Частотно-стабилизированный газовый лазер

Частотно-стабилизированный газовый лазер

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение от«осится к области квантовой электроники. Цель изобретения - повышение стабильности частоты излучения лазера. Лазер содерткит последовательно расположенные активный элемент, с резонатором и элементом управления частотой, двулучепреломляклцую призму и систему фотоприемников, соединенную с входом системы автоматической подстройки частоты. Выходная торцовая грань двулучепреломляющей призмы и рабочая поверхность системы фотоприемников образуют угол oi с осью активного элемента, а входная грань перпендикулярна этой оси или образует угол об с ней. Угол oi выбирается из определенного соотношения так, чтобы оптические пути расщепленных лучей были равны. Расположение фотоприемников на определенноь расстоянии от ближайшего зеркала ре зонатора позволяет устранить набег фаз из-за разницы в длинах волн расщепленных лучей. 3 ил. Ф fS flSlS

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СО|.|ИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН. 09> (|D (51)5 Н a1 S 3/13

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ

К АBTOPCHGMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ (46) 30.08.92. Бюл. Y- 32 (21) 4116288!25 (22) 30.05.86 (72) Е.Г.Чуляева (53) 62!.375.8(088.8) (56) Seta Katuo, Iwasaki Shigeo. Frequency Stabilization of He-Ne laser

unsign à thin film heater coated on

the laser tube, Opt. Commun., 1985, vol. 55, N 5,,р. 367-369.

Ciffor P.Е. and Duffy R.М. Twomode frequency — stabilized He-Ne (633 нм) — lasers . studies of short

and long - term stability — I. Phys.

Е. Sei Instrum, 1983, vol 16, N 12, р. 1223-1237. (54) ЧАСТОТНО-СТАБИЛИЗИРОВАННЪЯ ГАЗОВЪ|Й ЛАЗЕР (57) Изобретение относится к области квантовой электроники. Цель изобретения - повышение стабильности частоты излучения лазера. Лазер содержит последовательно расположенные активный элемент с резонатором и элементом упр авления частотой, двулучепреломляющую призму и систему фотоприемников, соединенную с входом системы автоматической подстройки частоты. Выходная торцовая грань двулучепреломляющей призмы и рабочая поверхность системы фотоприемников образуют угол оС с осью активного элемента, а входная грань призмы перпендикулярна этой оси или образует угол о с ней. Угол Ы выбирается иэ определенного соотноше-. ния так, чтобы оптическйе пути расщепленных лучей были равны. Расположение фотоприемников на определенном расстоянии от ближайшего зеркала резонатора позволяет устранить набег фаз из-эа раз в длинах волк расщепленных лучей. 3 ил.

Изобретение относится к области квантовой электроники.

Целью изобретения является повышЕние стабильности частоты излучения лазера.

На фиг.1 представлен частотно-стабилизированный газовый лазер иа фиг.-2, 3 показаны варианты выполнения,цвулучепреломляющей призмы. i<>

Лазер содержит последовательно расположенные активный элемент 1 с внутренними зеркалами и элементом управления частотой 2 на, боковой поверхности, двулучепреломлящую призму

3 и систему фотоприемников 4, ус галовленных на расстоянии 1 от зеркала и подключенных к входу систем автоматической подстройки частоты (АПЧ) 5, выход ее подключен к элементу управ". 2О ления частотой.

Двулучепреломляющая призма выполи на в энде параллелепипеда, боковые г ани которого расположены параллельн оптической оси резонатора, а одна 25 и обе торцовые грани наклонены к оси активного элемента поц угломер, как показано на фиг.2, 3.

Лазер работает следующим образом.

