RU210805U1 - Spectral-selective device for laser radiation frequency stabilization systems - Google Patents

Spectral-selective device for laser radiation frequency stabilization systems Download PDF

Info

Publication number
RU210805U1
RU210805U1 RU2021139405U RU2021139405U RU210805U1 RU 210805 U1 RU210805 U1 RU 210805U1 RU 2021139405 U RU2021139405 U RU 2021139405U RU 2021139405 U RU2021139405 U RU 2021139405U RU 210805 U1 RU210805 U1 RU 210805U1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
optical
thermal shield
laser radiation
resonator
radiation
Prior art date
Application number
RU2021139405U
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Денис Сергеевич Крючков
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Физический институт им. П.Н. Лебедева Российской академии наук
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Физический институт им. П.Н. Лебедева Российской академии наук filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Физический институт им. П.Н. Лебедева Российской академии наук
Priority to RU2021139405U priority Critical patent/RU210805U1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU210805U1 publication Critical patent/RU210805U1/en

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01SDEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
    • H01S3/00Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
    • H01S3/02Constructional details
    • H01S3/04Arrangements for thermal management

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Lasers (AREA)

Abstract

Полезная модель относится оптико-электронной технике и может быть использована в качестве спектрально-селективных устройств, используемых для стабилизации частот излучения независимых лазерных источников к частотам собственных резонансов эталонных интерферометров Фабри-Перо, а также в оптических стандартах частоты или квантовых вычислителях на нейтральных атомах или ионах для последовательного возбуждения переходов между их электронными состояниями. Требуемый технический результат, заключающийся в повышении точности и стабильности работы, достигается в устройстве, содержащем размещенный в корпусе оптический резонатор с оптическим доступом резонатора вдоль оптической оси, совпадающей с его осью симметрии, причем корпус, выполненный с возможностью размещения в вакуумной камере, состоит из внутреннего пассивного теплового экрана, в котором осесимметрично на подвесе закрепляется оптический резонатор, и из активного теплового экрана, закрепленного поверх внутреннего пассивного теплового экрана и в котором через переходную радиусно-плоский элемент из бескислородной меди установлены два последовательно соединенных активных элемента системы температурной стабилизации в виде термоэлектрических модулей Пельтье, ответные части которых выполнены с возможностью соединения с корпусом вакуумной камеры, а также из радиационного экрана, закрепленного поверх активного теплового экрана. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.The utility model relates to optical-electronic engineering and can be used as spectral-selective devices used to stabilize the frequencies of radiation from independent laser sources to the frequencies of natural resonances of reference Fabry-Perot interferometers, as well as in optical frequency standards or quantum computers based on neutral atoms or ions for sequential excitation of transitions between their electronic states. The required technical result, which consists in increasing the accuracy and stability of operation, is achieved in a device containing an optical resonator placed in a housing with optical access of the resonator along the optical axis coinciding with its axis of symmetry, and the housing, which can be placed in a vacuum chamber, consists of an internal passive thermal shield, in which an optical resonator is fixed axisymmetrically on a suspension, and from an active thermal shield, fixed over an internal passive thermal shield and in which two series-connected active elements of the temperature stabilization system in the form of thermoelectric modules are installed through a transitional radius-flat element made of oxygen-free copper Peltier, the mating parts of which are made with the possibility of connection with the body of the vacuum chamber, as well as from a radiation shield fixed over the active thermal shield. 3 w.p. f-ly, 3 ill.

