Двухчастотный стабилизированный газовый лазер

СО О COB TARP%

СО1.}КЛЛ! 1СТ1 -1Е ЯЙХ галл г.лин (51)5 П О1 S 3/10 (:) ЙКОАК :"Е КЗОБРЕ7ЕНКЯ

H АВТСРСИСМУ СВИСС ГЕХ ЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕ} ВЬ}Й }{ОЖ1ТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ЙЗОБРЕТЕИ11Й И ОТНРИТЙЙ (46) 30.08.92. Бил. Р 32 ,(?f) 4149123/25 (22} 19,1!.86 (72) С.Ю. Поляков, И.С. Чуляев и Е.Г. Чуляева (53) 621.375.8(088.8) (56) Лвтарское свидетельство СССР

: Р 460837, кл. Н Ol S 3/22, 1973, Патент СССР Р 591161, кл. Н 01 S 3/137, 1978 (54) ДВУХЧЛС АЗОТНЫЙ СТЛБИЛИЭИРОИЛННЫЙ а 530ablJE Ж }Р (57) Изобретение относится к кванто.вой электронике. Цель изобретенияраслшрение диапазона управления pas" ностной частотой излучения двукчас

„„ЯО„„ИОЗК2 тотноио стабилизированного лазера за счет увеличения фазовой аннзотропии.

В лазере подложки зеркал резонатора представля собой четвертьволновые пластины, что создает первоначальную фазовую анизотропию. На торце пьезоэлемента, примыкающем к одному иэ зеркал, размещены по крайней иере три электрода. При подаче напряжения последовательно на каждый электрод вы- ° зывается колебатчь юе движение зер.кала, которое преобразуется за счет трения о ..вакуумную оболочку в поворот зеркала относительно оси резонатора.

Это приводит к созданию дополнительной фазовой анизотропии. 5 ил.

y t,gator. i "" ..:,. = :т.:i! Ie oTEEctclltcsf к квантОвой электронике и может быть использовано для создания днухчастотцых стабилизированных газовых лазеров с широким диапазоном регулироВакия разностной частоты, используемых в прецизионных измерителях линейных перемещений н нри аттестации оптических приборов. .Целью изобретения является.расширение диапазона управления разностной частотой излучения двухчастотного .лазерае

На фиг. 1 показана конструкция двухчастотного стабилизированного га-15 зового лазера; на фиг. 2 — электроды, расположенные с двух сторон пьезоэле-, мента, и схема их включения; на фиг.З, 4 и 5 - эпюры нанряженЖ; подаваемых иа каждый из трех электродов. 20

Лазер имеет разрядныП промежуток

1; которым служит сквозное отверстие внутри стержня 2 из диэл ктрического материала, к торцам которого прижаты подложки зеркал 3 посредством. пружин25

4> причем одна из подложек прижата к стержню через пьезоэлемент 5 с, вы- водами 6 и 7,, Подложки зеркал представляют собой четвертьволновые пластины, на внешние поверхности которых 30 нанесено отражающее покрытие, Вакуумная оболочка 8 соединена с колбой, в которой расположей катод 9 с выводой IO в вакуумной оболочке уста- новлен анод 11. 35

Пьезоэлемент, как .показано на

Фиг. 2, по крайней мере имеет три электрода 12, 13 и 14, расположенных равномерно по окружности на стороне, соединенной с зеркалом, и здин об-"40 прй кольцевой электрод 18, расположенный на противоположной стороне.

Каждый электрод 12, 13 и 14 соединен со своим ьывоцом 15, 16 и 17 со ответственно, обвей. электрод 18 сое« 5 динен через слой напыленного металла ... с выводом 7. Вывода 15, 16 и 17 сое дян8ны со своимя источниками 19, 20 а 23 напряжения соответственно, а вы- аод 7 подключен к общей шине.нсточии- йОВе

Источники 19, 20 я 21 выдают импу 1ьсь напряжения 11 i11g я 11 ô, Разнесениыа во времени (фиг. 3,4 я. 5).

Лавер. работает следующим образом.

При подаче напряжения на катод 9 я анод 31 В разрядном промежутке 1 диэлектрического стержня 2 возбуждается разряд, а в резонаторе, образованном зеркалами, появляется генерация.

