Оптический удвоитель частоты Советский патент 1989 года по МПК G02F1/37 

вход которого соединен с выходом фотодетектора, выход преобразователя частота импульсов - двоичный код соединен с входом цифро-аналогового преобразователя, выход которого соединен с первым входом третьего смесителя, второй вход которого соединен с выходом схемы поиска, первый

вход которой соединен с выходом первого .ограничителя, второй вход - с выходом интегратора, третий вход - с выходом второго ограничителя, вход которого соединен с первым входом третьего смесителя, выход которого соединен со вторым входом дифференциального усилителя.

ОПТИЧЕСКИЙ УДВОИТЕЛЬ ЧАСТОШ, содержащий термостат с помещенными в него температурным измеритель.иым мостом, нагревателем, нелинейным кристаллом с нанесенными на его противоположные грани, параллельные направлению распространения преоб- разованногй, излучения, токопроводящими электродами, делительную пластинку, фотоприемник, компаратор, генератор пилообразного напряжения, электронный ключ, электронной фильтр, усилитель, фазочувствительньй демодулятор, схему спрямления и задержки, генератор,первый смеситель, интегратор, дифференциальный усилитель, ёоедЕр1ненный входом с измерительным мостом, а выходом с первым входом Компаратора, второй вход которого соединен с генератором пилообразного напряжения, а выход - с входом электронного ключа, выход которого соединен с нагревателем термостата, клход фотоприемника соединен с входом электронного фильтра, выход ко;тррого соединен с входом усилителя выход усилителя соединен с первым входом фазочувствительного демодупя-; тора, второй вход которого соединен с выходом схемы спрямления и задертк ки, ВХОД которой соединен с выходом генератора, выход генератора соеди- нен также с первым входом первого смесителя Jвыход которого соеда1нен с токопроводящими электродами на, нелинейном кристалле, второй вход первого смесителя соединен с выходом интегратора, вход которого соединен с выходом фазочувствительного демодулятора, о т л и чающийся тем, что, с целью расширения диапазона допустимых флуктуации уровня мощности преобразуемого излучения; в котором осуществляется удвоение частоты излучения с высокой эффективностью, а также снижения числарегулировок в процессе работы, в него дополнительно вводят второй и третий смесители, дифференцирующую схему, первый, второй и третий ограничители, преобразователи напряжение-частота импульсов, частота импульсов-двоичный код и цифро-аналоговый преобразователь, схему поиска, при этом 00 СП первый вход второго смесителя соеди- . нен с выходом интегратора, а второй вход - с Ш.1ХОДОМ дифференцирующей схемы, вход которой соединен с выхоО1 дом интегратора, выход второго смесителя соединен с входом третьего ограш1чителя и с входом преобразователя напряжение-частота импульсов выход которого соединен с первым входом преобразователя частота импульсов - двоичный код, второй вход которого соединен с выходом третьего ограничителя, а третий вход соединен с выходом первого ограничителя.

