Частотно-стабилизированный лазер

Частотно-стабилизированный лазер

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к квантовой электронике и может быть использовано при конструировании газовых лазеров со, стабилизацией частоты излучения . Цель - повышение стабильности частоты излучений лазера. В лазере элемент подстройки частоты излуче,- ния выполнен в виде нагреваемой электрическим током ленты из теплопроводящего ма тернала, намотанной на боковую поверхность газоразрядной трубки. Лента образует в поперечном сечении спираль Архимеда, межвитковое расстолние которой заполнено тепло- ИЗОЛИРУЮЩ1-1М Диэлектриком. В такой конструкции происходит увеличение площади теплового контакта элемента подстройки частоты, еньшение градиента температуры при внешних воздействиях к центру термостатируемого объема, а также защита боковой поверхности газоразрядной трубки OT.I прямого воздействия локальных термических возмущений, 2 ил. с «

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СО@МЛИСТИЧЕСНИК

РЕСПУБЛИН

„,SU„„14О3944 (51)5 Н 01 Б 3/!3

ГОсудАРстВенный номитет сссР

ЛО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕЛ ЕНИЯ:::- :,, Н Д ВТОРСИОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ! (46) 07,03.92, Бюл, !"- 9 (21) 4149130/25 (22) 19, 11 86 (72) А.Н.Власов, Г.Т.Тимошенко и В.А.Перебякин (53) 621.375.8 (088.8) (56) Патент СССР Р 441726, кл. Н 01 S 3/10,,опублик.1974.

Заявка Франции 1! 2326793, кл. Н 01 $ 3/04, опублик.1977. (54) ЧАСТОТНО-СТАБИЛИЗИРОВАНН!!Й

ЛАЗЕР (57) Изобретение относится к квантовой электронике и может быть использовано при конструировании газовых лазеров со стабилизацией частоты излучения. Цель — повышение стабильности частоты излучения лазера. В лазере элемент подстройки частоты излуче; ния выполнен в виде нагреваемой электрическим током ленты из теплопроводящего материала, намотанной па боковую поверхность газоразрядной трубки. Лента образует в поперечном сечении спираль Архимеда, межвитковое расстояние которой заполнено теплоизолирующим диэлектриком, В такой конструкции происходит увеличение площади теплового контакта элемента подстройки частоты, уменьшение градиента температуры при внешних воздействиях к центру термостатируемого объема, а также защита боковой поверхности газоразрядной трубки от прямого воздействия локальных термических возмущений. 2 ил.

I403944

Изобретение относится к квантовой электронике и может быть использовано при разработке газовых лазеров со стабилизацией частоты излучения.

Цель изобретения — повышение стабильности частоты излучения лазера.

На фиг.1 показан частотно-стабилизированный лазер, общий вид; на фиг.2 - нагревательный элемент под-:, ц) стройки частоты, поперечное сечение, Лазер содержит газоразрядную трубку 1 с закрепленными на ее торцах зеркалами 2,3, фотоприемное устройство 4, оптически связанное с трубкой 15 и соединенное с входом системы 5 автоматической подстройки частоты (АПЧ), нагревательный элемент 6 подстройки частоты, соединенный .с выхо-i дом системы АПЧ и выполненный в виде 20 ленты из электро" и теплопроводящего материала, образующей в поперечном сесечении спираль Архимеда, межвитко" вые промежутки которой заполнены теп-i лоизолирующим диэлектриком 7. Нагре -(25 вательный элемент может быть выполнен в виде,последовательно соедийеи-, ных между собой секций, при этом на™ . чало первой секции и конец последней соединены с выходом системы АПЧ.

Лазер работает следующим образом.

