Стабилизированный газовый лазер

Стабилизированный газовый лазер

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к области квантовой электроники и измерительиой техники и может быть использовано в квантовых стандартах длины и частоты. Целью изобретения является повышение стабильности и воспроизводимости длины волны излучения лазера. Стабилизированный газовый лазер содержит оптический резонатор, активный элемент, поглощающую ячейку, термо ,батарею с системой термостабнлнзацнн. термодатчик и систему автоподстройки час- . тоты. В лазере термобатарея выполнена fe внде элемента Пельтье и помещена внутрь ячейки . по глощения. Ячейку поглощения изготавливают из матернала с высокой теплопроводностью, при этом горячий спай термобатареи установлен на внутренней поверхности поглощающей ячейки, а . термодатчнк выполнен в виде пленочной термопары и установлен на холодном спае термобатареи. Это позволяет исключить гра- Диент температуры между кристаллическим йодом н холодным спаем термобатареи, более точно устанавливать температуру кристаллич еского йода, а также обеспечивает подогрев паров йода. Это дает возможность изготавливать ячейки поглощения без отростка, исклнэчить влияние индивндУального способа изготовления ячеек поглощения на воспронзводнмость устанавливаемой температуры кристаллического йода от прибора к прибору. I з. п. ф-лы, I ил. СО оо 05 N 00 vj

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (51)5 Н 01 S 3/13

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И OTHPblTHA

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (46) 23.04.92. Бюл. ) - 15 (21) 4039744/25 (22) 20.03.86(72) Е, В. Голикова (53) 621.375.8 (088.8) (56) Bayer Н., Hembs V. rekveneue stabilizovane lasery s jodovou Kuvetou Jemna

Meckanika i Optika. 1980, ¹ )О, р. 282.

Авторское свидетельство СССР № ll652l0, кл. Н Ol S 3/13 l983. (54) СТАБИЛИЗИРОВАННЫЙ ГАЗОВЫЙ

ЛАЗЕР (57) Изобретенне относится к области квантовой электроники и измерительной техннки н может быть использовано в квантовых стандартах длины н частоты. Целью изобретения является повышение стабильности и воспроизводимости длины волны излучения лазера. Стабилизированный газовый лазер содержит оптический резонатор, активный элемент, поглощающую ячейку, термобатарею с системой термостабнлизацнн,,.SU„„.1 364187 А 1 термодатчик и систему автоподстройкн час. тоты. В лазере термобатарея выполнена в виде элемента Пельтье н помещена внутрь ячейки . поглощения. Ячейку поглощения изготавливают иэ материала с высокой теплопроводностью, прн этом горя-.. чий спай термобатареи установлен на внутренней поверхности поглоп(ающей ячейки, а. термодатчик выполнен в виде пленочной гермопары н установлен на холодном спае термобатареи. Это позволяет исключить гра.диент температуры между кристаллическим йодом и холодным спаем термобатареи, более точно устанавливать температуру кристаллического йода, а также обеспечивает подогрев паров йода. Это дает воэможность изготавливать ячейки поглощения беэ отростка, исключить влияние индивндуального способа изготовления ячеек поглощения на. воспронзводимость устанавливаемой температуры кристаллического Йода от прибора к прибору. 1 з. п. ф-лы, I нл.

1364!87.

Изобретение относится к области квантовой электроники и может быть использовано в квантовых стандартах частоты.

Целью изобретения является повышение стабильности и воспроизводимости длины волны излучения лазера.

На чертеже привелена блок-схема стабилизированного газового лазера.

Лазер солержит излучатель 1 и систему 2 автоподстройки частоты (АПЧ), оптически и электрически связанную с излучателем. !О

Излучатель l содержит оптический резонатор, образованный зеркалами 3 и 4. Зеркало 4 установлено на пьезокорректоре 5, электрически связанном с системой 2 АПЧ.

Внутри оптического резонатора установлены активный элемент б и поглощающая ячей-. ка 7, выполненная из материала с высокой теплопроводностью. Термобатарея 8, электрически связанная с системой 9 термостабилизации, выполнена в виле элемента

Пельтье и расположена внутри ячейки 7, при 20 этом горячий спай термобятареи 8 установлен на .внутренней поверхности ячейки 7.

Система 9 термостабилизации подключена к термодятчику 10, выполненному в виде пленочной термопары и установленному на холодном спае термобатареи 8. Кристаллический йод локализуется в самой холодной точке внутреннего объема ячейки 7— на холодном спае !1 термобатарен 8.