Изобретение относится к лазерной технике, в частности к оптическим преобразователям частоты, использующим нелинейные кристаллы, с температурным управлением условиями синхронизацииИзвестен удвоитель частоты излучения. Этот удвоитель содержит в цепи обратной связи электрическое поле, приложенное к кристаллу-удвоителю частоты излучения, обеспечивает стабильный уровень мощности преобразованного излучения только при незначительных фпуктуациях мощности вхор ного сигнала Известен также удвоитель частоты лазерного излучения, который содержит термостат, в который помещен тем пературный измерительный мост, нагреватель, нелинейный кристалл с нанесенными на его противоположные грани, параллельные направлению распространения преобразованного.излуче ния .токопроводящими электродами, делительную пластинку, фотоприемник, регистрирующий часть преобразованного излучения диф(Ьеренциального усили теля, соединенного первым входом с выходом измерительного моста, на вход которого подается напряжение выход дифференциального усилителя соединен с первым входом компаратора, второй вход которого соединен с первым генератором, а выход - с вхо дом электронного ключа, выход котор го соединен с нагревателем термоста та, выход фотоприемника соединен с входом электронного фильтра, выход которого соединен через усилитель с первым входом фазочувствительного детектора, второй вход которого сое динен с выходом схемы спрямления и задержки, вход которой соединен с выходом генератора, выход генератоа соединен также с первым входом Первого смесителя, выход которого соединен с токопроводящими электроами на нелинейном кристалле, на второй вход первого смесителя подается через усилитель сигнал с выхода интегратора, вход которого соединен с выходом фазочувствительного демодулятора. Описанное устройство работает при небольших колебаниях уровня мощности входного излучения - 1-2%, Однако на практике такую высокую стабильность получить очень трудно, она достигается ценой существенного усложнения лазерных систем. Реаль ные колебания уровня излучения отечественных лазерных систем достигают 5-10%. При таких колебаниях входного излучения описанная система работает неустойчиво. С помощью ее в этих условиях практически невозможно получить, требуемую стабильность выходного Излучения удвоенной часто- ты. Кроме того, полоса частот отслеживаемых флуктуации в цепях регулирования описанной системы недостаточно широкая, с практической точки зрения. Это приводит к тому, что при резких колебаниях (скачкообразных изменениях) уровня входного излучения или переключениях мод генерации лазера в описанной системе-происходя т необратимые срывы процесса регулирования . В результате допустимЕЛЙ диапазон флуктуации уровня мощности преобразуемого излучения, в котором осуществляется эффективное удвоение частоты, мал, что затрудняет создание стабильных, работающих длительное время без дополнительдах регулировок удвоителей оптического излучения. Недостатки работы описанной сист мы обусловлены следуищими обстоятельствами: при резком к значительном изменении уровня входного оптического сигнала температура кристалла также резко изменяется особеяно это каса ется. отграниченной по объему зоны синхронизма кристалла) о При этом рабочая точка на колоколообразной кривой ныходнрй характеристики бптического удвоителя частоты.смещается от максимального значения выходной энергии. В результате в системе намечается тенденция к резкому падению эффективности преобразования. Система стремится вернуть рабочую точку в исходное состояние с помощью изменения температуры термостата, а также воздействием электрического поля. Однако на быстрое изменение температуры зоны синхронизма кристал ла не отреагирует цепь температурной регулировки, так:как эта цепь (кристалл, температурный датчик, спираль нагревателя, кристалл) принципиально инерционна. Электрическое поле систе мы в состоянии быстро скомпенсироват температурный уход рабочей точки, но амплитуда электрического напряжения, прикладываемого к кристаллу, ог раничена пробивной величиной. В результате; температурная реакция систе мы не успевает за быстрой и большой флуктуацией в цепях регулирования, а реакция поля ограничена по величине. В этом случае происходит необрат1 а)й {с точки зрения ав тематического управления) срыв процесса регулирования. Цель изобретения - расширение диапазона допустиМ)1Х флуктуации уровня МОЩНОСТИ;преобразуемого излучения, в котором осуществляется удвоение излучения с высокой эффективностью и также снижение, числа регулировок преобразователя в процессе рабдты. Цель достигается тем, что в удвоителе частоты лазерного излучения, со держащем термостат с помещенными, в него температурным измерительным ностом, нагревателем, нелинейным кристаллом с нанесенными на его противо положные грани, параллельные направле нию распространения преобразованного излучения, токопроводящими электродами, делительную пластинку, фотоприемник, компараторы, генератор пиЛообг разного напряжения, электронный ключ электронный фильтр, усилитель, фазочувствительный демодулятор, схему Спрямления и задержки, генератор, пер 5 вьш смеситель, интегратор, дифференциальный усилитель, соединенный входдм с измерительным мостом, а выходом с первьм входом компаратора, второй вход которого соединен с генератором пилообразного напряжения, а выход с входом электронного ключа, выход которого соединен с нагревателем тер мостата, выход фотоприемника соединен с входом электронного фильтра, выход которого соединен с входом усилителя, выход усилителя соединен с первым входом фазочувствительного демодулятора, второй вход которого соединен с выходом схемы спрямления и задержки, вход которого соединен с выходом генератора, вь1ход генерато ра соединен также с первым входом первого смесителя, выход которого соединен с токопроводящими электродают на нелинейном кристалле, второй вход первого смесителя срединен с выходом интегратора, вход которого соединен с выходом фазочувствительного демодулятора, дополнительно . вводят второй и третий смесители, дифференцирукицую схему, первый, второй и третий ограничители, преобразователи напряжение-частота импуль-. частота иьшульсов двоичный и цифро-аналоговый преобразователь, схему поиска, при этом перш11й вход второго смесителя соединен с выходом интегратора, а второй вход с выходом дифференцирующей схемы, вход которой соединен с выходом интегратора, выход второго смесителя соединен с входом третьего ограничителя и с входом преобразователя напряжение - частота импульсов, выход которого соединен с первым входом преобразователя частота импульсовдвоичный код, второй вход которого соединен с выходом третьего ограничителя, а третий вход соединен с выходом первого ограничителя, вход которого соединен с выходом фотодетектора, выход преобразователя частота импульсов - двоичный код соединен с входом цифро-аналогового преобразователя, выход которого соединен с первым входом третьего смесителя,второй вход которого соединен с выходом поиска, первый вход которой соединен с выходом первого ограничителя, второй вход - с выходом интегратора, третий вход - с выходом второго ограничителя, вход.которого

