RU2091937C1 - Способ измерения фазовой невзаимности в кольцевом резонаторе твердотельного лазера - Google Patents
Способ измерения фазовой невзаимности в кольцевом резонаторе твердотельного лазера Download PDFInfo
- Publication number
- RU2091937C1 RU2091937C1 SU5043874A RU2091937C1 RU 2091937 C1 RU2091937 C1 RU 2091937C1 SU 5043874 A SU5043874 A SU 5043874A RU 2091937 C1 RU2091937 C1 RU 2091937C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- laser
- nonreciprocity
- solid
- ring laser
- ring
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Lasers (AREA)
Abstract
Использование: изобретение относится к лазерной технике. Сущность изобретения: способ измерения фазовой невзаимности в кольцевом резонаторе включает измерение релаксационных частот. В способе с помощью цепи полосовой положительной обратной связи модулируют эффективный коэффициент усиления кольцевого лазера или уровень накачки активного элемента, или уровень потерь внутри резонатора кольцевого лазера. 2 з.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Изобретение относится к квантовой электронике и может быть использовано в лазерной гирометрии и измерительной технике.
Известен способ измерения фазовой невзаимности в кольцевом резонаторе твердотельного лазера, основанный на измерении разности частот встречных волн, распространяющихся в кольцевом резонаторе твердотельного лазера [1]
Недостатком указанного способа измерения является ограничение точности измерения, связанное с наличием области захвата частот встречных волн, и достаточно сложная реализация способа, обусловленная необходимостью принятия мер по стабилизации режима двунаправленной генерации в твердотельном кольцевом лазере.
Недостатком указанного способа измерения является ограничение точности измерения, связанное с наличием области захвата частот встречных волн, и достаточно сложная реализация способа, обусловленная необходимостью принятия мер по стабилизации режима двунаправленной генерации в твердотельном кольцевом лазере.
Известен также способ измерения фазовой невзаимности, основанный на использовании специфических свойств взаимодействия встречных волн в твердотельном кольцевом лазере [2] При реализации этого способа в твердотельном кольцевом лазере создают режим однонаправленной генерации, возбуждают релаксационные колебания, измеряют их частоты и по разности частот определяют величину фазовой невзаимности.
Недостатком этого способа, принятого за прототип, является низкое отношение сигнал/шум, ограничивающее точность измерений (П.А. Хандохин, Я.И. Ханин. Квантовая электроника. 1982, т. 9, N 3, с. 637-638). К недостаткам данного способа следует отнести также технические сложности, возникающие при реализации данного способа.
Цель изобретения устранение указанных выше недостатков, т.е. повышение точности измерения и упрощение реализации способа.
Цель достигается тем, что при измерении фазовой невзаимности в кольцевом резонаторе твердотельного лазера, включающем измерение частоты автомодуляционных колебаний, с помощью цепи полосовой положительной обратной связи модулируют эффективный коэффициент усиления кольцевого лазера, причем центральную частоту f0 полосового фильтра обратной связи и его полуширину выбирают, исходя из следующих условий: и , где ωo - циклическая релаксационная частота твердотельного лазера, а T1 -время релаксации инверсной населенности.
Техническая задача по п. 2 формулы изобретения достигается тем, что с помощью цепи положительной обратной связи модулируют уровень накачки активного элемента кольцевого лазера, при этом характеристики полосового фильтра цепи обратной связи удовлетворяют приведенным выше соотношениям.
Техническая задача по п.3 формулы изобретения достигается тем, что с помощью цепи полосовой положительной обратной связи модулируют уровень потерь внутри кольцевого резонатора лазера, причем центральная частота f0 полосового фильтра и его полуширина выбираются из условий и , где ωo циклическая релаксационная частота твердотельного лазера, а T1 время релаксации инверсной населенности.
На фиг. 1 показана принципиальная схема реализации способа по пп.1 и 2 формулы изобретения; на фиг.2 принципиальная схема реализации способа по п. 3; на фиг.3 исследованная схема реализации рассматриваемого способа.
