Laser on juba ammu olnud mugav vahend, mida kasutatakse keemia, bioloogia, meditsiini, inseneriteaduse, teaduse ja sõjaliste asjade puhul.
Lasertehnoloogia arendamisel kasvas huvi laserite tehniliste ja majanduslike omaduste vastu. Laseri kõrge kasutegur on omandanud fundamentaalse tähtsuse seoses termotuumasünteesi valdkonna uuringutega, mis on odav ja puhas energiaallikas. Termotuumasüntees toimub tihedas plasmas, mida kuumutatakse sadu miljoneid kraadi. Üks paljutõotavamaid võimalusi plasma soojendamiseks on suure võimsusega laserimpulssi fokuseerimine plasma sihtmärgile. On selge, et termotuumasünteesi energia peaks oluliselt ületama energiakulusid, mis tekivad sellise plasma loomisel, kus toimub termotuumareaktsioon. Vastasel juhul ei anna selline protsess majanduslikku kasu. Konstruktiivse lahenduse otsimine, mis tagab suure laseritõhususe ja vastuvõetavad jõudlusnäitajad, näitasid allpool kirjeldatud eripära.
Esimeste laserite loomisel oli oluline näidata põhilist võimalust valgusvihu võimendamiseks energiasisaldusega inversse populatsiooniga keskkonnas ja võimalusega luua pöördvõimelise populatsiooniga andmekandja. Termin "inversne populatsioon" tähendab seda, et aatomi energiaspektris esineb energia taseme paari, milles ülemise taseme elektronide arv on suurem kui madalamal. Sellisel juhul surub edastatav kiirgus elektronid ülemistest tasanditest madalamale ja elektronid vabastavad oma energia uute fotonite kujul. Pööratud populatsioon saavutatakse erinevatel viisidel: keemilistes protsessides, gaaslahenduses, tugeva kiirituse tõttu jne.
Kavandatud seade erineb tuntud analoogidest kahe omadusega.
Esimene omadus on see, et pumba lamp ei asu väljaspool töötavat vedelikku, vaid selle sees. (Pilt 1)
See võimaldas kasutada peegeldavat katet otse vedeliku külgpinnale (neodüümklaas). See funktsioon on suurendanud pumba lambi valguse kogumise tõhusust umbes 4 korda.
Võrdluseks joonisel fig. 2 kujutab nelja laternaga pumpamismustrit.
Valguse kogumise efektiivsus tööorganile on sellises skeemis vähenenud tänu asjaolule, et sektoris, kus nurk α ei ole kiirgus üldse töötuskehale keskendunud, ei lange väikese nurga all lambi teljele kulgevad kiired tööorgani külge, töölaual oleva lampi pilt ületab tööorgani suurust. Tuletame meelde, et ellipsoidi vastupidises fookuses kogutakse ainult punkti allikast pärit kiirte. Lõpuks vähendavad valguse kogumise efektiivsust ka mitmed peegeldused, mis on osaliselt hajutatud lambi seintelt, peeglist ja töövahendi pinnalt.
Kavandatud skeemis on peaaegu kõik kiired peegeldi sees. Vajalike pumpamislampide arvu vähendamise tulemusena vähenes kondensaatoripanga maht ja kaal 4 korda. Lisaks on generaator ise muutunud lihtsamaks ja kompaktsemaks.
Teine omadus on seotud seadme resonaatoriga. Tavaline resonaator koosneb kahest paralleelsest peeglist, millest üks on läbipaistev ja teine läbipaistmatu. Selles seadmes asendatakse läbipaistmatu peegel nurgaga peegeldiga klaasprismina, kaldu sissepoole. Sisendpinna kallak võimaldab seda nägu asetada Brewsteri nurga alla (; on klaasi murdumisnäitaja) lasertelje suhtes (joonis 3).
Sellisel juhul on laserkiirgus polariseeritud ja see ei kajastu prisma sisendpinnalt. Selle prisma kasutamise peamine eelis on see, et peegeldunud tala on paralleelselt sissetuleva kiirusega. Resonaator jääb alati häälestatud. Samal ajal nõuab paralleelsete peeglitega tavaline resonaator aeganõudvat peenhäälestust (joondamist). Peegeldavat peeglit on kerge kahjustada. Prismal puudub peegeldav kate. Kiirel on täielik sisemine peegeldus.
Huvitav on märkida kohandamismehhanismi ülesehitus. (pilt 4)
Mehhanism koosneb kolmest paneelist (värvitoonis), mis on ühendatud painduvate elementidega (must). Esimene ja teine paneel on ühendatud alumise horisontaalse otsa juures. Teine ja kolmas paneel on ühendatud vasakusse vertikaalsesse otsa. See konstruktsioon annab esimese paneeli väikeste pöörete jaoks kaks vabadust kolmanda paneeli suhtes vertikaalsete ja horisontaalsete telgede ümber. Täpsuse pööramiseks ühendatakse iga paneelipaar diferentsiaal-kruviga. Poolel kruvil on niit, näiteks M4, ja kruvi teisel poolel on niit M5, nende lõimede kõrgus on ~ 100 µm. Üks osa kruvist siseneb keermestatud avasse ühes paneelis ja teine keermestatud avasse teises paneelis.
Kruvipea pööramine muudab täispöörde vahekauguse paneelide vahel vaid 100 mikroniga. Lisaks suruvad elastsed elemendid paneele üksteisele ja kõrvaldavad täielikult tagasilöögi. Üks äärmuslikest paneelidest on jäigalt fikseeritud optilisele pingele, peegel või prisma on fikseeritud teisele äärepaneelile. Kohandamine toimub mugavalt ja igavesti.
Need funktsioonid muudavad laserid välitingimustes eriti mugavaks.
