Устройство для стабилизации частоты лазера

 

УСТРОЙСТВО ДНЯ СТАБИЛИЗАЦИИ ЧАСТОТЫ ЛАЗЕРА, содержащее лазер с пьезокорректором и установленные на его выходе телескоп, нелинейно-поглощающую ячейку, отражающее зеркало, а также систему автоматической подстройки частоты с фотоприемником, выход которой соединен с пьезокорректором лазера, и делитель лазерного пучка, оптически связанный с фотоприемником , отличающееся тем, что, с целью повыдения долговременной стабильности и воспроизводимости частоты, делитель лазерного пучка установлен между телескопом и нелинейно-поглощающей ячейкой.

СООЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

09) {и) (51)5 Н 01 S 3 13

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

Н *ВТСРСНСНУ СВНЕЕТЕСЪСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И О 1НРЫТИЯМ .

ПРИ ГКНТ СССР

1 (21) 3663291/25 (22) 18. 11.83 (46) 30.05.91. Бюл. Р 20 (71) Институт радиотехники и электроники АН СССР (72) E.Н.Базаров, Г.А.Герасимов, В.П.Губин„ Н.И.Старостин и В.В.Фомин (53) 621.375.8(088.8) (56) Справочник по лазерам. Dop ред..

Прохорова А.М. М.: Сов.радио, 1978, т.2, с.221 °

Патент CIIIA. I) 3609583, кл. Н 01 S 3/00, 1971.!

Изобретение относится к области квантовой электроники и может быть использовано для улучшения долговременной стабильности и воспроизводимости частоты лазеров.

Цель изобретения — повышение дол говременной стабильности и воспроизводимости частоты излучения.

На фиг.1 показана блок-схема устройства для стабилизации частоты ла-: зера, на фиг. 2 — график зависимостй амплитудной модуляции от частоты лазерного излучения.

Устройство содержит лазер 1, телескоп 2, делитель 3 лазерного пучка, нелинейно-поглощающую ячейку 4, отражающее зеркало 5, систему автоподстройки частоты (АПЧ) 6, фотоприемник 7 системы АПЧ, усилитель 8, фазовый детектор 9, интегратор 10, гене2 (54) (57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТАБИЛИЗАЦИИ

ЧАСТОТЫ ЛАЗЕРА, содержащее лазер с пьезокорректором и установленные на

его выходе телескоп, нелинейно-поглощающую ячейку, отражающее зеркало, а также систему автоматической подстройки частоты с фотоприемником, выход которой соединен с пьезокорректором лазера, и делитель лазерного пучка, оптически связанный с фотоприемником, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повыпения долговременной стабильности и воспроизводиI мости частоты, делитель лазерного пучка установлен между телескопом и нелинейно-поглощающей ячейкой. ратор 11 и усилитель постоянного тока 12. Элементы 7-12 образуют систе му АПЧ.

Устройство работает следующим обpas ом.

Выходной пучок лазера 1 расширяется телескопом 2, проходит через делитель лазерного пучка 3, дважды через нелинейно-поглощающую ячейку 4из-за отражения от отражающего зеркала 5, в результате чего в лазерном излучении формируется узкий частотный йик мощности излучения, далее отражается делителем лазерного пучка 3 на фотоприемник 7 системы АПЧ 6, которая осуществляет стабилизацию частоты лазера 1 по вершине узкого частотного пика мощности.

Для расширения лазерного пучка можно использовать либо линзовый теле- .

1194230 скоп, либо телескоп на сферических зеркалах.

Параэитная интерференция наблюдается и в том, и в другом случаях, Использование четвертьнолновмх пла стинок не устраняет эффекта паразиткой иктерференцик, так; как на 90е по:ворачивается как плоскость поляризации отраженного от телескопа сигнала, 10 так и алоскость нолярйзацни дважды проведшего «epee иепккейко-поглощающую ячейку сигнала.

В результате паразиткой интерферен ции сигнал иа фотоприемнике систеж

ИИ приобретает амплитудную модуляцию в зависимости от частоты лазерного ивиучеккя. Иа фиг. 2. обозначено! V напряжение иа фотоприемнике системз ..

ЫЯ 4 » «частота лазерного излучения,;щ

k V - амипитуда сигнала паразиткой

: интерференции, Г - частотное расстояние между максимумами этого сигнала, 6 . - аюатлитуда полезности сигнала, . 6 - амплитуда узкого частотного as- 25 ка мощности.

ДУV1 2

ЗО

Г C/(æ) (2) где 1 - интенсивкость отраженного от телескопа лазерного сигнала, Х вЂ” интенсивность полезного curf нала, C - скорость света;

Ь - расстояние между телескопом и отражающим зеркалом, стоящим за нелинейно-поглощаюЩей ячейкой.

Наличие паразитной интерференции проводит к вариациям частоты стабилизированного лазера в пределах

Фь1

1 где 6) - ширина резонанса на полувысоте ;

"я а — - контраст резонанса.

При расположении делителя ; между те. лескопом н ячейкой уменьшается параэитная кнтерференция нэ-за отсутствия отражения от оптических элементов телескопа. Экспериментальное исследование паразитной интерференции при новом положении делителя лаsepsoro пучка между телескопом и ячейкой показывает, что интенсивность отраженного от телескопа сигнала I< уменьшается в 10000 раэ, что приводит к уменьшению в 100 pas сдвига частоты стабилизированного лазера иэ-эа уменьшения параэнтной интерференции.

1194230

Мзай часвоаныб