При возбуждении разряда в газораз-. рядной трубке 1 на ленту нагреватель ного элемента б подстройки частоты подается напряжение начального по". догрева от системы АНЧ 5. Тепло, вы". деляемое на ленте при пропускании по ней тока, передается на трубку,и частота излучения лазера в результа" те теплового расширения боковой стен-40 . ки трубки меняется. При достижении состояния близкого к тепловому равновесию боковой стенки трубки 1 с. окружающей средой, начинает действо" вать обратная связь, регулирующая . напряжение подогрева, воздействующее иа ленту в соответствии с частотой излучения, регистрируемой фотоприемным устройством 4, которое преобразу- ,ет расстройку оптической частоты в . сигнал, воздействующий Hà вход системы АПЧ 5. При увеличении температуры окружающей среды или других воз" действиях, приводящих к увеличению

Расстояния между зеркалами 2,3, напря- жение, подаваемое на ленту, уменьшается, в противном случае — наоборот,:

В результате средняя температура газоразрядной трубки поддерживается, постоянной и частота излучения стабилизируется.

Выполнение омического нагревательного элемента в виде ленты из тепло" проводящего материала позволяет умень» шить асимметрию и инерционность теп1 лопередачи со стороны нагревательного элемента на боковую поверхность газоразрядной трубки за счет увеличе" ния площади теплового контакта, что повышает стабильность мощности и оси диаграммы йаправленности выходного излучения, от которых зависит стабильность частоты.

Кроме того, уменьшение инерционное» ти позволяет увеличить скорость отработки изменения длины резонатора при подаче управляющего сигнала от систе-: мы АПЧ на нагревательный элемент, что также способствует повышению стабильности частоты излучения.

Размещение теплопроводящей ленты на боковой поверхности газоразрядной трубки так, что в поперечном се- . чении она образует спираль Архимеда, позволяет улучшить однородность температурного поля и повысить равномерность теплового воздействия со стороны ленты на боковую поверхность газоразрядной трубки. При изменении .температуры окружающей среды внутри термостатируемого спиралью объема происходит перераспределение тепла вдоль тенлопроводящей ленты в направлении от внешнего витка спирали к внутреннему, что приводит к уменьшению градиента температуры от витка к витку, которое достигает наи меньшего значения на внутреннем вит" ке, от которого тепловое воздействие передается на трубку. Кроме того, уменьше не скорости изменения длины резонатора создает благоприятные условия для обеспечения надежного терморегулирования при пропускании управляющего тока по спирали системой

АПЧ, что также способствует повышению стабильности частоты излучения и надежности лазера в целом .

Заполнение межвитковых промежут:ков спирали Архимеда теплоизолирующим диэлектриком позволяет, кроме устранения межвиткового электрического замыкания, улучшить зкранировку боковой поверхности гаэораэрядной, трубки от, прямого воздействия внешних термических возмущений, при этом граднент температуры от витка к вит!

4039 ку и скорость изменения длины резонатора еще более уменьшаются. Это приводит ...к дополнительному повып ению стабильности частоты излучения.

Для более равномерного распределения тока но поверхности ленты подачу напряжения от системы АПЧ на 10 ,нее можно осуществлять с помошью электродов, обладающих малым элек трич еским сопротивле нием и расположенных на кон. „ цах ленты. 35

Таким образом, конструкция частотно-стабилизированного лазера позво-. ляет повысить стабильность частоты излучения и надежность лазера эа счет 20 уменьшения вероятности разрыва в це,пи ленты из теплопроводящего материалаа

44 а формула изобретения

Частотно-стабилизированный лазер, содержащий гаэоразрядную трубку с закрепленными на торцах зеркалами и размещенным на боковой поверхности трубки нагревательным элементом подстройки частоты излучения, выполненным из электропроводящего материала н и соединенным с выходом системы автоматической подстройки частоты, и оггтически связанное с трубкой-фотоприемное устройство, соединенное с входом системы автоматической подстрой" ки чИстоты, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности частоты излучения, элемент подстройки частоты выполнен в виде ленты из теплопровопяшего иатеоиала. образующей в поперечном сечении спираль Архимеда, межвитковые промежутки которой заполнены теплоизолиру1ощим диэлектриком.

1 403944

Ф

Составнтелв В.Денщиков

Редактор Г.Мозжемкова Техред М.Дндык Корректор A.Tacwo Гнраж . " Подписное

ВНИИПИ Государственного.комитета СССР по делам изобретений и открытий

lt303S, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Заказ 1424

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектируя 4