соединен с первым входом третьего смесителя, выход которого соединен со вторым входом дифференциального усилителя о

На фиг о 1 дана схема оптического удвоителя частоты; на фиг.2 - зависимость мезеду входными и выходными величинами отдельных элементов удвоителя

На фиго входной луч лазера 1 с оптической частотой, подлежащей удвоению, попадает на оптический нелинейный кристалл 2о

Кристалл помещен в термостат, имеюпщй корпус 3, термоизоляционный слой 4, металлический тепловой экран 5, спираль нагревателя 6, держатель кристалла 7, слюдяную прокладку 8 о На кристалл со стороны его противоположных широких граней напылены токопроводящие электроды 9, к которым подводится электрическое |1апряжение для образования электрического поля в кристалле. Между держателем 7 и слюдяной прокладкой 8 размещен температурный измерительный мост 10, в плече которого установлен медный термометр сопротивленияо Выходной луч 11 содержит составлякщую удвоенной частоты, Со стороны входа и выхода крист.шла в термостате вьшолнены оптические окна 12„ Преобразованное излучение проходит через узкополосный оптический фильтр 13, вьщеляю щий удвоенную частоту Часть излучения удвоенной частоты, отразившись от полупрозрачного зеркала 14, попадает на фотодетектор 15, в котором излучение преобразуется в электричес кий сигнал Начальная температура нагрева термостата задается с помощь переключателя 16, соединненого с измерительным мостом 10 Сигнал разбаланса температурного моста подается на вход А дифференциального усилителя 17, на вход Б этого усилителя подается сигнал схемы поиска, смешанный с выходным сигналом узла тонкой температурной подстройки. Ге нератор пилообразного напряжения 18 подключен к входу Б компаратора 19 на второй вход А которого поступае сигнал с выхода усилителя 17. Выходной сигнал компаратора 19 в виде импульсов управляемой длительности поступает на вход ключа 20, нагрузкой которого служит спираль нагревателя 6 термостата. Управляющее электрическое напряжение, подводимое к электродам 9 подается с выхода смесителя 21. Это напряжение промодулировано напряжением синусоидальной формы, вырабатываемым генератором 22, выход которого соединен с входом Б смесителя 21.

На второй вход А смесителя 21 подается смешивающее напряжение заведомо большого уровня по сравнению с модулирующим.

Синусоидальное напряжение с выхода генератора 22 подаегся на усилитель 23, а также на схему спрямления и (регулируемой в процессе настройки удвоителя) временной задержки 24„ Сигнал модуляции выходного излучения полученный как результат воздействия синусоидального напряжения генератора 22.на электроды 9 кристалла, присутствует и на выходе фотодетектора 15. Выход фотодетектора 15 соединен с входами фильтра 25 и ограничителя уровней 26 о Выходной сигнал фильтра 25, усиленный усилителем 27, поступает на вход А фазочувствительного демодулятора 28, на второй вход Б которого поступает задержанный и спрямленный на схеме 24 синусоидальный сигнал генератора 22. Последний служит для демодулятора 28 опорным сигналом Демодулятор 28 осуществляет анализ совпадения (или отклонения в ту или другую сторону) рабочей точки удвоителя с точкой максимума его выходной характеристики. Выход фазочувствительного демодулятора 28 соединен с входом интегратора 29. Интегратор 29 формирует сигнал основного воздействия (смещакядее электрическое напряжение) на кристалл. Этот-сигнал подается на вход смесителя 21.