Description

Полезная модель относится оптико-электронной технике и может быть использована в качестве спектрально-селективных устройств, используемых для стабилизации частот излучения независимых лазерных источников к частотам собственных резонансов эталонных интерферометров Фабри-Перо, а также в оптических стандартах частоты или квантовых вычислителях на нейтральных атомах или ионах для последовательного возбуждения переходов между их электронными состояниями. Например, для спектроскопии электрического квадрупольного перехода иона изотопа иттербия 171 в радиочастотной ловушке Пауля необходимо использование «вспомогательных» лазерных систем доплеровского охлаждения на длине полны 369 нм, и перекачки на длинах волн 760 и 935 нм. Кроме того, для спектроскопии магнито-дипольного перехода в нейтральный атомах тулия в магнитооптической ловушке необходимы 418,8 нм накачивающая лазерная система, 532 нм -вторичное охлаждение и 506.2 нм - третья стадия охлаждения. Для большинства из перечисленных выше переходов спектральная ширина линии свободной генерации лазерной системы многократно превосходит естественную ширину линии, что требует дополнительной стабилизации частоты лазерного источника. Хорошим примером служит также лазерная система для вторичного охлаждения нейтрального изотопа стронция 87, где охлаждающий переход на длине волны 689 нм имеет естественную ширину линии ~ 7 кГц, что существенно меньше, чем спектральная ширина линии генерации доступного источника [https://www.toptica/com/products/tunable-diode-lasers/ecdl-dtb-lasers/dl-pro].The utility model relates to optical-electronic engineering and can be used as spectral-selective devices used to stabilize the frequencies of radiation from independent laser sources to the frequencies of natural resonances of reference Fabry-Perot interferometers, as well as in optical frequency standards or quantum computers based on neutral atoms or ions for sequential excitation of transitions between their electronic states. For example, for the spectroscopy of the electric quadrupole transition of the ytterbium isotope 171 ion in an RF Paul trap, it is necessary to use "auxiliary" laser systems for Doppler cooling at a total length of 369 nm, and pumping at wavelengths of 760 and 935 nm. In addition, spectroscopy of the magnetic dipole transition in neutral thulium atoms in a magneto-optical trap requires a 418.8 nm pumping laser system, 532 nm secondary cooling, and 506.2 nm third stage cooling. For most of the transitions listed above, the spectral width of the free-running line of the laser system is many times greater than the natural linewidth, which requires additional stabilization of the frequency of the laser source. A good example is also the laser system for the secondary cooling of the neutral isotope of strontium 87, where the cooling transition at a wavelength of 689 nm has a natural linewidth of ~ 7 kHz, which is significantly less than the spectral linewidth of an available source [https://www.toptica/ com/products/tunable-diode-lasers/ecdl-dtb-lasers/dl-pro].

Известно спектрально-селективное устройство [RU 2526584, С2, G01J 3/44, 27.08.2017], содержащий микроскопный объектив или микроскоп, укомплектованный и подключенный к компьютеру одно- или двухкоординатным транслятором образца в плоскости, перпендикулярной оптической оси объектива, и выполнен с возможностью управления устройством перемещения образца, а также синхронизации пошагового сканирования образца и идентификации вещества на каждом шаге с фокусировкой лазерного луча объективом микроскопа в пятно микронных или субмикронных размеров..A spectrally selective device is known [RU 2526584, C2, G01J 3/44, 08/27/2017], containing a microscope lens or microscope, equipped and connected to a computer with a one- or two-coordinate sample translator in a plane perpendicular to the optical axis of the lens, and is configured to control of the device for moving the sample, as well as synchronization of step-by-step scanning of the sample and identification of the substance at each step with the focusing of the laser beam by the microscope objective into a spot of micron or submicron sizes.

Недостатком устройства является относительно ограниченная область применения, исключающая возможность его использования в качестве спектрально-селективного устройства для систем стабилизации частоты лазерного излучения.The disadvantage of the device is a relatively limited scope, which excludes the possibility of its use as a spectrally selective device for systems for stabilizing the frequency of laser radiation.