Стабилизированный газовый лазер работает следующим образом. Зеркала 3 и 4 с активным элементом б обеспечивают генерацию инлуцированного излучения с заданной длиной волны. Наличие поглогцающей ячейки 7 с парами йола при низком лавлении приводит к появлению в интенсивности излучения узких по частоте резоН3Нсо8. С помощью системы 2 АПЧ осуществляется привязка частоты излучения

Не-Ne/I . лазера к вершине одного из. этих резонансов. Необходимая стабильность и воспроизводимость давления насыщенных паров йода поддерживается за счет термо- 40 стабилизации кристаллического йода. Благодаря изменению тока, протекающего через элемент Пельтье, на его холодном спае устанавливается заданная температура, значение которой контролируется термодатчи ком 10. 4 установленным на холодном опае 11, где также локализуется и кристаллический йод.

Такое взаимное расположение термобатареи, термолатчика и кристаллического йода, обеспечивающее их непосредственный контакт, исключает градиент температуры межлу ними и тем самым увеличивает точность залания температуры.

При отклонении температуры от заданной вырабатывается сигнал рассогласования,. который по цепи обратной связи поступает из системы 9 термостабилиза- 55 цин на термобвтарею 8, Таким образом, . стабильность устанавливаемой температуры в устройстве определяется эффективностью системы термостябилизации, которая может обеспечить погрешность воспроизведения температуры порядка 10 гралуса, а также термодатчиком, который увеличивает эту погрешность до -5 10 " градуса. Такая погрешность соответствует слвигу частоты, равному 75 Гц, поскольку в диапазоне температур кристаллического йода 8 — 20 С сдвиг частоты лннеен в зависимости от температуры кристаллического йода с коэффициентом пропорциональности 15 кГц. Это соответствует погрешности воспроизведения длины волны излучения лазера 2 ° 10 ", что на порядок меньше аналогичной погрешности устройства-прототипа.

В предложенном лазере горячий спай термобатареи 8 установлен на внутренней поверхности поглогцающей ячейки 7, выполненной из материала с высокой теплопроволностью, при этом происходит отвод тепла от горячего спая на стенки ячейки.

Использование данного тепла для подогрева паров Йода позволяет увеличить контрастность пиков поглошения, так как увеличение температуры нясьнценных паров йода йриводит к увеличению заселенности нижнего уровня рабоче: о перехола, соответствующего поглощеник> йола,. при этом давление насыщенных паров йода не меняется — оно олнозначно задается темПературой кристаллического йода.

Конструкция стабилизированного газового лазера позволяет исключить гралиент температуры между кристаллическим йодом и холодным спаем термобатареи, более точно устанавливать температуру кристаллического Йода, обеспечить подогрев паров йода и тем самым повысить стабильность и воспроизводимость длины волны излучения лазера. Изобретение позволяет исключить влияние индивилуального способа изготовления ячеек поглощения на воспроизводимость устанавливаемой температуры кристаллического йода от прибора к прибору и тем самым повысить воспроизводимость давления паров йода в ячейки от прибора к прибору и улучшить взаимозаменяемость ячеек.

Формула изобретения

I. Стабилизированный газовый лазер, содержащий оптический резонатор, одно иэ зеркал которого установлено на пьезокорректоре, расположенные в резонаторе активный элемент и поглощающую ячейку, заполненную парами иола, термобатарею с двумя спаями, термодатчик, соединенный с входом системы термостатирования, выход которой подключен к термобатарее, и систему автоподстройки частоты, подключенную к пьезокорректору, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности и воспроизводимости длины волны излучения, термобатарея выполнена в виде элемента Пельтье и размещена. внутри ячейки поглощения, 336 3187.3 выполненной из материала с высокой теплопроводность3о, прн этом горячий спай термобатареи установлен на внутренней поверхности ячейки поглощения.

2. Лазер по п. 1, отличающийся тем что термодатчик выполнен в виде пленочной термопары и установлен на холодном спае термобатареи.

Составитель В. Иванов

Редактор Т. Рыбалова Техред И. Верес Корректор A. Тяско

»каз 311 Тираж Подписное

ЕЗИ ИЗ!! 3И осуларствс«ного комнтета (ССР по делам изобретений н открытий ! I;30.35, Москва. Ж вЂ” 35, Рау шская наб., д. 4/5

Про«запас не««о-пonнграpиuеcкое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4