Анизотропный оптический резонатор

Анизотропный оптический резонатор

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

АНИЗОТРОПНЫЙ ОПТИЧЕСКИЙ РЕЗОНАТОР, образованный двумя зеркалами , внутри которого помещены два фазовых элемента, отличающийся тем, что, с целью peryjmрования пространственного сдвига собственных невыррженных типов коле баний резонатора при фиксированных их поляризациях и частотном сдвиге в промежутке между фазовыми элементами , фазовые элементы выполнены в, виде двулучепреломляющих клиньев, помещены в резонатор таким образом, чтобы их главные оси были ориентированы относительно друг друга под углом, кратным /2, и снабжены механизмом их одновременного плоскопараллельного перемещения в плоскосI ти, перпендикулярной оси резонатора КО по таким направлениям и на такие величины, чтобы суммарная разность фаз обыкновенного и необыкновенного лучей, вносимая обоими клиньями, не изменялась.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК сю4 Н01 Б 3/08

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СОИДЕП.:ЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТ8ЕННЫЙ НОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТНРЫТИЯМ

ПРИ ГННТ СССР (21) 2961387/18-25 (22) 17.07.80 (46) 15.01.89. Бюл. М 2 (71) Московский инженерно-физический.. институт (72) Г.И. Козин, И.П. Коновалов, В.Н. Петровский, Е.Д. Проценко и В.М. Рыжков (53) 621.375.8(088.8) (56) Гончуков С.А. и др. Измеритель частотных характеристик фотоприемника на основе двухмодового газового лазера с непрерывной перестройкой межмодового расстояния. ПТЭ, 1978, N 6, с. 128.

Губин M.À. и др. Поле в резонаторе с двумя фазовыми пластинками, близкими к четверть-волновым. Оптика и сйектроскопия. 1974, т. 36, вып. 3, с. 567. (54)(57) АНИЗОТРОПНЫЙ ОПТИЧЕСКИЙ

РЕЗОНАТОР, образованный двумя зеркаI

„,Я0„„1083836 А лами, внутри которого помещены два фазовых элемента, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью регули рования пространственного сдвига собственных невыроженных типов коле баний резонатора при фиксированных их поляризациях и частотном сдвиге в промежутке между фазовыми элементами, фазовые элементы выполнены в, виде двулучепреломляющих клиньев, помещены в резонатор таким образом, чтобы.их главные оси были ориентированы относительно друг друга под углом, кратным 1(/2, и снабжены механизмом их одновременного плоскопараллельного перемещения в плоскости, перпендикулярной оси резонатора по таким направлениям и на такие величины, чтобы суммарная разность фаз обыкновенного и необыкновенного лучей, вносимая обоими клиньями, не изменялась.

1083836

Изобретение относится к области квантовой радиофизики и может быть использовано в спектроскопии, интерферометрии, метрологии, лазерном приборостроении.

Известен анизотропный резонатор, образованный двумя зеркалами, между которыми помещен фазовый элемент. Од-! нако такой резонатор позволяет изме- 10 нять лишь частотный межмодовый сдвиг при неизменных поляризациях и нулевом пространственном сдвиге собственных невырожденньгх типов колебаний (мод) резонатора., 15

Известен анизотропный оптический резонатор, являющийся наиболее близким по технической сущности, образо-. ванный двумя зеркалами, внутри кото" рого помещены два фазовых элемента.

Недостатком такого. резонатора является то, что он не позволяет изменять пространственный сдвиг в области между фазовыми элементами независимо от поляризации и частотного 25 сдвига невырожденных типов колебаний резонатора.

Целью изобретения является регулирование пространственного сдига собственных невырожденных типов колебаний резонатора при фиксированных их поляризациях и наперед заданном частотном сдвиге в промежутке между фазовыми элементами.

Поставленная цель достигается тем, что н анизотропном оптическом резона- 35 торе, образованном двумя зеркалами, внутри которого помещены два фазовых элемента, фазовые элементы выполнены в виде двулучепреломпяющих клиньев помещены в резонатор таким образом, чтобы.их главные оси были ориентированы относительно друг друга под углом, кратным 1>/2, и снабжены механизмом их одновременного плоскопараллельного перемещения в плоскости, перпендикулярной оси резонатора по таким направлениям и на такие величины, чтобы суммарная разность фаз обыкновенного и необыкновенного лучей,, вносимая обоими клиньями, не изменялась.

