Резонаторы с оптическими призмами

Перестройку частоты и спектральное сужение линии излучения лазера можно также осуществить, помещая в лазерный резонатор одну или несколько призм. Дисперсия призмы будет наибольшей, если она используется в режиме наименьшего отклонения луча, т.е. падающий на призму и выходящий из нее пучки симметричны по отношению к обеим граням призмы. Если А - преломляющий угол призмы, - угол падения пучка на призму, - угол его преломления, то угол наименьшего отклонения пучка при его прохождении через призму равен при = А/2, так что дисперсия равна

(4.16)

Вблизи угла Брюстера d /dn =2 и угловая дисперсия призмы равна

(4.17)

Используя z призм в автоколлимационной схеме с лазером на красителе, имеющем угловую расходимость , получаем предельную спектральную ширину

(4.18)

При расходимости пучка, определяемой дифракцией =1,22 /D имеем

(4.19)

В случае использования 60-градусных призм из шоттовского стекла SF10, для которого dn/d = 1,35 нм , для одной и шести призм в автоколлимационной схеме получены следующие значения (нм):

Количество Призм
	9,3	0,93	0,54	0,05
	1,5	0,15	0,09	0,01
Решетка 1 200штрих/мм	7,8	0,78	0,37	0,04

Сравнение значений спектральной ширины, приведенных в таблице, показывает, что выгоднее использовать две (или более) призмы, чем одну решетку. Кроме того, суммарные потери, вносимые даже шестью призмами вблизи угла Брюстера, значительно меньше потерь, вносимых одной-решеткой. Систему с пятью призмами применили Стром и Вебб, с шестью призмами - Шефер и Мюллер.

Спектральная ширина линии составляла 0,8 нм при =600нм и уменьшалась при продвижении в сторону более коротких длин волн.

Существенное преимущество таких многопризменных лазерных систем состоит в том, что отпадает необходимость в зеркалах с диэлектрическими покрытиями, отражающими в широкой области спектра. Если нужна только фиксированная длина волны генерации, можно использовать узкополосные отражающие покрытия на зеркалах резонатора. В этом состоит простейший метод селекции, использующий интерференцию. Зачастую отражатели, которые предположительно считаются широкополосными, обнаруживают определенную селективность. На тех длинах волн, при которых коэффициент отражения слегка уменьшается, например на 0,25%, в широкополосном спектре лазера на красителе образуются провалы. Иногда эти провалы неправильно интерпретируют, приписывая их свойствам молекул красителей.

Рис. 88. Шестипризменный кольцевой лазер с варьируемым клином.

Рис. 89. Кольцевой лазер.

1 — кювета с красителем; 2 — вращающиеся столики с призмами Аббе (указаны оси и направления вращения); 3 - подвижный столик; 4 - эталон Фабри-Перо; 5 - выходная призма, раздваивающая луч; 6 - зеркало с высоким коэффициентом отражения.

Резонансные отражатели и отражатели Фокса-Смита можно использовать только в сочетании с подходящими предварительными селекторами, поскольку их область дисперсии мала.