogy adott, illetve megválasztott gerjesztő fényforrás/ok és aktív közeg/ek esetén az ezideig használatos reflektor elrendezéseknél hatásosabban történjék a gerjesztés (azaz: az aktiv közeg atomjainak, illetve molekuláinak, illetve ionjainak nagyobb hányada kerüljön gerjesztett állapotba). További célkitűzés, hogy egyszerű és veszteségmentes módon lehessen elérni, hogy az aktív közegbe/ekbe a gerjesztő fotonok meghatározott hányada jusson, aminek eredményeképpen újszerű módon építhetők fel optikai erősítők. Ezenkívül az eddigieknél sokkal könnyebben lehessen megvalósítani, hsgy egyidejűleg több inkoherens fényforrással legyen hatásosan gerjesztve az aktív közeg. Valamint, hogy a találmány szerinti reflektor üreg elrendezése legyen lényegesen egyszerűbb, megbízható, kevesebb költséget igénylő megoldást jelentő, mint az ezideig legjobbnak tartott elrendezések. A találmány lényege abban van, hogy inkoherens fényforrással gerjesztett lézerek reflektor ürege megépíthető él mentén találkozó sík reflektorokból (célszerű csiszolt sík üveghordozóra vékony fémréteget felvinni). A sík reflektorok szükséges és igen előnyös sajátsága, hogy a felület sima volta nagy pontossággal biztosítható, ezáltal az irányított ref lexió mellett a diffúz reflexió elhanyagolható. Maximális hatásosságú gerjesztés célkitűzése esetén a fényforrást/okat körülvevő sík reflektorok- keresztmetszeti ábrázolásban - az aktív közeg felé néző hegyesszöget zárnak be és ezáltal az aktív közeg térfogatába egyszeri, vagy többszörös irányított reflexió révén maximális számú gerjesztő foton kényszerül. Inkoherens fényforrás meghatározott hányadával történő gerjesztés célkitűzése esetén a fényforrást/okat körülvevő sík reflektorok elhelyezhetők oly módon, hogy egyszeri vagy többszörös irányított reflexió révén a fényforrásból kiinduló gerjesztő fotonok meghatározott hányada jut az aktív közegbe/ekbe. A fényforrást és az aktív közeget körülhatároló, él mentén találkozó sík reflektorok száma nem meghatározott, ezt az adott konkrét fényforrás és az aktív közeg geometriája és a feladat jellege határozza meg. Az elrendezés egyaránt használható impulzus és folyamatos üzemmódú inkoherens fényforrások esetén. A sík reflektor felület kisebb hányadának a síktól eltérő reflektorral történő helyettesítése a reflektor üreg elrendezésének elvét nem befolyásolja, csupán a gerjesztés hatásossága csökken, ezért nem célszerű. A találmány lényegében szerkezeti elrendezés inkoherens fényforrással/fényforrásokkal gerjesztett aktív köteggel rendelkező lézerek üregeinek kialakítására, ahol a fényforrás elipszoid, paraboloid vagy ezen felületeket sík tükrökkel megközelítő alakú reflektor fókuszában van elrendezve. A találmány lényege abban van, hogy a reflektor végei és az aktív közeg között sík tükrök vannak elhelyezve. A szerkezeti elrendezésből multiplikálás céljára legalább két, maximálisan azonban a 360°-os körben elhelyezhető számú szerkezet állítható össze. Optikai erősítő kialakítása céljából a két fényforrást egy tetszőleges háromszög alapvonalának csúcsaiban helyezzük el, míg az optikai erősítést biztosító aktív közeget ezen alapvonallal szemközti csúcsban helyezzük el. A fényforrások egymás felé néző egyik-egyik sík tükreinek megszakításába egy további, az optikai generálást biztosító aktív közeget tartalmazó, sík tükörből alkotott csatorna végei torkollnak. A találmány példakénti kiviteli alakját rajz alapján ismertetjük. Az 1. ábra a találmány szerinti szerkezeti elrendezést kétszeresen multiplikálva szemlélteti vázlatosan, a 2. ábra a találmány szerinti sík tükrökkel kialakított optikai erősítés céljára szolgáló szerkezeti elrendezést mutat be vázlatosan. Az 1. ábrán két gerjesztő inkoherens fényforrást használva, maximális hatásosságú gerjesztés célkitűzése esetén: az A aktív közeg (például szerves festék, szervetlen folyadék, rubin vagy neodimium rúd), a B, és B’ inkoherens fényforrások, az 1-8 sík reflektorok láthatók. A 2. ábra szerinti elrendezés három B, B’, B’: inkoherens fényforrást és két A,A’ aktív közeget tartalmaz és a cél az, hogy A aktív közeg kevésbé legyen gerejesztett állapotban, míg az A’ aktív közeg igen erősen gerjesztett állapotban legyen. Az A és A’ aktív közegek gerjesztettségi viszonya az 1 —18 sík reflektorok megválasztható elrendezésével biztosítható. A 2. ábrán bemutatott elrendezés igen előnyösen alkalmazható például szerves festék lézerek esetében, amikor is az A aktív közeg a lézer generátor része és a hangolható elemet (a lézer hullámhossz változását eredményező elem) kis teljesítmény, illetve energia érheti károsodás nélkül. (Ezért szükséges A-ban az alacsony gerjesztettségi állapot.) Ha az igen erősen gerjesztett állapotban levő A’ aktív közegen átvezetjük a lézer generátor által kibocsátott változtatható hullámhosszú lézer fényét, igen jelentős erősítést nyerünk. (Optikai erősítés.) Látható, hogy a generátor és az optikai erősítő között nem szükséges semmiféle szinkronizáció (sorbakapcsolt B, B’, B” inkoherens fényforrások), sem különböző, az elektromos energiát tároló kapacitások, sem különböző tápegységek. A leírásból és a bemutatott példákból is kitűnik, hogy a találmány rendelkezik azokkal az előnyökkel, amelyek a találmány céljaként vannak kitűzve. Külön hangsúlyozást kíván, hogy egyaránt alkalmazható impulzus és folyamatos üzemű inkoherens fényforrások esetében. Jelentős előnynek mondható, hogy azonos lézer teljesítmény eléréséhez — a reflektor üreg elrendezéséből származó hatásosabb gerjesztés miatt — kisebb elektromos teljesítménnyel kell üzemeltetni a fényforrást/okat, ami a fényforrás/ok élettartamának lényeges meghosszabbodását eredményezi, azaz költségmegtakarítást jelent. 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 2