На чертежах обозначено: активный элемент 1, зеркала кольцевого резонатора 2-4, фотоприемник 5, источник накачки 6, полосовой фильтр 7, усилитель 8, блок питания 9, модулятор потерь 10, кольцевой чип-лазер 11, фокусирующая система 12, выходной сигнал 13.
Принцип действия рассматриваемого изобретения заключается в следующем. В кольцевом лазере создается разность добротностей для встречных волн (например, при наложении постоянного магнитного поля на активный элемент), приводящая к установлению режима однонаправленной генерации.
С помощью цепи полосовой положительной обратной связи, модулирующей эффективный коэффициент усиления, в кольцевом лазере возбуждают автомодуляционные колебания интенсивности излучения кольцевого лазера. При указанном выше выборе параметров цепи обратной связи (частоты полосового фильтра f0 и его полуширины Δf) автомодуляционные колебания возбуждаются на одной из ветвей релаксационных колебаний кольцевого лазера, для которой частота релаксационных колебаний следующим образом зависит от расслойки собственных частот кольцевого резонатора Δν, определяемой фазовой невзаимностью в кольцевом резонаторе,
,
измеряя которую, нетрудно определить величину фазовой невзаимности.
,
измеряя которую, нетрудно определить величину фазовой невзаимности.
Частота автомодуляционных колебаний, возбуждающихся в кольцевом лазере с цепью обратной связи, оказывается близкой к релаксационной частоте fр. Диапазон изменения частоты автомодуляции и, следовательно, диапазон измеряемой фазовой невзаимности определяются шириной полосы пропускания фильтра Δf.
Как известно, автомодуляционные колебания в кольцевом лазере могут наблюдаться и в отсутствие цепи полосовой обратной связи. В предлагаемом способе такие автомодуляционные колебания устраняются за счет создания разности добротностей резонатора для встречных волн (подавления одной из волн) и с помощью цепи обратной связи возбуждаются автомодуляционные колебания другого типа, имеющие частоту, близкую к релаксационной частоте fр. Благодаря этому ослабляется зависимость частоты автомодуляции от величины связи встречных волн через обратное рассеяние, являющееся одним из наиболее нестабильных параметров кольцевого лазера, что приводит к повышению точности измерения фазовой невзаимности.
Аналогичным образом производят измерения фазовой невзаимности в кольцевом резонаторе твердотельного кольцевого лазера при модуляции уровня накачки (п.2 формулы изобретения) и уровня потерь (п.3 формулы изобретения). Возможная реализация рассматриваемого способа показана на фиг.3. Фазовая невзаимность измерялась в резонаторе кольцевого чип-лазера 11, аналогично описанному в работе Д.А. Гарбузов и др. Квантовая электроника. 1989, 16, N 12, с. 2423-2425, который накачивался полупроводниковым лазером 6 с помощью фокусирующей системы 12. Цепь положительной обратной связи включала фотоприемник 5, сигнал с которого поступал на полосовой фильтр 7, а затем после усиления (усилителем 8) на управляемый блок питания 9. Изменение выходного напряжения блока питания 9 обеспечивало управление интенсивностью излучения полупроводникового лазера 6. Релаксационная частота чип-лазера равнялась 42,6 кГц. Центральная частота полосового фильтра была выбрана равной , полоса пропускания фильтра . Экспериментальные исследования и проведенное численное моделирование показывают, что включение цепи положительной обратной связи повышает стабильность частоты автомодуляции в несколько раз (в отсутствие положительной связи нестабильность выходного сигнала 10-15 Гц за 10 с, при включении полосовой положительной обратной связи измеренная нестабильность 3-4 Гц).
Таким образом, рассматриваемый способ измерения фазовой невзаимности отличается от прототипа простотой реализации, большей стабильностью, а следовательно, и точностью.