Известно также устройство, в состав которого входит спектрально-селективный отражающий элемент [RU 2564517, С2, H01S 3/067, 10.10.2015] и представляющее собой волоконный импульсный линейный лазер с пассивной синхронизацией мод излучения, который содержит оптически связанные источник излучения накачки, поддерживающий поляризацию излучения волоконный линейный резонатор, содержащий последовательно расположенные спектрально селективный отражающий элемент, коллиматор, торец волокна, не отражающий излучение лазера назад в это волокно, усиливающее волокно, минимум один волоконный модуль спектрального сведения для введения излучения накачки в резонатор, минимум один поляризационно-зависимый ответвитель для вывода излучения из резонатора, торец волокна, не отражающий излучение лазера назад в это волокно, коллиматор, фокусирующий излучение оптический элемент, зеркало резонатора. Зеркало резонатора расположено на плоской поверхности прозрачного для излучения лазера оптического элемента с керровской нелинейностью и толщиной более 0,5 мм, вторая плоская поверхность которого расположена между зеркалом и фокусирующим излучение оптическим элементом и имеет угол наклона более одного градуса к оси резонатора лазера.A device is also known, which includes a spectrally selective reflective element [RU 2564517, C2, H01S 3/067, 10.10.2015] and which is a pulsed fiber laser with passive mode locking of radiation, which contains an optically coupled pump radiation source that supports radiation polarization a fiber linear resonator containing a spectrally selective reflective element, a collimator, a fiber end that does not reflect laser radiation back into this fiber, an amplifying fiber, at least one spectral convergence fiber module for introducing pump radiation into the resonator, at least one polarization-dependent coupler for the output of radiation from the resonator, the end of the fiber, which does not reflect the laser radiation back into this fiber, the collimator, the optical element that focuses the radiation, the mirror of the resonator. The resonator mirror is located on a flat surface of an optical element transparent for laser radiation with a Kerr nonlinearity and a thickness of more than 0.5 mm, the second flat surface of which is located between the mirror and the radiation focusing optical element and has an inclination angle of more than one degree to the laser resonator axis.

Недостатком спектрально - селективного отражающего элемента является относительно ограниченная область применения, не позволяющая его использование в качестве спектрально-селективного устройства для систем стабилизации частоты лазерного излучения.The disadvantage of a spectrally selective reflective element is a relatively limited scope, which does not allow its use as a spectrally selective device for laser radiation frequency stabilization systems.

Наиболее близким по технической сущности к предложенному является спектрально - селективное устройство эмиссии излучения [RU 2691056, С2, H05K 7/20, 10.06.2019], расположенное на корпусе вычислительного средства и которое во время работы выполнено с возможностью испускать излучение при его нагревании одним или более электрическими компонентами до температуры, приближенной к рабочей, на одной или более длинах волн электромагнитной энергии, каковые одна или более длины волн электромагнитной энергии соответствуют дальней инфракрасной области спектра, и отражать излучение на одной или более других длинах волн электромагнитной энергии, каковые одна или более других длин волн электромагнитной энергии соответствуют ближней инфракрасной области спектра и видимой области спектра.The closest in technical essence to the proposed one is a spectrally selective radiation emission device [RU 2691056, C2, H05K 7/20, 06/10/2019], located on the computer case and which during operation is configured to emit radiation when it is heated by one or more electrical components to near operating temperature at one or more wavelengths of electromagnetic energy, which one or more wavelengths of electromagnetic energy correspond to the far infrared region of the spectrum, and reflect radiation at one or more other wavelengths of electromagnetic energy, which one or more other wavelengths of electromagnetic energy correspond to the near infrared region of the spectrum and the visible region of the spectrum.

Недостатком наиболее близкого технического решения является относительно ограниченная область применения, не позволяющая его использование в качестве спектрально-селективного устройства для систем стабилизации частоты лазерного излучения, а также относительно низкая точность и стабильность работы в широком диапазоне внешних температур.The disadvantage of the closest technical solution is a relatively limited scope, which does not allow its use as a spectrally selective device for laser radiation frequency stabilization systems, as well as relatively low accuracy and stability in a wide range of external temperatures.

Задачей, которая решается в полезной модели, является создание спектрально-селективного устройства для систем стабилизации частоты лазерного излучения, обладающего более высокой точностью и стабильностью работы в широком диапазоне внешних температур.The task that is solved in the utility model is to create a spectrally selective device for systems for stabilizing the frequency of laser radiation, which has a higher accuracy and stability in a wide range of external temperatures.

Требуемый технический результат заключается в повышении точности и стабильности работы устройства при использовании нескольких устройств в одном вакуумном объеме.The desired technical result is to improve the accuracy and stability of the device when using multiple devices in one vacuum volume.

