專利名稱:雙縱模雙頻激光光源自控式熱穩(wěn)頻裝置的制作方法
本項(xiàng)發(fā)明屬于光電技術(shù)領(lǐng)域：
。創(chuàng)新在于采用新的工作原理制成了質(zhì)優(yōu)價(jià)廉的穩(wěn)頻裝置。
現(xiàn)有的雙頻激光系統(tǒng)(產(chǎn)品)中激光管的材料都采用小膨脹系數(shù)材料或無膨脹材料制成，用壓電陶瓷穩(wěn)頻，加固定磁場使形成塞曼分裂獲得雙頻激光。采用這種原理的激光系統(tǒng)，激光管和穩(wěn)頻電路都具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、價(jià)格昂貴的缺點(diǎn)。
1972年聯(lián)幫德國曾有人在《Applied Optic》April1972雜志上發(fā)表過利用加熱激光器諧振腔的方法達(dá)到穩(wěn)頻的原理研究報(bào)告。穩(wěn)頻精度不低于1×10-7。但只限于光學(xué)原理，未發(fā)表過控制電路或其它工作原理，也未形成產(chǎn)品，以后亦無進(jìn)一步報(bào)導(dǎo)。發(fā)明人從西德得知該系統(tǒng)存在問題的關(guān)鍵是穩(wěn)頻控制電路一直存在問題。工廠生產(chǎn)未能成功。
本項(xiàng)發(fā)明目的在于提供了用改變放電管電流，以改變溫度來調(diào)節(jié)激光器腔長的雙頻激光器頻率和模式的穩(wěn)定裝置，已完全解決了穩(wěn)頻控制問題，經(jīng)國家計(jì)量局成都計(jì)量測試研究院檢定，穩(wěn)頻精度達(dá)到了2×10-9，而且簡單可靠。
這種穩(wěn)頻激光光源主要用途是作為雙頻激光干涉儀的光源。實(shí)際上決定雙頻激光干涉儀精度、成本、應(yīng)用范圍以及他們區(qū)別于單頻干涉儀的最主要因素正是穩(wěn)頻激光光源。
本發(fā)明裝置的原理說明圖如附圖1所示。圖中(1)為(He)-氖(Ne)激光器。(2)、(3)為布儒斯特窗。(4)，(5)為放大器(μA741)。(6)為光電耦合器。(7)為時(shí)間比較電路。(8)為受控調(diào)壓電橋。(9)為普通倍壓整流器。
裝置本身涉及的都是比較簡單易行的技術(shù)。激光的兩個(gè)縱模被兩個(gè)正交放置的布儒斯特窗或一個(gè)偏振分光器分別取樣，信號(hào)由光電池接收后送到控制電路，經(jīng)第一個(gè)集成放大塊(4)放大，第二個(gè)集成放大塊(5)積分，光電耦合器(6)的作用是分隔220伏交流電。整個(gè)電路的關(guān)鍵于時(shí)在間比較電路(7)，它根據(jù)激光管的換模時(shí)間間隔自動(dòng)決定使激光管達(dá)到必要的熱平衡狀態(tài)所需的在某固定電壓下加熱時(shí)間?！搽娐?7)實(shí)際上是一個(gè)根據(jù)換模周期接通的繼電電路。如果不要求自動(dòng)化，也可以簡化為一個(gè)開關(guān)，但必須按事先已規(guī)定好的換模周期開、閉。(若固定電壓下加熱時(shí)間不夠可以再次接通繼續(xù)預(yù)熱，達(dá)到要求后再切換到自動(dòng)狀態(tài)。如果沒有這一措施，則有可能達(dá)不到穩(wěn)頻要求)〕。然后通過受控調(diào)壓電橋(8)(也可以是其他任何一種可控的交流電壓調(diào)節(jié)器)。根據(jù)兩個(gè)縱模強(qiáng)度的差異(由(4)、(5)經(jīng)光電耦合器(6)送來的相應(yīng)電訊號(hào)通過改變倍壓整流器(9)的電壓來控制激光管(1)的放電電流，使溫度改變，調(diào)節(jié)諧振腔的長度。使兩個(gè)相鄰縱模的競爭總是處于強(qiáng)度相近的相持狀態(tài)。從而得到穩(wěn)定的雙頻激光輸出。
本發(fā)明裝置的優(yōu)點(diǎn)為1、成本低廉，初步估算本裝置造價(jià)僅為現(xiàn)在用塞曼分裂原理雙頻激光光源產(chǎn)品的10-20%。
2、穩(wěn)頻精度高，且拍頻頻率高，可達(dá)到500-600MHZ，可用于變化相當(dāng)快的動(dòng)態(tài)測量。
3抗干擾性能好。它對(duì)于工作環(huán)境溫度無特定要求，一般在5℃到40℃的環(huán)境中都能正常工作。并且允許在測量時(shí)環(huán)境溫度有突然上升3℃或下降6℃的變化。
4、用途廣泛，它除用作新的雙頻激光干涉儀外，也可用于改造現(xiàn)有單頻激光測長儀。效果顯著。
實(shí)施例利用本發(fā)明已作了一臺(tái)裝置，不需裝置壓電陶瓷和固定磁場。解決了一般工業(yè)計(jì)量測試用氦-氖激光器因溫度變化導(dǎo)致頻率漂移的問題。穩(wěn)頻精度高，達(dá)到2×10-9。反應(yīng)時(shí)間也足夠快。本裝置制造容易，所用激光管國內(nèi)生產(chǎn)氦-氖激光器的工廠都可以制造，穩(wěn)頻電路國內(nèi)任何一家制造電子產(chǎn)品的工廠都可以生產(chǎn)并且成本低廉，便于推廣。
權(quán)利要求
一種用改變放電管電流、溫度、調(diào)節(jié)激光器腔長的激光的頻率和模式的穩(wěn)定裝置。它是通過控制氣體激光器放電管的放電電流強(qiáng)度以改變其工作溫度，使激光器諧振腔膨脹(伸長)或收縮(縮短)，從而達(dá)到穩(wěn)頻的目的。其特征在于用于氣體激光器的新的穩(wěn)頻控制電路，它能夠根據(jù)代表激光的兩個(gè)相鄰縱模強(qiáng)度的光電信號(hào)按規(guī)定的程序自動(dòng)調(diào)節(jié)該激光器的供電電壓，改變其工作電流，調(diào)節(jié)溫度，控制諧振腔長度，穩(wěn)定激光的頻率、模式。
專利摘要
一種通過改變氣體激光器放電管電流來改變其工作溫度，穩(wěn)定諧振腔長度，使兩個(gè)縱模同時(shí)并存的穩(wěn)頻電路。它使雙頻激光光源不需加磁場也不用壓電陶瓷裝置。成本低、穩(wěn)頻精度高，拍頻頻率高(可用于靜、動(dòng)態(tài)測量)裝置簡便可靠。
文檔編號(hào)H01S3/098GK85102379SQ85102379
公開日1987年1月21日 申請日期1985年4月1日
發(fā)明者周肇飛 申請人:成都科技大學(xué)導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan