PL213946B1 - Sposób stabilizacji częstotliwości promieniowania laserowego i układ stabilizacji częstotliwości promieniowania laserowego - Google Patents

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób stabilizacji częstotliwości promieniowania laserowego i układ stabilizacji częstotliwości promieniowania laserowego z zewnętrznym elementem stanowiącym źródło częstotliwości odniesienia.

Z polskiego zgłoszenia patentowego nr 358824, znany jest sposób stabilizacji częstotliwości lasera i układ lasera. Sposób polega na tym, że w obszarze wyładowania generuje się falę akustyczną zsynchronizowaną z impulsem zasilającym doprowadzanym w obszar wyładowania, która to fala utrzymuje i stabilizuje długość optyczną rezonatora laserowego, przy czym falą akustyczną zmienia się gęstość ośrodka laserowego, a przez co jego współczynnik załamania. Układ lasera ma wzdłuż obszaru wyładowania lasera, co najmniej jeden przetwornik elektroakustyczny. Przetwornik elektroakustyczny może być również umieszczony po zewnętrznej stronie, co najmniej jednego zwierciadła.

Układ stabilizacji częstotliwości promieniowania laserowego znany jest z polskiego opisu patentowego nr 175589. W układzie tym, zastosowano laser umieszczony we wzdłużnym stałym polu magnetycznym oraz komórkę z ciekłym kryształem ferroelektrycznym stabilizowanym powierzchniowo, sterowaną przez generator drgań prostokątnych. Za komórką usytuowany jest polaryzator i detektor promieniowania, przyłączony za pośrednictwem wzmacniacza, do układu detekcji synchronicznej. Regulator proporcjonalno-całkujący steruje elementem regulacji długości rezonatora lasera.

Istota sposobu według wynalazku, polega na tym, że wiązkę światła z lasera stabilizowanego dzieli się w sprzęgaczu światłowodowym, na dwie wiązki pomiarową i odniesienia. Wiązkę pomiarową transmituje się przez siatkę Bragga do pierwszego detektora, w którym wiązkę pomiarową poddaje się fotodetekcji w wyniku czego otrzymuje się sygnał elektryczny pomiarowy, zaś wiązkę doniesienia poddaje się fotodetekcji w drugim detektorze w wyniku czego otrzymuje się sygnał elektryczny odniesienia. Następnie w komparatorze porównuje się amplitudę elektrycznego sygnału pomiarowego z amplitudą elektrycznego sygnału odniesienia będącego źródłem odniesienia mocy lasera, i wyznacza się sygnał błędu, po czym sygnał błędu przetwarza się na sygnał sterujący i za pomocą układu regulacji i układu przestrajającego, steruje się częstotliwością pracy lasera.

Istota układu według wynalazku polega na tym, że sygnał optyczny z lasera stabilizowanego jest kierowany przez kolimator światłowodowy na drugie wejście sprzęgacza światłowodowego, natomiast sygnał optyczny z pierwszego wyjścia sprzęgacza światłowodowego przesyłany jest do drugiego fotodetektora, z którego sygnał elektryczny jest kierowany do pierwszego wejścia komparatora, a sygnał optyczny z drugiego wyjścia sprzęgacza światłowodowego jest kierowany przez światłowodową siatkę Bragga do pierwszego fotodetektora, z którego sygnał elektryczny kierowany jest do drugiego wejścia komparatora. Z komparatora sygnał błędu kierowany jest przez układ regulacji do układu przestrajającego sterującego częstotliwością lasera.

W nowym sposobie stabilizacji częstotliwości promieniowania laserowego wykorzystuje charakterystyki transmisyjne i odbiciowe światłowodowej atermicznej siatki Bragga, które charakteryzują się wysoką odpornością na zmiany warunków środowiskowych, takich jak drgania, temperatura, zapylenie atmosfery. Nowy układ, stwarza możliwości miniaturyzacji oraz na znaczne uproszczenie konstrukcji mechanicznej.

Przedmiot wynalazku w przykładzie realizacji jest uwidoczniony na rysunku, który przedstawia schemat blokowy układu stabilizacji częstotliwości promieniowania laserowego.