Поставленная задача решается, а требуемый технический результат достигается тем, что устройство, содержащее размещенный в корпусе оптический резонатор с оптическим доступом резонатора вдоль оптической оси, совпадающей с его осью симметрии, согласно полезной модели, корпус, выполненный с возможностью размещения в вакуумной камере, состоит из внутреннего пассивного теплового экран, в котором осесимметрично на подвесе закрепляется оптический резонатор, и из активного теплового экрана, закрепленного поверх внутреннего пассивного теплового экрана и в котором через переходную радиусно-плоский элемент из бескислородной меди установлены два последовательно соединенных активных элемента системы температурной стабилизации в виде термоэлектрических модулей Пельтье, ответные части которых выполнены с возможностью соединения с корпусом вакуумной камеры, а также из радиационного экрана, закрепленного поверх активного теплового экрана.The problem is solved, and the required technical result is achieved by the fact that a device containing an optical resonator located in the housing with optical access of the resonator along the optical axis coinciding with its axis of symmetry, according to the utility model, the housing, made with the possibility of placement in a vacuum chamber, consists of an internal passive thermal shield, in which an optical resonator is fixed axisymmetrically on a suspension, and from an active thermal shield, fixed over the internal passive thermal shield and in which two series-connected active elements of the temperature stabilization system in the form of thermoelectric Peltier modules, the counterparts of which are made with the possibility of connection with the body of the vacuum chamber, as well as from the radiation shield fixed over the active thermal shield.

Кроме того, требуемый технический результат достигается тем, что каждый из активных элементов системы температурной стабилизации в виде термоэлектрических модулей Пельтье выполнен мощностью не менее 3 Вт и габаритами не более 40 x 40 x 6 мм.In addition, the required technical result is achieved by the fact that each of the active elements of the temperature stabilization system in the form of Peltier thermoelectric modules is made with a power of at least 3 W and dimensions of no more than 40 x 40 x 6 mm.

Кроме того, требуемый технический результат достигается тем, что переходный радиусно-плоский элемент из бескислородной меди и каждый из активных элементов системы температурной стабилизации в виде термоэлектрических модулей Пельтье установлены с использованием высоковакуумного теплопроводящего клея TorrSeal.In addition, the required technical result is achieved by the fact that the transitional radial-flat element made of oxygen-free copper and each of the active elements of the temperature stabilization system in the form of Peltier thermoelectric modules are installed using TorrSeal high-vacuum heat-conducting adhesive.

Кроме того, требуемый технический результат достигается тем, что переходный радиусно-плоский элемент из бескислородной меди и каждый из активных элементов системы температурной стабилизации в виде термоэлектрических модулей Пельтье установлены путем пайки индиевым припоем.In addition, the required technical result is achieved by the fact that the transitional radius-flat element made of oxygen-free copper and each of the active elements of the temperature stabilization system in the form of Peltier thermoelectric modules are installed by soldering with indium solder.

На чертеже представлено спектрально-селективное устройство для систем стабилизации частоты лазерного излучения;The drawing shows a spectrally selective device for laser frequency stabilization systems;

на фиг. 1 - спектрально-селективное устройство для систем стабилизации частоты лазерного излучения в разрезе;in fig. 1 - spectral-selective device for systems for stabilizing the frequency of laser radiation in the section;

на фиг. 2 - спектрально-селективное устройство для систем стабилизации частоты лазерного излучения вид со стороны;in fig. 2 - spectral-selective device for systems for stabilizing the frequency of laser radiation, side view;

на фиг. 3 - пример системы из трех спектрально-селективное устройство для систем стабилизации частоты лазерного излучения, помещенных в примерное основание вакуумной камеры.in fig. 3 is an example of a system of three spectral selective devices for laser frequency stabilization systems placed in an exemplary base of a vacuum chamber.

Спектрально-селективное устройство 1 для систем стабилизации частоты лазерного излучения содержит оптический резонатор 2 с оптическим доступом 3 (окошком) резонатора вдоль оптической оси, совпадающей с его осью симметрии.Spectral selective device 1 for laser frequency stabilization systems contains an optical resonator 2 with optical access 3 (window) of the resonator along the optical axis coinciding with its axis of symmetry.

