Исследование и разработка двухчастотного стабилизированного HE-NE лазера с повышенной разностной частотой для лазерных интерферометров

• Автор: Кондрахин, Александр Анатольевич
• Шифр специальности: 05.27.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2005
• Место защиты: Рязань
• Количество страниц: 135 с. : ил.

1.1. Лазерные интерферометры .Ю

1.2. Тенденции развития технологии интегральных микросхем

1.3. Промышленные модели лазеров, используемых в интерферометрах перемещений

1.4. Методы получения разностной частоты

1.4.1. Формирование разностной частоты в поперечном

магнитном поле

1.4.2. Формирование разностной частоты в продольном магнитном поле

1.5. Методы стабилизации оптической частоты в двухчастотных стабилизированных лазерах

1.6. Постановка задачи

Глава 2. Анализ зависимости разностной частоты и мощности

излучения от конструктивных элементов лазера

ф 2.1. Расчет разностной частоты в зависимости от продольного
магнитного поля
2.2. Экспериментальные исследования разностной частоты
2.2.1. Описание экспериментальной установки
2.2.2. Влияние магнитного поля на величину разностной частоты для активных элементов различной длины
2.2.3. Изменение мощности излучения в зависимости от длины
резонатора и величины приложенного магнитного поля
2.2.4. Анализ экспериментальных и расчетных характеристик
2.3. Фазовая анизотропия
2.4. Основные результаты и выводы по главе
Глава 3. Особенности конструктивного выполнения лазеров с
повышенной разностной частотой
3.1. Активный элемент лазера с повышенной разностной частотой
и его характеристики
3.1.1. Резонатор активного элемента и характеристики пучка
3.1.2. Конструкция акгивного элемента
3.1.3. Влияние наполнения в активных элементах на
стабильность поляризациошючастотных характеристик
3.2. Конструктивные элементы, обеспечивающие повышенную разностную частоту
3.3. Лазер с повышенной разностной частотой
3.3.1. Излучатель лазера
3.3.2. Определение времени прогрева, необходимого для
обеспечения работоспособности лазера
3.3.3. Исследование спектральнодискриминационных
характеристик
3.3.4. Схемы и принцип работы лазера
3.3.5. Конструктивное исполнение
3.4. Основные результаты и выводы по главе
Глава 4. Исследование лазера с повышенной разностной частотой
4.1. Исследование относительной нестабильности оптической частоты и длины волны лазерного излучения
4.1.1. Методика эксперимента
4.1.2. Результаты эксперимента
4.2. Определение номинального значения и исследование нестабильности разности частот ортогональных компонент лазерного излучения
4.3. Исследование относительной нестабильности мощности лазерного излучения
4.4. Исследование характеристик опорного сигнала
4.5. Основные результаты и выводы по главе
Заключение
Библиографический список
Приложение 1
Приложение2

ВВЕДЕНИЕ


Вместе с тем физические ограничения не позволяют существенно увеличить разностную частоту в двухчастотных лазерах с зеемановским расщеплением частот. Целью настоящей работы является создание и исследование двухчастотного стабилизированного лазера промышленного назначения с разностной частотой излучения более 2 МГц. МГц крутизна спектральнодискриминационных характеристик возрастает вдвое. МГц разностной частоты при необходимом до 0,3 мВт уровне мощности лазерного излучения. Апробация работы. Основные положения, отдельные разделы и результаты докладывались и обсуждались на следующих конференциях Лазеры. Измерения. Информация. СанктПетербург. XI конференции по физике газового разряда. Рязань, Лазеры. Измерения. Информация. СанктПетербург. Лазеры. Измерения. Информация. СанктПетербург. Лазеры. Измерения. Информация. СанктПетербург 8 июня . По материалам диссертации опубликовано работ, в числе которых 4 в изданиях, включенных в перечень ВАК РФ. Структура диссертации. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, библиографического списка и приложений. Она содержит 2 страницы, рисунков, 9 таблиц, наименования списка литературы. ГЛАВА 1. Деятельность человека неразрывно связана с измерениями измерениями расстояний, углов, объемов, и др. В свою очередь точность измерений неразрывно связана с уровнем развития
физической науки и оказывает значительное влияние на прогресс промышленной технологии. Изначально повышение точности шло за счет совершенствования измерительного и станочного оборудования, а существенный метрологический скачок произошел в связи с появлсшем в г. Для измерений теперь стало достаточно иметь лазер, стабилизированный по одной из реперных точек в спектре излучения, и оптический прибор интерферометр 3. В г. Основой первичного эталона единицы длины, реализованного по новому определению, стали стабилизированные лазеры. Развитие таких технологий как производство интегральных схем с микронными и субмикронными размерами, алмазное точение прецизионных зеркал и пр. Лазерный интерферометр перемещений линейная измерительная сисма для абсолютных измерений длины путем сравнения с длиной волны стабилизированного по частоте лазера. Особенность интерферометров возможность соединения с ЭВМ и переход на модульный принцип построения оптических блоков. Выполнение оптических элементов схемы в виде отдельных модулей позволяет в зависимости от характера решаемых задач собирать нужную конфигурацию прибора. Это позволяет расширить круг измеряемых величин скорости, ускорения, углов поворота, прямолинейности и плоскостности. Лазерное излучение представляет собой монохроматическую волну. Пространственный период этой волны может служить удобной мерой для контроля размеров материальных тел. Интерферометр преобразует лазерное излучение в периодическую последовательность фотоэлектрических импульсов световую шкалу с пространственным периодом, кратным длине волны света. Процесс интерференционных измерений заключается в сравнении контролируемого отрезка с длиной волны источника излучения. Главные достоинства таких приборов высокая точность и широкие пределы измерений сочетаются с таким фактором, как высокая стабильность световой шкалы, определяемая свойствами агомов, испускающих излучение. Сравнение измеряемого отрезка с длиной волны осуществляегся при помощи интерферометра. Одно из зеркал закрепляют на объекте, перемещение которого необходимо определить. При движении объекта меняется разность хода интерферирующих пучков и на выходе прибора наблюдаются характерные периодические изменения светового потока от минимального до максимального значений. Смещение зеркала на половину длины волны излучения, т. Число полос подсчитывается фотоэлектронной системой, а измеряемая длина вычисляется путем умножения значения половины длины волны лазера на число полос. Рис. Принципиальная схема лазерного интерферометра. I лазер 2 светоделительный кубик 3 и 4 отражатели, 5 четвертьволновые пластинки 6 поворотная призма или зеркало 6 светоделительная пластина 7 поляризаторы 8 и 9 фотоприемные блоки , и блоки обработки сигнала низкочастотный генератор пьезоэлемент.