Патент недели: Как уплотнить лазер

В медицине, лазерной локации — зондировании атмосферы, связи и при обработке материалов необходим лазер с высокой плотностью мощности излучения. Но из-за ограничений лучевой прочности активных элементов лазера, получить непрерывное высокоинтенсивное лазерное излучение с малой расходимостью в одноканальных лазерах чрезвычайно сложно. А в оптоволоконных лазерах такое просто невозможно: нельзя увеличить поперечный размер. Подобные попытки могут вести к появлению фазовых искажений на апертуре из-за ухудшения терморежима активной среды — попросту, нагревания.

При непосредственном участии Федеральной службы по интеллектуальной собственности («Роспатента») мы решили ввести на сайте рубрику «Патент недели». Еженедельно в России патентуются десятки интересных изобретений и усовершенствований — почему бы не рассказывать о них в числе первых.

Патент: 2582300

Патентообладатели: Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии «Росатом», Федеральное государственное унитарное предприятие «Российский Федеральный ядерный центр — Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики» (РФЯЦ — ВНИИЭФ).

Авторы: Михаил Волков, Сергей Гаранин, Юрий Долгополов, Александр Копалкин, Станислав Куликов, Федор Стариков, Сергей Тютин, Сергей Хохлов.

Повысить мощность выходного излучения можно за счет когерентного (согласованного) сложения параллельных лазерных пучков. Для этого лазерные лучи направляют по нескольким каналам на фазовые модуляторы. После прохождения модуляторов, каналы, по которым идут лучи, выставляют параллельно друг другу, при этом волновой фронт в каждом канале делают плоским. Часть отведенного излучения фокусируется на фотоприемнике для регистрации сигнала.

Специалисты РФЯЦ — ВНИИЭФ разработали новый интерационный — с неопределенным числом повторений — алгоритм управления фазовыми модуляторами. Управляющее напряжение на них производится в два этапа: пробный и корректирующий. В этом случае значения управляющих напряжений пропорциональны параметру, который контролирует скорость сходимости, и изменению сигнала с фотоприемника на пробном этапе и управляющим напряжениям на пробном этапе. Скорость сходимости обратно пропорциональна значению сигнала с фотоприемника на пробном этапе. Коэффициент, с помощью которого рассчитывается пропорция, обратно пропорционален квадрату амплитуды фазовых сдвигов на пробном этапе. Те, для кого описания физических процессов, равносильны поэзии, могут подробнее изучить описание решения в патенте.

С помощью предложения российских физиков, можно существенно сократить время, которое тратится на когерентное сложение лазерных пучков, и получить оптический сигнал без измерения абсолютных и относительных фаз в каналах. Другими словами, создать столь высокую плотность излучения лазера, что его помощью можно будет как проводить сложнейшие операции с твердыми тканями, так и использовать его для предсказания погоды.