Стабилизированный газовый лазер Советский патент 1992 года по МПК H01S3/13 

Изобретение относится к области квантовой электроники и может быть исгголь- зойаио в квантовых стандартах частоты.

Целью изобретения является повы1ле 1иё стабильности и воспроизводимости длины волны излучения лазера.

На чертеже приведена блок-схема стабилизированного газового лазера.

Лазер содержит излучатель и систему 2 автоподстройки частоты (), оптически

системы термостабилизании, которая может обеспечить погренжость воспроизведения температуры порядка градуса, а также термодатчиком, который увеличивает эту norpeiHHocTb до 5 градуса. Такая погрешность соответствует сдвигу частоты, равному 75 Гц, поскольку в диапазоне температур кристаллического- йода 8-20°С сдвиг частоты линеен в зависимости от температуры кристаллического йода с коэффидлины волны излучения лазера 2 , что на порядок меньше аналогичной погрешности устройства-прототипа.

В предложенном лазере горячий спай термобатареи 8 установлен на внутренней поверхности поглощающей ячейки 7, выполненной из материала с высокой теплопроводностью, при этом происходит отвод тепла от горячего спая на стенки ячейки.

и электрически связанную с излучателем.. 10 циентом пропорциональности 15 кГц. Это Излучатель I содержит оптический резона-соответствует погрешности воспроизведения

тор, образованный зеркалами 3 и 4. Зеркало 4 установлено на пьезокорректоре 5, электрически связанном с системой 2 АПЧ. Внутри оптического резонатора установлены . активный элемент 6 и поглошаюп ая ячей-, ка 7, выполненная из материала с высокой теплопроводностью. Термо(1атарея 8, электрически связанная с системой 9 термо- . стабилизации, выполнена в виде элемента

Пельтье и расположена внутри ячейки 7, при 20 Использование данного тепла для подогрева этом горячий спай термобатареи 8 установ-паров йода позволяет увеличить контрастлен па -внутренней поверхности ячейки 1.ность пиков пог. ощения, так как увелиСистема 9 термостабилизации подключена чение температуры насыщенных паров йода к термодатчику 10, выполненному в виде. Приводит к увеличению заселенности ниж- пленочной термопары и установленному нанего уровня рабочего перехода, соответхолодном спае термобатареи 8. Кристалли- ствующего поглощению йода, при этом дав- ческий йод локализуется в самой холод-ление насыщенных паров йода не меняетной точке внутреннего объема ячейки 7 - ся - оно однозначно задается темПера- на холодном спае 1 термобатареи 8.турой кристаллического йода.

Стабилизированный газовый лазер рабо-Конструкция стабилизированного газовотает следующим образом. Зеркала 3 и 4 с ,, го лазера позволяет исключить градиент активным элементом 6 обеспечивают гене- температуры между кристаллическим йодом рацию индуцированного излучения с заданной длиной волны. Наличие поглощающей

ячейки 7 с парами йода при низком давлении приводит к появлению в HHTeticHBи холодным спаем термобатареи, более точно устанавливать температуру кристаллического йода, обеспечить подогрев паров йода и тем самым повысить стабильность и нрсти излучения узких по частоте резо- воспроизводимость длины волны излучения нансов. С помощью системы 2. АПЧ осу-лазера. Изобретение позволяет исключить и1еств,1яется привязка час тоты излучениявлияние индивидуального способа изготовле- He-Ne/I - лазера к вершине одного изния ячеек поглощения на воспроизводи- этих резонансов. Необходимая стабильностьмость устанавливаемой температуры крис- и воспроизводимость давления насыщенныхталлического йода от прибора к прибору паров йода поддерживается за счет термо- 40ц тем самым повысить воспроизводимость стабилизации кристаллического йода. Благо-давления паров йода в..ячейки от прибора даря изменению тока, протекающего через элемент Пельтье, на его холодном спае устанавливается заданная температура, значение которой контролируется термодатчиком 10. .с установленным на холодном I, где также локализуется и кристаллический йод. Такое взаимное расположение термобатареи, термодатчика и , кристаллического йода, обеспечивающее их непосредственный контакт, исключает градиент температуры меж- 50полнениую парами иода, термобатарею с ду ними и тем самым увеличивает точ-двумя спаями, термодатчик, соединенный с ность задания температуры.входом системы термостатирования, выход При отклонении температуры от задан-которой подключен к термобатарее, и сиеной вырабатывается сигнал рассогласова-тему автоподстройки частоты, подключенную ния, который по цепи обратной связик пьезокорректору, отличающийся тем, что, поступает из системы 9 термостабилиза- 55с целью повышения стабильности и воспронз- ции на термобатарею 8. Таким образом, .водимости длины волны излучения, термостабильность устанавливаемой температурыбатарея выполнена в виде элемента Пельтье в устройстве определяется эффективностьюи ра.эмещена внутри ячейки поглощения.