Claims (3)
1. Способ измерения фазовой невзаимности в кольцевом резонаторе твердотельного лазера, включающий измерение релаксационных частот, отличающийся тем, что с помощью цепи полосовой положительной обратной связи модулируют эффективный коэффициент усиления кольцевого лазера, причем центральная частота полосового фильтра цепи обратной связи f0 и его полуширина Δf удовлетворяют следующим условиям:
и
где ωo - циклическая релаксационная частота кольцевого лазера;
Т1 время релаксации инверсной населенности.
и
где ωo - циклическая релаксационная частота кольцевого лазера;
Т1 время релаксации инверсной населенности.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что эффективный коэффициент усиления модулируют путем модуляции уровня накачки активного элемента кольцевого лазера.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что эффективный коэффициент усиления модулируют путем модуляции уровня потерь внутри резонатора кольцевого лазера.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5043874 RU2091937C1 (ru) | 1992-01-29 | 1992-01-29 | Способ измерения фазовой невзаимности в кольцевом резонаторе твердотельного лазера |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU5043874 RU2091937C1 (ru) | 1992-01-29 | 1992-01-29 | Способ измерения фазовой невзаимности в кольцевом резонаторе твердотельного лазера |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2091937C1 true RU2091937C1 (ru) | 1997-09-27 |
Family
ID=21605084
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU5043874 RU2091937C1 (ru) | 1992-01-29 | 1992-01-29 | Способ измерения фазовой невзаимности в кольцевом резонаторе твердотельного лазера |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2091937C1 (ru) |
-
1992
- 1992-01-29 RU SU5043874 patent/RU2091937C1/ru active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. Optics Letters. 1989, 14, N 18, p. 990 - 992. 2. Авторское свидетельство СССР N 1083875, кл. H 01 S 3/083. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
GB1272727A (en) | Travelling-wave regenerative laser amplifier | |
JPH0626279B2 (ja) | チャ−プレ−ザ−安定化システム | |
JPH08195519A (ja) | モード同期レーザの動作安定化装置 | |
EP0196856B1 (en) | Dual-wavelength laser apparatus | |
RU2091937C1 (ru) | Способ измерения фазовой невзаимности в кольцевом резонаторе твердотельного лазера | |
JPH0482072B2 (ru) | ||
Park et al. | Feedback effects in erbium-doped fiber amplifier/source for open-loop fiber-optic gyroscope | |
JP6744942B2 (ja) | 光ファイバジャイロ光源のための対称波長マルチプレクサ | |
CA1287096C (en) | Frequency stabilization of gas lasers | |
US6084893A (en) | Apparatus and method of laser power and frequency stabilization of radio frequency excited laser using optogalvanic effect | |
GB2227878A (en) | Ring laser gyroscope | |
RU2045117C1 (ru) | Способ активной стабилизации частоты излучения кольцевого лазера | |
Mathur et al. | Microwave Light Modulation by an Optically Pumped Rb 87 Vapor | |
RU2064721C1 (ru) | Частотно-стабилизированный газовый лазер | |
JPS63189020A (ja) | 光周波数シフタを用いるレ−ザ励起型セシウム原子発振器 | |
JPH09246631A (ja) | 最高出力を有する単一波長HeNeレーザ | |
SU1452421A1 (ru) | Способ стабилизации частоты излучени лазера | |
JPS61102081A (ja) | 半導体レ−ザの周波数安定化方法 | |
Šícha et al. | A study of the propagation of moving striations in inert gases by means of artificial feedback | |
CN1071789A (zh) | 激光稳频方法及其装置 | |
RU2090967C1 (ru) | Способ синхронизации мод в лазерах | |
RU1572178C (ru) | Способ измерения линейных перемещений | |
JPH0258426A (ja) | 周波数標準器 | |
RU2055431C1 (ru) | Устройство стабилизации частоты лазеров | |
Bikmukhametov et al. | Investigation of the stability of the oscillation frequency of a mercury laser emitting at λ= 1.53 μ |