На чертеже. изображено описываемое устройство аниэотропного резонатора.

Резонатор образован двумя зеркалами 1 и 2, между которыми на опти- 55 ческой оси помещены два фазовых элемента, выполненных в виде двулучепреломляющих клиньев 3 и 4, главные оптические оси которых ориентированы под углом, кратным II/2.

Клинья снабжены устройством 5 их одновременного плоскопараллельного перемещения в плоскости, перпендикулярной оси резонатора.

Внутри резонатора между двулучепреломляющими клиньями 3 и 4 может быть помещен активный элемент 6, например в виде лазерной газоразрядной трубки. Работа устройства осуществляется следующим образом. Если главные оси фазовых элементов

3, 4 расположены вдоль координатных осей х, у в плоскости, перпендикулярной оси разонатора (под углом друг к другу, кратным II/ 2), то собственные поляризации невырожден- иых типов колебания (мод) резонатора оказываются линейными, ориентированными вдоль тех же осей Х и Y. Поля стоячих волн двух соседних по частоте ортогонально поляризованных мод в промежутке между клиньями могут быть выражены в виде (без учета их амплитуд)

Г 4IJr 1

Е sinu) t з п †-- Z + g

Х с

1)

Еу HinW t в1п — — Z +g /(2)) с

1 где сц„ и ы„ - циклические частоты соседних мод линейно поляризованных соответственно в осях хи у, ц — фаза, вносимая двулух

1 чепреломляющим клином 3 в бегущую волну, поляризованную вдоль оси х, Z — - координата вдоль оси резонатора, отсчитываемая .от зеркала 1.

Пространственный сдвиг d (Z) между модами выражается через разности фаз ц, и ц, вносимых двулучепреломляющими клиньями 3 и 4 в моды, поляризованные вдоль х и у, координату Z и расстояние Ь между зеркалами 1 и 2. (К) = — (g+Ef ) — +4 °

2 L

Разность их частот дЫ= М» - Ldy определяется выражением с с+ Ñ

84) -=

2ь 1 з 10838

Как видно из этих выражений величина

I d не изменяется при q,+ g = const.

В то же время пространственный

4 сдвиг линейно меняется с изменением

5 .в диапазоне О-2lt. Чтобы выполнить поставленные условия с помощью устройства 5 осуществляется одновременное плоскопараллельное в плоскости, перпендикулярной оси резонатора перемещение двулУчепреломляющих клиньев 3 и 4, выполненных в виде двулучепреломляющих клиньев. Это приводит к одновременному изменению разностей Фаз „ H. ц для обыкновенного и необыкновенйого.лучей,. вносимых двулучепреломляющими клиньями 3 и 4. Устройство 5 обеспечивает также законы и направления перемещения клиньев, чтобы выполнялось yci 20 ловие (, + Lf< = const. Этим достига-. ется изменение пространственного. .сдвига мод резонатора при измененном характере их поляризации и при фиксированном частотном сдвиге. . 25

В частности, если применяются два одинаковых клина, обращенных вершина36 ми раствора навстречу друг другу, то устройство 5 обеспечивает их одновременное перемещение в одном направлении и на одинаковую величину.

Помещенный внутри резонатора в промежутке между двулучепреломляющими клиньями активный элемент образу" ет вместе с раэонатором оптический квантовый генератор, работающий в двухмодовом режиме, степенью взаимодействия мод, а значит, и характеристиками.излучения которого можно управлять беэ изменения характера поляризации и разности частот генерирующих мод.

Возможность изменения свойств излучения двухмодового лазера без изменения частотного сдвига и характера поляризации мод обеспечивает разработку простых и надежных в эксплуатации лазерных приборов с высо- кими чувствительностью и точностью, широким рабочим диапазонам (интерферометры, спектрометры и др.).

Редактор Н.Сильнягина

Техред. M.Ìoðãåíòàë г

Корректор М.Демчик

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Заказ 7361 Тираж 615 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям .и открытиям при.ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж 35, Раушская наб., д. 4/5