В спектрально-селективном устройстве для систем стабилизации частоты лазерного излучения выполнено с возможностью размещения в вакуумной камере (фиг. 3) и состоит из внутреннего пассивного теплового экран 4, в котором осесимметрично на подвесе закрепляется оптический резонатор 2, и из активного теплового экрана 5, закрепленного поверх внутреннего пассивного теплового экрана 4 и в котором через переходной радиусно-плоский элемент 6 из бескислородной меди установлены два последовательно соединенных активных элемента 7 системы температурной стабилизации в виде термоэлектрических модулей Пельтье, ответные части которых выполнены с возможностью соединения с корпусом вакуумной камеры, а также из радиационного экрана 8, закрепленного поверх активного теплового экрана 5.In the spectrally selective device for systems for stabilizing the frequency of laser radiation, it is made with the possibility of being placed in a vacuum chamber (Fig. 3) and consists of an internal passive thermal screen 4, in which an optical resonator 2 is fixed axisymmetrically on a suspension, and from an active thermal screen 5, fixed over the internal passive thermal screen 4 and in which two series-connected active elements 7 of the temperature stabilization system in the form of Peltier thermoelectric modules are installed through the transitional radial-flat element 6 made of oxygen-free copper, the mating parts of which are made with the possibility of connection to the vacuum chamber body, as well as from radiation shield 8 fixed on top of the active thermal shield 5.

В частном случае выполнения устройства каждый из активных элементов 7 системы температурной стабилизации в виде термоэлектрических модулей Пельтье выполнены мощностью не менее 3 Вт и габаритами не более 40 x 40 x 6 мм. Кроме того, переходный радиусно-плоский элемент 6 из бескислородной меди и каждый из активных элементов системы 7 температурной стабилизации в виде термоэлектрических модулей Пельтье установлены или с использованием высоковакуумного теплопроводящего клея TorrSeal или путем пайки индиевым припоем. Ответной частью к элементам Пельтье (также являющейся радиатором для них) может служить корпус вакуумной камеры, например, 9 (фиг. 3), в которой может быть использовано устройство.In a particular case of the device, each of the active elements 7 of the temperature stabilization system in the form of thermoelectric Peltier modules is made with a power of at least 3 W and dimensions of no more than 40 x 40 x 6 mm. In addition, the transitional radius-flat element 6 of oxygen-free copper and each of the active elements of the temperature stabilization system 7 in the form of Peltier thermoelectric modules are installed either using high-vacuum heat-conducting adhesive TorrSeal or by soldering with indium solder. The counterpart to the Peltier elements (which is also a radiator for them) can be the body of the vacuum chamber, for example, 9 (Fig. 3), in which the device can be used.

Требуемое количество таких модулей может быть помещено в вакуумную камеру с соответствующим оптическим доступом и независимыми для каждого модуля системами температурной стабилизации, что сделает возможным их использование в качестве эталонов для стабилизации частоты лазерного излучения (фиг. 3).The required number of such modules can be placed in a vacuum chamber with appropriate optical access and temperature stabilization systems independent for each module, which will make it possible to use them as standards for laser radiation frequency stabilization (Fig. 3).

Используется спектрально-селективное устройство для систем стабилизации частоты лазерного излучения следующим образом.A spectral selective device is used for systems for stabilizing the frequency of laser radiation as follows.

Устройство представляет собой оптический опорный высокодобротный резонатор, помещенный в три тепловых экрана с оптическим доступом вдоль главной оси симметрии. Требуемое количество таких устройств может быть помещено в вакуумную камеру с соответствующим оптическим доступом и независимыми для каждого модуля системами температурной стабилизации, что сделает возможным их использование в качестве нескольких эталонов для стабилизации частоты лазерного излучения.The device is an optical reference high-Q resonator placed in three thermal screens with optical access along the main axis of symmetry. The required number of such devices can be placed in a vacuum chamber with appropriate optical access and temperature stabilization systems independent for each module, which will make it possible to use them as several standards for laser radiation frequency stabilization.

Оптический резонатор имеет резкость не менее 50000 и представляет собой цилиндр из материала КУ-1. Его длина составляет 100 мм, диаметр -50 мм, по главной оси симметрии выполнен канал диаметром 10 мм. Через центральную поперечную плоскость проходит вспомогательный канал диаметром 5 мм для обеспечения откачки объема между зеркалами.The optical resonator has a sharpness of at least 50,000 and is a cylinder made of KU-1 material. Its length is 100 mm, its diameter is 50 mm, and a channel with a diameter of 10 mm is made along the main axis of symmetry. An auxiliary channel 5 mm in diameter passes through the central transverse plane to provide pumping of the volume between the mirrors.