Кроме того, выход интегратора 29 соединен также с входом А смесителя 30 и входом дифференцирующей схемы 31, выход которой соединен-с входом Б смесителя 30. Смеситель 30 входит в узел тонкой температурной настройки (обозначено на фиг„1 пунктирной линией).

Сигнал на выходе смесителя 30 имеет две составляющие: первая составлянщая пропорциональная величина смещающего электрического поля, а вторая его производной по времени. Выход смесителя 30 соединен с входами ограничителя 32 и преобразователя напряжение-частота импульсов 33. Импульсы

Ч с выхода преобразователя 33 подаются на вход А преобразователя часто та импульсов-двоичный код 34. На второй вход Б преобразователя 34 по дается сигнал с выхода ограничителя 32, а на третий вход В - блокирующий сигнал с выхода ограничителя 26, Выход преобразвателя 34 соединен с входом ци фо-аналоговогЬ преобразователя (ЦАП) 35 о С выхода ЦДЛ 35 ступенчатый сигнал, пропорциональный зафиксированному преобразователем 34 числу электрических импульсов, поступает на вход А смесителя 36 и на вход о:граничителя больших уровней 37. На входы схемы поиска38 поступают три сигнала:, по входу А сигнал с выхода ограничителя 37, служащий командой на включение схемы поиска при достижении уровня выходного сигнала схемы тонкой температурной настройки, близкого к максимуму, по входу Б - с выхода интегратора 29 сигнал, который служит указанием.на нап(.равленце поиска при срыве процесса регулирования удвоителя, по входу в jc выхода ограничителя 26 сигнал,да,Ю1ций команду на включение (или бпбкяровку) работы схемы поиска при скачкооб разном уменьшении (увеличении) уровня выходного излучения оптического удвоителя. Сигнал невыходе схемы поиска, когд она не блокирована, имеет форму линейноизменяющегося (в сторону увеличения или уменьшения) напряжения. Когда работа схе№1 поиска блокирована, на ее выходе удерживается неизме.ненный по величине уровень напряжения, соответствую 1ций моменту блокировки. Выход схемы tufin MUMtSiiry , ио1лид ,f fiai . поиска 38 соединен с входом Б смеси теля 36, Вы:4од смесителя 36 соединен с входом Б усилителя 17 Работа оптического удвоителя частоты заключается в следующем. При помощи переключателя 16 (фиг, 1 ),положения которого быть проградуиррваны в единицах измерения температуры (в данном слзгчае в единицах градусов с), на панели прибора устанавливают требуемую температуру начального нагрева термостата,- Эта температура может находиться в достаточно широкой зоне (в данном случае ±10 С) от действительной температуры синхронизма кристалла, например, от , После включения электрического пита-J. ння,прибора на вход Б усилителя 17 прибора на вход Б усилителя подается нулевой потенциал, а на вход додается сигнал, величина которого-пропорциональна отклонению температуры термостата от заданной с no-J мощью переключателя 16. Усиленный на усилителе 17 сигнал разбаланса температурного моста 10 подается на вход А компаратора 19, В связи с тей, что на вход Б компаратора 19 подается периодический пилообразный сигнал от генератора 18, на его выходе формируются импульсы с частотой следования генератора 18 ц изменяемой длительностью, которая зависит от величины разбаланса температурного моста 10, Эти импульсы управляют ключом 20, нагрузкой которого является спираль нагревателя 6 термостата, ерез некоторое время после включения термостат выйдет на заданную температуру нагрева кристалла. На протяжении всего времени, пока потенциал на входе Б усилителя 17 равен нулю, температура термостата будет удержи-, ваться на заданном значении. После прогрева термостата включают входной луч лазера 1, В данном случае входной луч имеет длину волны 1,06 мкм. Он проходит через, прогретый до заданной температзфы кристалл, В кристалле происходит преобразование части энергии входного луча в энергию ниже температуры си1гхронизма Т-, при которой эффективность преобразования кристалла максимальна, В этом случае выходной луч удвоенной частота будет иметь некоторую начальную энергию , уровень которой заведомо ниже требуемой. Выходное излучение удвоенной частоты бтфипьт, X Ровывается оптическим фильтром 13. Часть его, отразившись от полупрозрачного зеркала 14, попадает на вход фотодетектора 15. ЕНДЦ соответствуе.