При этом в результате того, что излучение в резонаторе проходит через подложки зеркал, представляющие собой четвертьволиовые пластины, создается первичная фазовая аннзотропия. Дополнительная фазовая аниэотропия создается благодаря повороту зеркала с пьезоэлементом относительно другого зеркала, что увеличивает разностную частоту и диапазон управления разкостной частотой.

Движение одной подложки зеркала относительно другой происходит следующим образом. На три электрода пьезоэлемента подаются напряжения с источников 19,20 и 21. При этом в момент времени t, под влиянием напряжения, поданного на участок керамики под электродом 12, керамика вспучивается, в следующий момент времеки t> вспучивается участок керамики, находящийся под электродом 13, и т.д.

В результате деформируется пьезоэлемент так, что его деформации образуют бегущую волну, и пьезоэлемент толкает зеркало.

За счет силы трения между зеркалом и вакуумной оболочкой создается тангенциальная составляющая силы трения, стремящаяся развернуть зеркало в направлении движения волны, и зеркало поворачивается вокруг своей оси. Это приводит к появлению дополнительной фазовой анизотропии резонатора и возрастанию разностной частоты, что расширяет диапазон управления разностной частотой. Количество электродов выбирается не менее трех, так как при двух электродах не будет наблюдаться бегущей волны по пьезоэлементу .и зеркало будет иметь лишь колебательное движение в одной плоскости. . При необходимости снижения напряжения на каждый электрод их число может быть увеличено до четырех, пяти и т.д. При этом диапазон разностной частоты будет тот же, что и при использовании трех электродов.

Таким образом, предложенный лазер ймеет более широкий диапазон перестройки разностной частоты по сравнению с прототипом.

Кроке того, лазер имеет более выcoKyQ стабильность частоты, поскольку фазовые пластинки, служащие подложками зеркал, одна из которьи сое° 1403942 динана с пьезоэлементом, заегггщеггы от воздейстг.*.ия внешггей среды, являющейся осггоггггьм дестабилизирующим 4>актором. г, Изобретение может быть использова.Но при разработке стабггльнггх двухчастотнь.х лазеров для лазерной интерферометрни.

Формула изобретения

Двухчастотный стабилизированный газовггй лазер, содержащий гаэоразрядную трубку, расположенную в вакуумной оболочке, и зеркала оптического резонатора, выполненные в виде подложек с кап=сенными на них отражающими покрытиями и соединенные с торцами трубки так, что боковая поверхность зер- 20, кал контактирует с вакуумной оболочкой; одно из зеркал соединено с торцом трубки через кольцевой пьезоэлемент, на внутренней и внешнег".: поверхностях которого размещено по одному

25 электроду, подключенному к источнику ггапряжеггнч, при этом электрод, распо- . ложенная": на внутренней поверхности, выполнен кольцевым, о т и и ч а ю

m и и с я тем,:что, целью расширения диапазона управления разностпой час-тотой иэлучеггггя, подложка каждого зеркала выполнена в виде четвертьволновой фазовой пластины, отражающее покрытие нанесено на энешнюю поверхность пластины, н» внешней поверхнос- ти пьеэоэиелгента, примыкающей к зеркалу, размещены и дополнительньгх электродов, где п2,3,4..., электроды на этой поверхности расположены равномерно по окружности, в лазер введены и дополнительных источников напряжения, все источники напряжения вьпголггены импульсными, при этом электроды, расположеггггые на внешней поверхности пьеэоэлемента, подсоединеггы к клеммам одинаковой полярности источников напряжения, клеммы другой полярности которых соединеггы общей шиной, к ко торой подсоединен кольцевой электрод пьезоэлемента.! 403942

1

Составитель В. Денщикав

Редактор Т. Елюкина - Техред Я,Дидик ., Корректор С; Черни

Заказ 3475

Тирам:. . - . - — .;, Подписное

ВНИИПИ Государственного комитетв СССР по делам изобретений и открмтий

)13035, Иосква, 3-35, Рауыская наб.> д, 4/5

° ВЮ

Производственно-полиграфическое прадлрмяти а, r» 3Ътород, ул. Проектная, 4 .