PL213947B1 - 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 na światłowodowej siatce Bragga na dwie wiązki, z których zarówno wiązka transmitowana przez siatkę Bragga, jak i wiązka odbita od siatki Bragga stanowią wiązki pomiarowe. Następnie obie wiązki poddaje się w detektorach, fotodetekcji w wyniku czego otrzymuje się dwa sygnały elektryczne, a w komparatorze porównuje się amplitudę tych sygnałów i wyznacza się sygnał błędu, po czym sygnałem błędu za pomocą układu regulacji i układu przestrajającego, steruje się częstotliwością pracy stabilizowanego lasera.

Istota układu według wynalazku polega na tym, że sygnał optyczny z lasera stabilizowanego jest kierowany przez kolimator światłowodowy, drugie wejście sprzęgacza światłowodowego, drugie wyjście sprzęgacza światłowodowego na światłowodową siatkę Bragga. Sygnał optyczny transmitowany przez siatkę Bragga kierowany jest do pierwszego fotodetektora, z którego sygnał elektryczny kierowany jest do drugiego wejścia komparatora, a sygnał optyczny odbity od siatki Bragga jest zawracany do drugiego wyjścia sprzęgacza światłowodowego i przez jego pierwsze wejście do drugiego fotodetektora, z którego sygnał elektryczny jest kierowany do pierwszego wejścia komparatora. Z komparatora sygnał błędu kierowany jest przez układ regulacji do układu przestrajającego sterującego częstotliwością lasera stabilizowanego.

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 na światłowodowej siatce Bragga 5 na dwie wiązki, z których zarówno wiązka transmitowana przez siatkę Bragga 5, jak i wiązka odbita od siatki Bragga 5 stanowią wiązki pomiarowe. Następnie obie wiązki poddaje się fotodetekcji w detektorach 4, 6, w wyniku czego otrzymuje się dwa sygnały elektryczne. Po czym w komparatorze 7 porównuje się amplitudę obu sygnałów pomiarowych, i wyznacza się sygnał błędu. Sygnałem błędu za pomocą układu regulacji 8 i układu przestrajającego 9, steruje się częstotliwością pracy lasera stabilizowanego 1.

Układ stabilizacji częstotliwości promieniowania laserowego zawiera laser stabilizowany 1, z którego sygnał optyczny kierowany jest poprzez kolimator światłowodowy 2 do drugiego wejścia We2 sprzęgacza światłowodowego 3 a przez jego drugie wyjście Wy2 na światłowodową siatkę Bragga 5. Następnie sygnał transmitowany przez tą siatkę Bragga 5 kierowany jest do pierwszego fotodetektora 6, a sygnał elektryczny z tego fotodetektora 6 kierowany jest do drugiego wejścia We2 komparatora 7. Natomiast sygnał odbity od siatki Bragga 5 jest kierowany do drugiego wyjścia Wy2 sprzęgacza światłowodowego 3 i przez pierwsze wejście We1 do drugiego fotodetektora 4, a sygnał elektryczny z tego fotodetektora 4 do pierwszego wejścia We1 komparatora 7. Wytworzony przez

PL 213 947 B1 komparator 7 sygnał błędu kierowany jest do układu regulacji 8, a wytworzony w nim sygnał sterujący trafia do układu przestrajającego 9, którego sygnał przestraja częstotliwość lasera 1.

Claims (2)

1. Sposób stabilizacji częstotliwości promieniowania laserowego, znamienny tym, że wiązkę światła z lasera stabilizowanego (1 dzieli się na światłowodowej siatce Bragga (5) na dwie wiązki, z których zarówno wiązka transmitowana przez siatkę Bragga (5), jak i wiązka odbita od siatki Bragga (5) stanowią wiązki pomiarowe, następnie obie wiązki poddaje się w detektorach (4, 6), fotodetekcji w wyniku czego otrzymuje się dwa sygnały elektryczne, a w komparatorze (7) porównuje się amplitudę tych sygnałów i wyznacza się sygnał błędu, po czym sygnałem błędu za pomocą układu regulacji (8) i układu przestrajającego (9), steruje się częstotliwością pracy stabilizowanego lasera (1).

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), drugie wejście (We2) sprzęgacza światłowodowego (3), drugie wyjście (Wy2) sprzęgacza światłowodowego (3) na światłowodową siatkę Bragga (5), przy czym sygnał optyczny transmitowany przez siatkę Bragga (5) kierowany jest do pierwszego fotodetektora (6), z którego sygnał elektryczny kierowany jest do drugiego wejścia (We2) komparatora (7), a sygnał optyczny odbity od siatki Bragga (5) jest zawracany do drugiego wyjścia (Wy2) sprzęgacza światłowodowego (3) i przez jego pierwsze wejście (We1) do drugiego fotodetektora (4), z którego sygnał elektryczny jest kierowany do pierwszego wejścia (We1) komparatora (7), natomiast z komparatora (7) sygnał błędu kierowany jest przez układ regulacji (8) do układu przestrajającego (9) sterującego częstotliwością lasera (1).