т некоторому начальному напряжению с«- фиг,2б) на в 1ходе фотодетектора 15 IL .цдц, попадая на вход ограничителя 26, преобразуется на его выходе в определенный уровень напряжения , который по входу в схемы поиска 38 запускает ее, а по входу В преобразователя 34 блокирует работу узла тонкой температурной настройки. Работа схемы -поиска подробно будет описананиже, отметим, что выходной сигнал схемы поиска 38, пройдя че- , рез смеситель 36 попадает на вход Б дифференциального усилителя 17. Возникший разбаланс на входе усилителя 17 начинает увеличивать -темпера1туру термостата, в результате чего рабочая точка оптического удвоителя смещается по выходной характеристике (см.фиг..2а) вправо. При достижении температуры Т на выходе фотодетектора 15 установится некоторое напряжение (напряжение захвата ,) оно вырабатывает на ограничителе 26 некоторый, отличный от начального, уровень выходного напряжения, который блокирует работу схемы поиска 38 и запускает узел тонкой температур ной подстройки. С этого момента происходит захват регулирования с помощью электрического поля в комбинации с тонкой температурной подстройкой с Происходит это следующим образом С выхода генератора 22 электрический синусоидальный сигнал (в данном случае с частотой 330 Гц) через смеситель 21 подается на электроды 9 Под действием переменного электричес кого поля, приложенного к кристаллу, выходной луч оптическогоудвоителя частоты оказывается промодулированным той же частотой. Эта же переменная частота в качестве составляющей присутствует и на выходном напряжении фотодетектора 15. Она изображена .26 в виде синусоиды с началом в точке и соответствзющей температуре кристалла Т, Переменная составляющая с выхода фотодетектора 15 отфильтровывается узкополосным фильт ром 25, усиливается усилителем 27 и поступает на вход А фазочувствител ного демодулятора 28, На вход Б де модулятора 28 поступает спрямпенный и задержанный на подстраиваемом элементе задержки 24 сигнал синусоидаль ного генератора 22, который для демодулятора 28 служит опорным сигнало С помощью элемента задержки 24 устра няется начальный сдвиг фаз между налами, поступающими на вход А и Б демодулятора 28о Указанный фазовый сдвиг необходимо устроить для эффективной работы демодулятора 28„ Он образуется за счет накапливания задержки при прохождении сигнала по цепи: от генератора 22 через смеситель 21, электроды 9, оптическое изл чение 11, фотодетектор 15, фильтр 25 и усилитель 27. На выходе фазового демодулятора 28 формируется ступенчатый сигнап (см.фиг.2а,в), который принимает фиксированное значение в области выходной характеристике от 512 точки Т до T(j. Выходной сигнал демодулятора 28 интегрируется на интеграторе 29 и поступает на смеситель 21 в виде постоянной составляющей управляющего напряжения подается на электроды 9 Это напряжение стремится переместить рабочую точку удвоителя в точку максимума его выходной характеристики при неизменной температуре кристалла (в описанном состоянии она равна Т). Одновременно выходной сигнал интегратора 29 поступает на вход А смесителя 30 и на вход дифференцирующей цепи 31 о Так как выход дифференцирующей цепи соединен с входом В смесителя 30, на выходе смесителя 30 сигнал оказывается пропорцио- нальным как амипитуде смещающего напряжения, так и его производной по времени Рассмотрим далее работу узла тонкой температурной подстройки. Преобразователь 33 преобразует выходное напряжение смесителя 30 в частоту импульсов, которые поступают на вход А преобразователя число импульсовкод 34. Преобразователь 34 в данном случае вьтолнен в виде двоичного реверсивного счетчика со счетным входом А. По входу Б к нему подходит управляющий сигнал на переключение прямого счета в реверсивный и наоборот. Этот сигнал формируется ограничителем 32. По входу в преобразователя 34 поступает уже описанньй сигнал, блокирующий (деблокирукиций) работу узла тонкой температзфной настройки от ограничителя 26. В рассмтриваемом состоянии узла тонкой температурной подстройки ре- / версивный счетчик 34 по входу Б включается на прямой счет импульсов, в то время как по входу В на него поступает деблокирующий сигнал. На выходе преобразователя 34 формирует ся двоичный код, значение которого .