Анизотропный оптический резонатор Советский патент 1989 года по МПК H01S3/08 

Изобретение относится к области квантовой радиофизики и может быть использовано в спектроскопии, интерферометрии, метрологии, лазерном приборостроении. Известен анизотропный резонатор, образованный двумя зеркалами, между которыми помещен фазовый элемент. Од/нако такой резонатор позволяет изменять лишь частотный межмодовый сдвиг при неизменных поляризациях и нулевом пространственном сдвиге собствен ных невырожденных типов колебаний (мод) резонатора. Известен анизотропный оптический резонатор, являющийся наиболее близким по технической сущности, образованный двумя зеркалами, внутри которого помещены два фазовых элемента. Недостатком такого, резонатора является то, что он не позволяет изменять пространственный сдвиг в области между фазовыми элементами независимо от поляризаций и частотного сдвига невырожденных типов колебаний резонатора. Целью изобретения является регулирование пространственного сдига собственных невырожденных типов колебаний резонатора при фиксированных их поляризациях и наперед заданном частотном сдвиге, в промежутке между фазовыми элементами. Поставленная цель достигается тем что в анизотропном оптическом резонаторе, образованном двумя зеркалами, внутри которого помещены два фазовых элемента, фазовые элементы вьтолнены в виде двулучепреломляющих клинье помещены в резонатор таким образом чтобы их главные оси были ориентированы относительно друг друга под углом, кратным /2, и снабжены механизмом их одновременного плоскопараллельного перемещения в плоское ти, перпендикулярной оси резонатора по таким направлениям и на такие величины, чтобы суммарная разность фаз обыкновенного и необьпсновенного лучей, вносимая обоими клиньями, не изменялась. На чертеже изображено описываемое устройство анизотропного резонатора Резонатор образован двумя зеркалами 1 и 2, между которыми на оптической оси помещены два фазовых элемента, выполненных в виде двулучепреломляющих клиньев 3 и 4, главные оптические оси которых ориентированы под углом, кратным /Г/2. Клинья снабжены устройством 5 их одновременного плоскопараллельного перемещения в плоскости, перпендикулярной оси резонатора. Внутри резонатора между двулучепреломляющими клиньями 3 и 4 может быть помещен активный элемент 6, например в виде лазерной газоразрядной трубки. Работа устройства осуществляется следующим образом. Если главные оси фазовых элементов 3, 4 расположены вдоль координатных осей X, у в плоскости, перпендикулярной оси разонатора (под углом друг к другу, кратный 1Г/2), то собственные поляризации невырожденных типов колебания (мод) резонатора оказываются линейными, ориентированными вдоль тех же осей X и Y. Поля стоячих волн двух соседних по частоте ортогонально поляризованных мод в промежутке между клиньями могут быть выражень в виде (без учета их амплитуд) и V 1 --- Z + ч:, J J Еу-- sintOyt-sin - - Z 4-l/J-(Z) где Wy и Wj - циклические частоты соседних мод линейно поляризованных соответственно в осях X и у, Lf - фаза, вносимая двулу чепреломляющим клином 3 в бегущую волну, поляризованную вдоль оси X, Z - координата вдоль оси резонатора, отсчитываемая .от зеркала 1. Пространственньй сдвиг t(Z) между модами выражается через разности фаз If:, и 1 , вносимых двулучёпреломляющими клиньями 3 и 4 в моды, поляризованные вдоль X и у, координату Z и расстояние L между зеркалами I и 2. cr(Z) - (;.). |- +. . Разность их частот )ъ) u))( определяется выражением Лм- - - 2Г Как из этих выражений величина и) не изменяется при t,+if const. В то же время пространственный ; сдвиг линейно меняется с изменением if в диапазоне . Чтобы выполнить поставленные условия с помощью устройства 5 осуществляется одновременное плоскопараллельное в плоскости, перпендикулярной оси резонатора перемещение двулучепреломляющих клиньев 3 и 4, выполненных в виде двулучепрелокпяющих клиньев. Это приводит к одновременномуизменению разностей фаз ц и, л для обыкновенного и необыкновенного, лучей, вносимых двулучепреломляющими клинья ми 3 и 4. Устройство 5 обеспечивает также законы и направления перемещения клиньев, чтобы выполнялось условие 1 + (/2 const. Этим достигается изменение пространственного : сдвига мод резонатора при измененном характере их поляризации и при фиксированном частотном сдвиге. В частности, если применяются два одинаковых клина, обращенных вершина 10 64 мй раствора навстречу друг другу, то устройство 5 обеспечивает их одновременное перемещение в одном направлении и на одинаковую величину. Помещенный внутри резонатора в промежутке между двулучепреломляющими клиньями активный элемент образует вместе с разонатором оптический квантовый генератор, работакщий в двухмодовом режиме, степенью взаимодействия мод, а значит, и характеристиками, излучения которого можно управлять без изменения характера поляризации и разиости частот генерирующих мод.. Возможность изменения свойств излучения двухмодового лазё.ра без изменения частотного сдвига и характера поляризации мод обеспечивает разработку простых и надежных в эксплуатации лазерных приборов с высокими чувствительностью и точностью, широким рабочим диапазоном {интерфе- рометры, спектрометры и др.).

АНИЗОТРОПНЫЙ ОПТИЧЕСКИЙ РЕЗОНАТОР, образованный двумя зеркалами, внутри которого помещены два фазовых элемента, отличающийся тем, что, с целью peryjmрования пространственного сдвига собственных невыррженных типов коле баний резонатора при фиксированных их поляризациях и частотном сдвиге в промежутке между фазовыми элементами, фазовые элементы выполнены в, виде двулучепреломляющих клиньев, помещены в резонатор таким образом, чтобы их главные оси были ориентированы относительно друг друга под углом, кратным /2, и снабжены механизмом их одновременного плоскопараллельного перемещения в плоскосI ти, перпендикулярной оси резонатора КО по таким направлениям и на такие величины, чтобы суммарная разность фаз обыкновенного и необыкновенного лучей, вносимая обоими клиньями, не изменялась.