Зеркала, обладающие максимальным коэффициентом отражения на требуемой длине волны лазерного излучения, состоящие из подложек, материал - КУ-1 толщиной 5 мм и диаметром 12.7 мм и диэлектрического отражающего покрытия, крепятся на торцах цилиндра оптическим контактированием так, чтобы их центры совпадали с осью симметрии воздушного канала. Одно зеркало - плоско-плоское, второе - плосковогнутое радиусом кривизны в диапазоне 500 - 4500 мм.Mirrors with the maximum reflection coefficient at the required wavelength of laser radiation, consisting of substrates, material - KU-1 5 mm thick and 12.7 mm in diameter, and a dielectric reflective coating, are mounted on the ends of the cylinder by optical contact so that their centers coincide with the symmetry axis of the air channel. One mirror is flat-flat, the second is plano-concave with a radius of curvature in the range of 500 - 4500 mm.

На теле размещены две группы из трех точек детерминированного подвеса. Плоскости, в которых лежат группы точек подвеса, параллельны торцевым, а диаметр окружности, проходящей через точки, меньше диметра цилиндра на 5 мм. Варьированием удаления плоскостей точек подвеса от торцевых плоскостей при конечно-элементном анализе упругих деформаций тела под действием силы гравитации возможно получение минимального смещения торцевых плоскостей при изгибе зафиксированного в системе подвеса тела под действием гравитации.Two groups of three points of deterministic suspension are placed on the body. The planes in which the groups of suspension points lie are parallel to the end planes, and the diameter of the circle passing through the points is 5 mm less than the diameter of the cylinder. By varying the distance of the planes of the suspension points from the end planes in the finite element analysis of elastic deformations of the body under the action of gravity, it is possible to obtain the minimum displacement of the end planes during bending of the body fixed in the suspension system under the action of gravity.

Резонатор распираются в кольцах системы подвеса, выполненного из политетрафторэтилена, шпильками МЗ из нержавеющей стали AISI 304, концевики которых упираются до радиально-симметричных засверловок в теле резонатора (точках подвеса). Кольца системы подвеса распираются шпильками из политетрафторэтилена в пассивном тепловом экране. Для обеспечения единого радиационного контура на торцевых крышках теплового экрана вдоль оптической оси резонатора устанавливаются окна из КУ-1, просветленные для рабочей длины волны резонатора. Окна устанавливаются под углом 4°, что предотвращает формирование «паразитного интерферометра».The resonator is expanded in the rings of the suspension system, made of polytetrafluoroethylene, with AISI 304 stainless steel MZ studs, the ends of which abut against radially symmetric drillings in the resonator body (suspension points). The rings of the suspension system are bursting with polytetrafluoroethylene studs in a passive heat shield. To ensure a single radiation circuit, on the end caps of the thermal screen along the optical axis of the resonator, windows made of KU-1 are installed, which are coated for the operating wavelength of the resonator. The windows are set at an angle of 4°, which prevents the formation of a "parasitic interferometer".

Резонатор, системы подвеса и пассивный тепловой экран осесимметрично закрепляется в активном тепловом экране, представляющем собой цилиндр из бескислородной меди, за счет шпилек МЗ из политетрафторэтилена.The resonator, the suspension systems and the passive heat shield are axially symmetrically fixed in the active heat shield, which is a cylinder of oxygen-free copper, using polytetrafluoroethylene MZ pins.

Радиационный экран из 1-но мм листа Д16Т крепится через опорные втулки к активному тепловому экрану.The radiation shield made of 1 mm sheet D16T is attached through support sleeves to the active thermal shield.