пропорционально зафиксированному счетчиком количеству импульсов. При температуре Т (см.фиг.2а) смещающее напряжение, подаваемое через смеситель 21 на электроды 9, близко к максимальному, преобразователь 33 вырабатывает импульсы также с повышенной частотой следования, близкой к максимальной.f Преобразователь (ЦАП) 35, соединенный своим входом с выходом преобразователя 34, на каждый зафиксированный счетчиком импульс вырабатывает один квант ступенчато нарас тающего напряжения, которое, пройдя по входу А смесителя 36, с его выхода поступает на вход Б дифференциального усилителя 17, При этом на входе Б смесителя 36 зафиксировано и удерживается на неизменном уровне некоторое напряжение с выхода схемы поиска 38о Описанным ранее способом на каждый квант напряжения с выхода преобразователя 35 термостат повьшает свою.температуру на определенную величину Т,.которая в данном случае ориентировочно равна 0,. Максимальная частота следования импульсов преобразователя 33 подобрана экспериментально. Она не должна быть слишком высокой с тем, чтобы термостат успел отработать каждый импульс (в данном случае она равна 0,5. Гц), В результате описанных процессов после достижения термостатом темпера туры Т, дальнейшее ее повьш1ени.е происходит порциями за счет работы узла тонкой температурной настройки. Приращение температуры термостата сопро вождается уменьшением амплитуды смещ ющего напряжения. Это будет происходить до тех пор, пока температура, термостата не достигнет значения Т, а амплитуда смещакнцего напряжения ((его постоянная составляющая) не ста не равной нулю. На протяжении всего процесса повышения температуры термостата от значения Т, до Т уровень выходной энергии излучения удвоенной частоты близок к максимальному, т.к. любое повьшение температурного возде ствия на кристалл сопровождается ком пенсирующим воздействием на него с помощью электрического поля. При дос тижении тe mepaтypы термостата значе ния Т0 переменная составляющая на .выходе фотодетектора 15 равна кулю, напряжения на выходе усилителя 27 и фазового демодулятора 28 также равны нулю (см. фиг.26,в) На выходе интегратора 29 также установится нулевой уровень. И если . резких скачков температуры в узкой окрестности точки (Тд) не наблюдает; ся, напряжение на выходе дифференцирующей схеьш 31 также будет равно Нулю. В результате этого на выходе смесителя 30 также установится нулевой выходной сигнал, а преобразователь 33 прекратит генерацию импульсов. Преобразователи 34 и 35 зафик 5 Ц)Уют свое выходное напряжение, в 1514 результате чего на выходе усилителя- , 17 также установится некоторая фиксирйванная величина напряжения и температура термостата застабилизируется в точке Т,. Узел тонкой температурной настройки при этом не отключается. Высокий уровень постоянной составляющей на выходе фотодетектора 15 через ограничитель 26 продолжает удерживать по входу А в рабочем положении преобразователь 34 и блокирует схему поиска 38 по входу В. Если в окрестности точки Тд возникнут быстрые флуктуации температуры, например, за счет нестабильности входного излучения удвоителя, узел тонкой настройки будет вырабатывать серии ступенек выходного напряжения за счет работы дифференцирунлцей схемы 31. Эти серии ш 1зовут упреждающие изменения температуры термостата, направленные навстречу фпуктуациямо Если по каким-то причинам темпе ратура термостата увеличится и приобретет значение Tj (см.фиг.2а,б), уровень выходного излучения частоты будет стремиться к уменьшению. При смещении рабочей точки удвоителя впрач во от точки максимума (в сторону перегрева) фаза синусоидального сигнала на выходе фотодетектора 15 опрокидывается на 180°. Это иллюстрируется на фнг.2а и б, на примере рабочей точки, соответствующей температуре Т. При этом сигнал на выходе фазо чувствительного демодулятора 28 поменяет свою полярность (см.фиг.