Излучение из активного элемента 1 30 поступает на двулучепреломляющую призму 3 и попадает на фотоприемники

4. Каждый из компонентов оптического излучения имеет свой оптический путь а и б (фиг.2). Эти пути равны между собой, так как угол с6, под которым наклонена, по крайней иере, одна иэ торцовых граней призмы к оптической оси резонатора выбирается иэ соотна-ше ния

1 о Ь и

М = 90 — arcs in — -„ -(n „ » — п,в ) э п2 при этом 1 = — - ——

2n+ 1 где L — длина резонатора, 45 и 1, 2, 3;

h — - длина призмы; и „ - коэффициент преломления необыкновенного луча, и, - коэффициент преломпения обык-, Д новенного луча; — угол между оптической осью призмы и волновой нормалью луча;

% — длина волны излучения. я

Сигналы с фотоприемников, где световые лучи преобразуются в электрические cHI Hàëû, поступают на систему

АПЧ 5. На выходе системы сигналы, вычитаясь и усиАиваясь, поступают на управляющий элемент 2, вызывая иэмеленке частоты э направлении устаноэ" ления равенства сигналов.

Р< данном лазере достигается повыпк.ние стабильности частоты, поскольку одна из основных причин нестабильнос" ти - влияние обратных отраженийустрапяется. В устройстве при выборе угла i. ",= ons одной торцовой рВНН приэмь :".з указанного соотношения оптические пути равны между собой (а б), поэтому отраженные лучи будут иметь ту же разность фаз, что и основные, и, сложившись с основными на гх.:ухом зеркале, лучи сохраняют первоначальную разнос-ь фаз, т.е. интенсивности не изменяется иэ-за влияния обратных отражений, и это не вызовет сигнала ошибки для системы ЛПЧ.

При наклоне обеих торцовых граней призмы под углом о к оптической оси резонатора лучи из призмы тоже будут выходить с той же разностью фаз, что и основные, что приведет к поэьппению стабильности частоты.

Если угол будет отличаться отю, †.о оп.-.ические пути двух ортогонально поляризованных пучков будут неравны.

:- -о г<риэедет к тому, что отраженные лучи сложатся с соответствующими основ..ыми в разных фазах, что приведет неравенству или изменению интенсивн-..:ñòè основных ортогонально поляризованных лучей и, соответственно, сдвигу астоту. Расположение фотоприемни-! ,"ов на расстоянии 1 = -- — -" ат эер2п + кяла позволяет устранить набег фаз из-за разницы э длинах волн, что также повышает стабильность частоты. <арактер зависимости сдвига частоты от p<ññòîèíèÿ до фотоприемника периодический. Сдвиг частоты прибли"

-,;-:ается .", нулю на расстоянии

То есть, выбран расстояние можно уменьшить вероятность возникновения сдвигов частоты даже при возникновении небольшой разности хода оптических лучей.

Таким образом, лазер обладает более эысокой стабильностью частоты из"iyu ения <

Изобретение может быть использовано при разработке лазеров, применяемых в интерференционных устройствах, 1407 367 используемых н машиностроении, метрологии и технологических установках. формула и з о б р е т е н и я

Частотно-стабилизированный газовый лазер, содержащий последовательно расрасположенные и оптически связанные активный элемент, установленный в ре- 1ð зонаторе, двулучепреломпяющую призму и систему фотоприемников, соединенную с входом системы автоматической подстройки частоты, выход которой подключен к элементу управления частотой, о т я и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения стабильности частоты, выходная торцовая грань приз" мы и рабочая поверхность системы фотоприемников образуют угол р с осью активного элемента, а входная грань призмы перпендикулярна этой оси или образует угол с ней, при этом расL

ы

2п+ 1 е ппнеав о 90 — arcs in- — - -"-(n нЕОц по„) 61п длина резонатора;

1, 2, 3; длина призмы; коэффициент преломления необыкновенного луча; коэффициент преломления обыкновенного луча1 длина волны излучения; угол между оптической осью призмы и осью активного элемента. гдеЬп

h»,7

Hens стояние 1 or системы фотоприемников до наружной поверхности ближайшего к ней зеркала резонатора и угол еС удовлетворяют следующим соотношениям:

1407 367

Составитель В.Денщиков

Техред И.Дидык Корректор И.Шароши

Редактор И.Коляда

Тираж Подписное

ВПИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

ll3035, Москва, Ж-35, Раушская иаб., д. 4/5

Заказ 3475

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