Работа устройства по функциональному назначению состоит в установке его в вакуумную камеру и последующей стабилизации относительно него частоты излучения произвольного лазерного источника, например, методом фазово-модуляционной спектроскопии. Система температурной стабилизации устройства, включающая три тепловые экрана и активный элемент Пельтье, при условии вакуумирования до давления менее 10Е-7 мБар, позволяет стабилизировать температуру резонатора к произвольной точке в диапазоне 0-40 градусов. Более того, конструкцией устройства обеспечивается корректная работа системы температурной стабилизации при помещении в один вакуумный объем нескольких устройств (фиг. 3).The operation of the device according to its functional purpose consists in installing it in a vacuum chamber and subsequent stabilization of the radiation frequency of an arbitrary laser source relative to it, for example, by the method of phase modulation spectroscopy. The temperature stabilization system of the device, which includes three thermal screens and an active Peltier element, under the condition of evacuation to a pressure of less than 10E-7 mbar, allows stabilizing the resonator temperature to an arbitrary point in the range of 0-40 degrees. Moreover, the design of the device ensures the correct operation of the temperature stabilization system when several devices are placed in one vacuum volume (Fig. 3).

Таким образом, благодаря конструкции устройства, достигается требуемый технический результат, который заключается в повышении точности и стабильности работы устройства при использовании нескольких устройств в одном вакуумном объеме (вакуумной камере).Thus, due to the design of the device, the required technical result is achieved, which is to increase the accuracy and stability of the device when using several devices in one vacuum volume (vacuum chamber).

Claims (4)

1. Спектрально-селективное устройство для систем стабилизации частоты лазерного излучения, содержащее размещенный в корпусе оптический резонатор с оптическим доступом резонатора вдоль оптической оси, совпадающей с его осью симметрии, отличающееся тем, что корпус, выполненный с возможностью размещения в вакуумной камере, состоит из внутреннего пассивного теплового экран, в котором осесимметрично на подвесе закрепляется оптический резонатор, и из активного теплового экрана, закрепленного поверх внутреннего пассивного теплового экрана и в котором через переходную радиусно-плоский элемент из бескислородной меди установлены два последовательно соединенных активных элемента системы температурной стабилизации в виде термоэлектрических модулей Пельтье, ответные части которых выполнены с возможностью соединения с корпусом вакуумной камеры, а также из радиационного экрана, закрепленного поверх активного теплового экрана.1. A spectrally selective device for systems for stabilizing the frequency of laser radiation, containing an optical resonator placed in a housing with optical access of the resonator along the optical axis coinciding with its axis of symmetry, characterized in that the housing, which can be placed in a vacuum chamber, consists of an internal passive thermal shield, in which an optical resonator is fixed axisymmetrically on a suspension, and from an active thermal shield, fixed over an internal passive thermal shield and in which two series-connected active elements of the temperature stabilization system in the form of thermoelectric modules are installed through a transitional radius-flat element made of oxygen-free copper Peltier, the mating parts of which are made with the possibility of connection with the body of the vacuum chamber, as well as from a radiation shield fixed over the active thermal shield. 2. Спектрально-селективное устройство для систем стабилизации частоты лазерного излучения по п. 1, отличающееся тем, что каждый из активных элементов системы температурной стабилизации в виде термоэлектрических модулей Пельтье выполнен мощностью не менее 3 Вт и габаритами не более 40 х 40 х 6 мм.2. A spectrally selective device for laser radiation frequency stabilization systems according to claim 1, characterized in that each of the active elements of the temperature stabilization system in the form of Peltier thermoelectric modules is made with a power of at least 3 W and dimensions of not more than 40 x 40 x 6 mm. 3.Спектрально-селективное устройство для систем стабилизации частоты лазерного излучения по п. 1, отличающееся тем, что переходный радиусно-плоский элемент из бескислородной меди и каждый из активных элементов системы температурной стабилизации в виде термоэлектрических модулей Пельтье установлены с использованием высоковакуумного теплопроводящего клея TorrSeal.3. A spectrally selective device for systems for stabilizing the frequency of laser radiation according to claim 1, characterized in that the transitional radius-flat element made of oxygen-free copper and each of the active elements of the temperature stabilization system in the form of thermoelectric Peltier modules are installed using high-vacuum thermally conductive adhesive TorrSeal. 4. Спектрально-селективное устройство для систем стабилизации частоты лазерного излучения по п. 1, отличающееся тем, что переходный радиусно-плоский элемент из бескислородной меди и каждый из активных элементов системы температурной стабилизации в виде термоэлектрических модулей Пельтье установлены путем пайки индиевым припоем.4. A spectrally selective device for systems for stabilizing the frequency of laser radiation according to claim 1, characterized in that the transitional radius-flat element made of oxygen-free copper and each of the active elements of the temperature stabilization system in the form of thermoelectric Peltier modules are installed by soldering with indium solder.
RU2021139405U 2021-12-28 2021-12-28 Spectral-selective device for laser radiation frequency stabilization systems RU210805U1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021139405U RU210805U1 (en) 2021-12-28 2021-12-28 Spectral-selective device for laser radiation frequency stabilization systems

