Газовый оптический квантовый генератор Советский патент 1981 года по МПК H01S3/22 

Изобретение относится к области квантовой радиофизики и может быть использовано в лазер ной спектроскопии, связи и при разработках стандартов частоты. Известен газовый оптический квантовый генератор (ОКГ), содержащий газоразрядную трубку с активной средой и ячейку с поглощаю щим газом, которые размещены в оптическом резонаторе. Однако известное устройство обладает невысокой контрастностью резонанса мощности, которая обусловлена расположением внутри спектрального контура поглощающего газа только одной моды лазера. С целью обеспечения работы оптического квантового генератора одновременно на двух ортогонально поляризованных модах с управляемым частотным интервалом между ними и для увеличения узких резонансов мощности в резонаторе по обе стороны от газоразрядной трубки размещены две фазовые пластинки, оптические оси которых составляют между собой утоп О i 10 или 90 i 10 , а сами пластинки отличаются одна от другой и от четвертъ волновых на 0-0,4 радиана, а оптические оси пластинок расположены под углом по отнощению к другой оптические оси пластинок расположены под углом одна по отношению к другой, Составляющим оптические оси пластинок расположены под углом одна По отнощению к другой, составляющим 80-100 . Такие пластинки из-за различия показате- , лей преломления для обыкновенной и необыкно-, венной волн создают различную длину оптического резонатора на зтих волнах, в силу чего в резонаторе образуются две системы ортогонально поляризованных мод. Выбором угла между оптическими осями пластинок можно изменять интервал между ближайпшми частотами этих мод. При малых интервалах моды сильно конкурируют, в силу чего при совпадении одной .из них с центром линии поглощения в излучении лазера появляются узкие резонаисы мощности с большой амплитудой. На фиг. 1 показан предлагаемый генератор; на фиг. 2 и 3 - взаимное расположение мод резонатора.

Предлагаемый генератор содержит зеркало 1 резонатора, фазовую пластинку 2, газоразрядную трубку 3, другую фазовую плжлтшку 4, .ячейку 5 с поглощающим газом и зеркала 6, снабжеиное пьезокерамическим цилиндром 7.

Устройство работает следующим образом.

Оптические оси фазовых пластинок устанавливаются под углом, который обеспечивает работу ОКГ на двух ортогонально поляризованны модах в большом интервале расстройки относительно центра линии усиления, при этом в области между зеркалом 1 и пластинкой 2 и между зеркалом 6 и пластинкой 4, а также вне резонатора излучения поляризовано в двух взаимно перпендикулярных плоскостях, отвечающих двум системам ортогонально поляризованных мод (обыкновенная и необыкновенная) , а между пластинками в области газоразрядной трубки 3 излучение имеет эллиптическую поляризадию. При помощи пьезокерамического цилиндра 7 изменяют длину резонатора.

Одновременно с этим обе системы ортогонально поляризованных мод перемещаются по контуру линии усиления и линии поглощения. В том случае, когда одна из двух соседних мо располагается вблизи линии поглощения, за счет насыщения поглощения ее мощность возрастает. Вследствие этого интенсивность второй моды, конкурирующей с ней, резко уменьшается, при этом излучение ОКГ вне резонатора по-прежнеМу поляризовано в двух плоскостях, но интенсивность одной моды существенно больще, чем другой.

Моды с обыкновенной и необыкновенной .поляризацией (фиг. 2, соответственно Е) 35 расположены симметрично относительно центра линии поглощения ; ДШ- их частотный интервал, который задается углом между оптическими осями пластинок. Штрих-пунктирной линией обозначена мода резонатора Ciip, устанавливающаяся в отсутствии фазовых пластинок. В частном случае, когда этот угол .равен О или 90, AtSI имеет минимальное значение, определяемое отличием пластинок одна от другой и от четвертьволновых на 0-0,4 рад. На фиг. 3 моды сдвинуты таким образом, что одна из них, в частности Е, совпадает с центром линии поглощения. В этом случае ее интенсивность из-за насыщения поглощения возрастает, а интенсивность моды Е падает. При сдвиге на половину щирины обратного лэмбовского провала линии поглощения (10 Гц) изменение интенсивностей составляет 100 %, что и обуславливает высокую контрастность резонанса мощности.

Формула изобретения

1.Газовый оптический квантовый генератор, содержащий газоразрядную трубку с активной средой и поглощающую ячейку, размещенные в резонаторе, отличающийся тем, что, с целью обеспечения работы оптического квантового генератора одновременно на двух ортогонально поляризованных модах с управляемым частотным интервалом между ними и для увеличения амплитуды узких резонансов мощности, в резонаторе по обе стороны от газоразрядной трубки размещены две фазовые пластинки, отличающиеся по .оптической толщине от другой и от четвертьволновых на 00,4 рад, а оптические оси пластинок расположены одна по отношению к другой под утлом.

2.Генератор по п. 1,отличающийс я тем, что оптические оси пластинок расположень под углом одна по отношению i$ другой составляющим 1-10 3. Генератор по п. 1, отличающий с я тем, что оптические оси пластинок расположены под углом одна по отношен то к другой, составляющим 80-100 . У

Фиг. 2 Контур поглащенил Контур саленил