Sposób stabilizacji częstotliwości promieniowania laserowego, polega na tym, że wiązkę światła z lasera stabilizowanego 1 dzieli się w sprzęgaczu światłowodowym 3 na dwie wiązki pomiarową i odniesienia. Wiązkę pomiarową transmituje się przez siatkę Bragga 5 do pierwszego detektora 6, w którym wiązkę pomiarową poddaje się fotodetekcji w wyniku czego otrzymuje się sygnał elektryczny pomiarowy, zaś wiązkę doniesienia poddaje się fotodetekcji w drugim detektorze 4 w wyniku czego otrzymuje się sygnał elektryczny odniesienia. Następnie w komparatorze 7 porównuje się amplitudę elektrycznego sygnału pomiarowego z amplitudą elektrycznego sygnału odniesienia będącego źródłem odniesienia mocy lasera, i wyznacza się sygnał błędu, po czym sygnał błędu przetwarza się na sygnał sterujący za pomocą układu regulacji 8 i układu przestrajającego 9, steruje się częstotliwością pracy lasera 1.

Układ stabilizacji częstotliwości promieniowania laserowego ma laser stabilizowany 1, z którego sygnał optyczny jest kierowany przez kolimator światłowodowy 2 na drugie wejście We2 sprzęgacza światłowodowego 3. Z pierwszego wyjścia Wy1 sprzęgacza światłowodowego 3 sygnał optyczny trafia do drugiego fotodetektora 4, z którego sygnał elektryczny jest kierowany do pierwszego wejścia We1

PL 213 946 B1 komparatora 7. Sygnał optyczny z drugiego wyjścia Wy2 sprzęgacza światłowodowego 3 jest kierowany przez światłowodową siatkę Bragga 5 do pierwszego fotodetektora 6, z którego sygnał elektryczny kierowany jest do drugiego wejścia We2 komparatora 7. Z komparatora 7 sygnał błędu kierowany jest przez układ regulacji 8 do układu przestrajającego 9 sterującego częstotliwością lasera 1.

Claims (2)

1. Sposób stabilizacji częstotliwości promieniowania laserowego, znamienny tym, że wiązkę światła z lasera stabilizowanego (1) dzieli się w sprzęgaczu światłowodowym, na dwie wiązki pomiarową i odniesienia, przy czym wiązkę pomiarową transmituje się przez siatkę Bragga (5) do pierwszego detektora (6), w którym wiązkę pomiarową poddaje się fotodetekcji w wyniku czego otrzymuje się sygnał elektryczny pomiarowy, zaś wiązkę doniesienia poddaje się fotodetekcji w drugim detektorze (4) w wyniku czego otrzymuje się sygnał elektryczny odniesienia, następnie w komparatorze (7) amplitudę elektrycznego sygnału pomiarowego porównuje się z amplitudą elektrycznego sygnału odniesienia będącego źródłem odniesienia mocy lasera (1), i wyznacza się sygnał błędu, po czym sygnał błędu przetwarza się na sygnał sterujący i za pomocą układu regulacji (8) i układu przestrajającego (9), steruje się częstotliwością pracy lasera.

2. Układ stabilizacji częstotliwości promieniowania laserowego wyposażony w detektor promieniowania, znamienny tym, że sygnał optyczny z lasera stabilizowanego (1) jest kierowany przez kolimator światłowodowy (2) na drugie wejście (We2) sprzęgacza światłowodowego (3), natomiast sygnał optyczny z pierwszego wyjścia (Wy1) sprzęgacza światłowodowego (3) przesyłany jest do drugiego fotodetektora (4), z którego sygnał elektryczny jest kierowany do pierwszego wejścia (We1) komparatora (7) a sygnał optyczny z drugiego wyjścia (Wy2) sprzęgacza światłowodowego (3) jest kierowany przez światłowodową siatkę Bragga (5) do pierwszego fotodetektora (6), z którego sygnał elektryczny kierowany jest do drugiego wejścia (We2) komparatora (7), zaś z komparatora (7) sygnał błędu kierowany jest przez układ regulacji (8) do układu przestrajającego (9) sterującego częstotliwością lasera (1).