к прибору и улучшить взаимозаменяемость ячеек.

Формула изобретения

1. Стабилизированный газовый лазер, содержащий оптический резонатор, одно из зеркал которого установлено на пьезокорректоре, расположенные в резонаторе активный элемент и поглощающую ячейку, засистемы термостабилизании, которая может обеспечить погренжость воспроизведения температуры порядка градуса, а также термодатчиком, который увеличивает эту norpeiHHocTb до 5 градуса. Такая погрешность соответствует сдвигу частоты, равному 75 Гц, поскольку в диапазоне температур кристаллического- йода 8-20°С сдвиг частоты линеен в зависимости от температуры кристаллического йода с коэффициентом пропорциональности 15 кГц. Это соответствует погрешности воспроизведения

длины волны излучения лазера 2 , что на порядок меньше аналогичной погрешности устройства-прототипа.

В предложенном лазере горячий спай термобатареи 8 установлен на внутренней поверхности поглощающей ячейки 7, выполненной из материала с высокой теплопроводностью, при этом происходит отвод тепла от горячего спая на стенки ячейки.

циентом пропорциональности 15 кГц. Это соответствует погрешности воспроизведения

Использование данного тепла для подогрева паров йода позволяет увеличить контрасти холодным спаем термобатареи, более точно устанавливать температуру кристаллического йода, обеспечить подогрев паров йода и тем самым повысить стабильность и воспроизводимость длины волны излучения лазера. Изобретение позволяет исключить влияние индивидуального способа изготовле- ния ячеек поглощения на воспроизводи- мость устанавливаемой температуры крис- таллического йода от прибора к прибору ц тем самым повысить воспроизводимость давления паров йода в..ячейки от прибора полнениую парами иода, термобатарею с двумя спаями, термодатчик, соединенный с входом системы термостатирования, выход которой подключен к термобатарее, и сиетему автоподстройки частоты, подключенную к пьезокорректору, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности и воспронз- водимости длины волны излучения, термобатарея выполнена в виде элемента Пельтье и ра.эмещена внутри ячейки поглощения.

к прибору и улучшить взаимозаменяемость ячеек.

Формула изобретения

1. Стабилизированный газовый лазер, содержащий оптический резонатор, одно из зеркал которого установлено на пьезокорректоре, расположенные в резонаторе активный элемент и поглощающую ячейку, завыполненной из материала с высокой теплопроводностью, при этом горячий спай термобатареи установлен на внутренней поверхности ячейки поглощения.

2. Лазер по п. I, отличающиеся тем что термодатчнк выполнен в виде пленочной термопары н установлен на холодном спае термобатареи.

Изобретение относится к области квантовой электроники и измерительиой техники и может быть использовано в квантовых стандартах длины и частоты. Целью изобретения является повышение стабильности и воспроизводимости длины волны излучения лазера. Стабилизированный газовый лазер содержит оптический резонатор, активный элемент, поглощающую ячейку, термо,батарею с системой термостабнлнзацнн. термодатчик и систему автоподстройки час- . тоты. В лазере термобатарея выполнена fe внде элемента Пельтье и помещена внутрь ячейки . по глощения. Ячейку поглощения изготавливают из матернала с высокой теплопроводностью, при этом горячий спай термобатареи установлен на внутренней поверхности поглощающей ячейки, а . термодатчнк выполнен в виде пленочной термопары и установлен на холодном спае термобатареи. Это позволяет исключить гра- Диент температуры между кристаллическим йодом н холодным спаем термобатареи, более точно устанавливать температуру кристал- лич еского йода, а также обеспечивает подогрев паров йода. Это дает возможность изготавливать ячейки поглощения без отростка, исклнэчить влияние индивн- дУального способа изготовления ячеек поглощения на воспронзводнмость устанавливаемой температуры кристаллического йода от прибора к прибору. I з. п. ф-лы, I ил. СО оо 05 N 00 vj