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2021139405U RU210805U1 (en) 2021-12-28 2021-12-28 Spectral-selective device for laser radiation frequency stabilization systems

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU210805U1 true RU210805U1 (en) 2022-05-05

Family

ID=81459140

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2021139405U RU210805U1 (en) 2021-12-28 2021-12-28 Spectral-selective device for laser radiation frequency stabilization systems

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU210805U1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2216081C1 (en) * 2002-06-03 2003-11-10 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт газоразрядных приборов "Плазма" Variable-wavelength laser
DE69736742T2 (en) * 1996-04-08 2007-08-16 Uab Research Foundation, Birmingham ROOM TEMPERATURE STABLE COLOR CENTER LASER, LiF: F2 + ** MATERIAL AND LASER PROCESS
RU2352038C1 (en) * 2007-10-16 2009-04-10 Институт лазерной физики Сибирского отделения Российской академии наук Method of stabilisation of laser emission frequency
RU152284U1 (en) * 2014-11-13 2015-05-20 Общество с ограниченной ответственностью "КДП" THERMOSTABILIZED SCAN CONFOCAL INTERFEROMETER

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE69736742T2 (en) * 1996-04-08 2007-08-16 Uab Research Foundation, Birmingham ROOM TEMPERATURE STABLE COLOR CENTER LASER, LiF: F2 + ** MATERIAL AND LASER PROCESS
RU2216081C1 (en) * 2002-06-03 2003-11-10 Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт газоразрядных приборов "Плазма" Variable-wavelength laser
RU2352038C1 (en) * 2007-10-16 2009-04-10 Институт лазерной физики Сибирского отделения Российской академии наук Method of stabilisation of laser emission frequency
RU152284U1 (en) * 2014-11-13 2015-05-20 Общество с ограниченной ответственностью "КДП" THERMOSTABILIZED SCAN CONFOCAL INTERFEROMETER

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US11322906B2 (en) Compact mode-locked laser module
US10283939B2 (en) Low cost optical pump laser package
Krupke et al. Properties of an unstable confocal resonator CO 2 laser system
Blake et al. The Berkeley tunable far infrared laser spectrometers
US8594141B2 (en) Femtosecond laser apparatus using laser diode optical pumping module
US11381059B2 (en) Stabilized diode laser
US8989224B2 (en) Apparatus for femtosecond laser optically pumped by laser diode pumping module
US20020105998A1 (en) Ring resonator based narrow-linewidth semiconductor lasers
WO2022165582A1 (en) Housing an etalon in a frequency reference system
KR20210005215A (en) Characteristics of optical elements
CN113962396A (en) Distributed ion trap system
Zhdanov et al. Continuous wave Cs diode pumped alkali laser pumped by single emitter narrowband laser diode
RU210805U1 (en) Spectral-selective device for laser radiation frequency stabilization systems
EP0098143A2 (en) Combined laser resonator structure
WO2011154405A1 (en) A tunable laser system
US11349271B2 (en) Fixed bulk compressor for use in a chirped pulse amplification system
CA2332864C (en) Scalable vertically diode-pumped solid-state lasers
US4461006A (en) Synchronously pumped mode-locked semiconductor platelet laser
Hildenstein et al. High-power, high-beam quality miniaturized laser module for pumping of solid state lasers at 980 nm
Kudryashov et al. Tunable Q-switched solid state laser for methane detection
Röcker et al. Ultrafast thin-disk multipass laser amplifier scheme avoiding misalignment induced by natural convection of the ambient air
CN214227345U (en) Air-cooled dual-waveband wide-tuning narrow linewidth laser
WO2024019727A1 (en) Ovens for nonlinear optical crystals and method of use
Liu et al. VCSEL end-pumped 1319nm Nd: YAG Q-switched laser
Bronski Development of a process for characterization of Nd: YAG crystals