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

Изобретение относится к кванто™ вой элетронике и может быть исполв- г зовано при конструировании чаетотно- стабилизированных газовых лазерой для интерферометрии.

Целью изобретения является повышение стабильности частоты лазерного излучения.

На чертеже представлена конструкция лазера.

Лазер состоит из оболочки 1f вну три которой находится разрядный капилляр 2, окруженный с одного конца кольцевым катодом,3. Вывод анода 4 и вывод 5 пьезоэлемента 6 впаяны в оболочку 1. Зеркала 7 резонатора прижимаются пружинами 8. Пьезоэлемент 6 через втуп су 9 с отверстием и контактирующие пружины 10, 11 электрически соединен с ныводом 5. На торце вывода 5 с помощью высокочастотной панки закреплено окно 12, имеющее

профиль клина. Рабочие поверхности окна, служащие для вывода лазерного излучения, расположены под углом к оптической оси резонатора. Угол у основания клина должен быть больше, чем угол преломления активная среда - воздух и меньше 90 ,

Окно 12 оптически связано с фотоприемником системы автоматической подстройки частоты (АЛ11) 13. Система АТГЧ может быть выполнена, например, из фото-приемника, установленного перпендикулярно оптической оси резонатора, опорного генератора, компаратора и усилителя. Вокруг капилляра расположен постоянный магинт 14.

Газовый лазер работает следующим образом.

При приложении напряжения к аноду 4 и катоду 3 в капилляре 2 зажига- разряд, АКТИВНЙЯ среда под действием продольного магнитного поля

С

ел

si ГО

оо 1

о

тановится анизотропной и в лазерном злучении появляются две циркулярно 1 противоположно поляризованные часоты. Под потенциалом катода 3 находится поверхность пьезоэлемента 6, благодаря электрическому соединению через напыление на наружную поверхность разрядного капилляра. Подачей управляющего напряжения на пье- зоэлемент через вывод 5, выполненный полой трубки, втулку 9 и пружины tO, 11- поддерживается оптималь- нфе расстояние между зеркалами резо- и точность т положения с по- мйщью системы АГГЧ 13.

Система АПЧ може т работать, на- пример, следующим образом. Лазерное излучение, поступающее на фотоприемник, содержит в своем сигнале разностную частоту. Разностная частота меняется при изменении оптической дли- нй резонатора. Сравнивая разностную частоту с частотой опорного генератора на выходе компаратора получают сигнал ошибки. Сигнал ошибки усиливается и поступает на пьезоэлемент, корректируя длину резонатора.

Выполнение вывода 5 пьезоэлемента в виде трубки с выходным окном на сяободном торце позволяет исключить механические нагрузки, вызванные прижимными пружинами и остаточными напряжениями, возникающими в стекле в результате приваривания окна и кольцевого вывода пьезоэлемента. Исключение механических нагрузок,, приводящих к деформациям окна и натека- нИя в месте спая, способствует стабилизации состава газовой смеси и по

ложению выходного луча, что улучшает стабильность частоты лазера. Окно в виде клина исключает неблагоприятное влияние обратных отражений от граней окна в резонатор лазера, что исключает появление интерференционной картины в окне, образование интерференции между выходной гранью зеркала резонатора и окном, между рабочей поверхностью фотоприемника системы АПЧ и окном. Это способствует повышению стабильности частоты.

|г5 Формула изобретения

Частотно-стабилизированный газовый лазер, содержащий расположенный в оболочке разрядный капилляр с электродами, зеркала оптического резонатора, установленные на торцах капилляра, одно из которых рамещено на пье- зоэлементе, соединенном через пружину с выводом, расположенным соосно с оптическим резонатором и подключенным к системе автоподстройки частоты, включающей фотоприемник, отличающийся тем, что, с целью повышения стабильности частоты, вывод пьезоэлемента выполнен в виде полой трубки, герметично закрепленной в отверстии, образованном в торце оболочки, нл свободном торце трубки размещено клиновидное выходное окно,

0

5

0

установленное так, что его обе грани не перпендикулярны оптической оси резонатора, а фотоприемник системы автоподстройки частоты установлен так, что нормаль к его рабочей поверхности совпадает с оптической осью резонатора.

Изобретение относятся к квантовой электронике и может быть использовано в частотно-стабилизирован- ных газовых лазерах. Цель изобретения - повышение стабильности частоты. Лазер содержит капилляр 2 в оболочке 1. Одно из зеркал 7 оптического резонатора закреплено на торце капилляра через Пьезоэлемент 6. Вывод 5 пьезоэлемента выполнен в виде трубки, соосной с резонатором. Трубка герметично закреплена в торце оболочки. Свободный торец трубки закрыт клиновидным выходим окном 12, грани которого не перпендикулярны оси резонатора. Окно 12 не подвергается воздействию неравномерных механических нагрузок. 1 ил.

. ® 91

2

ГА