Йв). На выходе интегратора 29 напряжение также изменит свою полярность. Таким образом, управляющее напряжение, подаваемое на злектроды 9, станет отркт цательным и будет компенсировать перегрев кристалла для подаержания энергии выходного излучения удвоенной частоты на уровне близком к максимальному. Аналогично, как и в случае ухода рабочей точки удвоителя влево от точки максимума выходной энергии, узел тонкой температурной настройки стремится уменьшить температуру кристалла с тем, чтобы постоянная составляющая управляющего электрического поля стала равной нулю. Происходит это следующим образом. Отрицательное напряжение с выхода интегратора 29 рмешивается с сигналом производной на- смесителе 30 и подается на преобразователь 33, В преобразователе оно выпрямIOляется, т,е„ снова преобразуется в положительное напряжение (выпрямитель на фиго не обозначен с целью упрощения )„ На выходе преобразователя 33 образуется серия импульсов, частота следования которых пропорциональна величине этого напряжения о Ограничитель 32 при поступлении на него отрицательного сигнала с выхода смесителя 30 вырабатывает на выходе сигнал, который по входу Б преобразователя ЗА переключает его в ревере о В результате на выходе преобразователя 35 образуется ступенчато-убывающее напряжение, которое понижает температуру термостата„ Для предотвращения срывов процесса управления при достижении напряжением преобразователя 35 своего максимального минимального значения с его выхода через ограничитель 37 заведена связь на вход А схемы поиска. Рассмотрим этотг процесс на примере максимального достижения выходного сигнала преобразователем 35. В этом случае после включения схемы поиска ее выходное напряжение увели- чивается по линейному закону. Это приведет к возрастанию температуры термостата в большой степени за счет схемы поиска. При этом управляющее напряжение сначала уменьшится, а затем поменяет свой знак. В результанте этого счетчик 34 переключается в реверс, происходит уменьшение значения выходного кода преобразователя 34, а также уменьшается величина выходного ступенчатого напряжения преобразователя 35 о Это происходит до тек пор, пока ограничитель 37 не отключит схему поиска, после чего состояние снова застабилизируется. Аналогичным образом процесс протекает и при достижении значения выходного напряжения преобразователя 35, близкого к минимальному. Разница состои в том, что он протекает в обратном направлении. Если срыв регулирования все же произошел (обычно он сопровож дается резким падением выходной эне гии удвоителя), тогда рабочая точка 16 может уйти как в сторону недогрева, так и в сторону перегрева кристалла. В этбм случае в работу вступает снова схема поиска максимального значения выходной энергии. Дпя определения направления ухода рабочей точки удвоителя от точки максимума выходной характеристики заведена связь с выхода интегратора 29 на вход BV схемы поиска. Как уже указывалось, в этом случае схема поиска включается по сигналу, поступающему от ограничителя 26о В момент возникновения этого сигнала с помощью расположенного внутри схемы поиска 38 триггера (на фиг.2 он не показан) в ней запоминается полярность смещающего попя признак которого схема поиска получает повходу Б, В результате линейно изменяющееся напряжение на выходе, схема поиска 38 всегда возвращает рабочую точку в положение максимума выходной энергии. Этот же триггер перебрасьюает направление поиска на противоположное, если линейно изменяющийся сигнал в одном направлении достиг предела и точка, максимума при . этом обнаружена не была. Поэтому всегда наступает момент, когда рабочая точка выходит на максимальное значение выходного излучения и схема поиска по входу Б автоматически отключается. Использование изобретения обеспечивает в сравнении с известным (2) устойчивую работу удвоителя в режиме номинальной выходной мощности удвоенной частоты. При 3том осуществ- ляется поиск и удержание максимума излучения второй гармоники в автомати- ческом режиме на протяжении сколь угодно большого промежутка времени. Обеспечивается высокая стабильность (1-2%) выходной энергии преобразованного излучения при колебаниях уровня входного излучения до 7% при расширенной полосе частот флуктуации. Достигнутый уровень стабильности выходного излучения в 2-3 раза вьше стабильности выходного излучения, дости гаемой существующими устройствами уд- воения оптической частоты. 34у, / ,

qbt/г. / /./.././.,/. S 6 7 3 s /oSffng/i точка ч,ХЧ (fffMI)