Двухчастотный стабилизированный газовый лазер Советский патент 1992 года по МПК H01S3/10 

(46) 30.08.92. Бюл. Р 32 ,(21) 4149123/25 .

(22)/19. И.86

(72) С.Ю. Поляков, И.С. Чуляев к Е.Г. Ч5 ляева

(53)621.375.8(088.8). .

(56)Авторское свш,етельство СССР S 460837, кл. HOIS 3/22, 1973.

Патент СССР I 591161, кл. Н 01 S 3/137, 1978 . .

(54)ДВУХЧЛСТОТНЫЙ СТАБШ1Й5ИРОВАНЕ1ЫЙ ГАЗОВЫЙ JiABEP.

(57)Изобретение относится к кванто- 80Й электронике. Цель изобретений распшренйб Диаггазонй управления разностной частотой излучения дэухчас-

тоткого стаХ5илизированного лазера за счет увеличения фазовой аннзотропип. В лазере подложки зеркал резонатора предсгавляго собой четвертьволновые пласти1Ш1, что создает первоначальнуго фазовую анизотропию. На торце пьезо- элекента, примыкающем к одному из зеркал, размещены по крайней мере три электрода. При подаче напряжения последовательно на каждый электрод вызывается колебательное движение зеркала, которое преобразуется за счет трения о .вахузгкную оболочку в поворот зеркала относительно оси резонатора. Это приводит к созданию дополнительной фазовой анизотропии. 5 ил.

с

е

оэ

D fj К)

-- :,,-.:Т --:;:е относится к квантовой и может быть использовано для создания двухчастотпых стабилиэн- ровамньгл газовых лазеров с широким даапазоном регулирования разностной частоты, исполбзуемых п прецизиогптых кзкерителяк линейных перемещений и гфи аттестации оптическ гх приборов.

Целью изобретения ппляется расти- JO .рение диапазона управления разностной частотой излучения двухчастотного лазера.

На фиг. показана конструкция двухчастотного стабш1и;зированного га-15 зового лйзёра; на фиг. 2 - электроды, расположенные с двух сторон пьезозле-, мента, к схема их включения; на фиг.З, 4 и 5 - эгпоры напряженш, подаваемых на каждый из трех электродов, 20

Лазер имеет разрядный промежуток 1 которым сквозное отверстие внутри стержня 2 из диэлектрического материала, к торцам которого прижаты кодложкй зеркал 3 посредством, пружин 25 4, npiweM одна из подложек прижата / . К стержню через пьезоэлемент 5 с вы- водаю 6 и 7,.Подложки зеркал представляют собой четвертьволновые плас- таяы, на внешние поверхности которых. 30 Нанесено отражающее покрытие.. Баку- . умяая оболочка 8 соедтшена с колбой, в которой расположен катод 9 с вы- водом 0, в вакуумной оболочке установлен анод И.35

Пьезоэлемент, как-показано на фи, 2, по крайней мере имеет три . электрода 12, 13 и 14, расположенных равкомерно по окружности иа стороне, соединенной С зеркалом, и эдин щий кольцевой электрод 18, располо- на противоположной стороне.

КайодЕтШ электрод 12, 13 и 14 соеди- йГеи со С5ОИМ выводом 15, 16 и 17 со . OTSePCTSeHHO, общий, электрод 18 сое- дккен через слой напыленного металла : с выводон 7. Выводы 15, 16 и 17 сое- : дш1Ш{Ы со источниками J9, 20 . к 2} напряжения соответстБеино, а вы- . «од 7 подкл)чсн к общей mme нсточик: „

коз -.

. - ,

йсточяикя 19, 20 я 21 в1зда т импульсы напр5шеиия U,Uj к Cj, разяе- секяыа во временя (фиг, 3,4 в 5).

Лазер, работает сявду дим образом, i При подаче напряжения на катод 9 и : бяод I в разрядном промежутке | дн электрического стергдая 2 эозбуадается

разряд, а в резонаторе, образованном зеркалами, появляется генерация.

При этом в результате того, что излучение в резонаторе проходят через подложки зеркал, представляюпще собой четпертьвол говые пластины, создается первичная фазовая анизотропия. Дополнительная фазовая анизотропия создается благодаря повороту зеркала с пьезоэлементом относительно другого зеркала, что увеличивает разностную частоту и д иапазон управления разностной частотой.

Движение одной подложки зеркала относительно другой происходит сле- дутощим образом. На три электрода Пье- зоэлемента 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 времени tj вспучивается участок керамики, находящийся под электродом 3, и т.д. В результате деформируется пьезоэлемент так, что его деформации образуют бегущузо волну, и пьезоэлемеит толкает зеркало.

За счет силы трения между зеркалом и ваку -мной 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 двух электродах ие будет наблюдаться бегущей волны по пьезоэлементу .и зеркало будет иметь лишь колебательное движение в одной плоскости.

При необходимости снижения напря- жеиия на каждай 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 имеет более вмрокий диапазон перестройки разностной частоты по сравне- Еяв с прототипом.

Кроме того, лазер имеет более вы- соку стабильность частоты, поскольку фазовые пластинки, служащие под- лoauca ш зеркал, одна из которых сое3 . 1А039А

диненз с пьеэоэ/Еементом, заниот.еиы от 1305дейст. внешнего среды, явлгяющейся ocHonsuAM дестабилизирующим фактором.

Изобретение может быть использова-- но при разработке стабильных двухчас- тотнь Х лазеров для лазерной интерфе- рокетркн.

10

Формула изобретения

Двухчастотный стабилизированный га- зовьй лазер, содержагций газоразрядную трубку, расположенную в вакуумной 5 оболочке, и зеркала оптического резонатора, выполненные в виде подложек с какч сениыми на них отражаюшши покрытиями и соединенные с торцами трубки таге, что боковая поверхность зер- 20. кал контактирует с вакуумной оболочкой, ,одно из зеркал соединено с торцом трубки через кольцевой пьезоэле- мент, на внутренней к внешней поверх- костях которого размещено по одному электроду, подключенному к источнику

25

5 0.

5

клпряясгиигс, при этом электрод, распо- ложеиныГ: нп внутренней поверхнос.ги, пьшолпеи кольцевым, отличаю- щ и и с л тем, :что, целью расширения диапазона управления разностной частотой излучения, подложка каждого зеркала выполнена в вгзде четвертьволновой фазовой пластины, отражающее покрытие нанесено на знеюнюю поверхность пластины, на внешней поверхнос- ти пьезоэлемента, примыкающей к зеркалу, размещены п дополнительных электродов, где ,3.,4..., электроды на этой поверхности расположены равномерно по окружности, в лазер введены п дополнительных источников напряжения, все источники напряжения вьшолне- ны импульсными, при этом электроды, располож нные на внешней поверхности пьезоэлемента, подсоединены к клеммам одинаковой полярности источников напряжения, другой полярности которых соедине№.1 общей шиной, к ко торой подсоединен кольцевой электрод пьезоэлемента.

//

в

- 2

фие.1

(pits.2

Фи&,3

Фа$.$