SU1452421A1 - Method of stabilization of laser radiation frequency - Google Patents
Method of stabilization of laser radiation frequency Download PDFInfo
- Publication number
- SU1452421A1 SU1452421A1 SU864149132A SU4149132A SU1452421A1 SU 1452421 A1 SU1452421 A1 SU 1452421A1 SU 864149132 A SU864149132 A SU 864149132A SU 4149132 A SU4149132 A SU 4149132A SU 1452421 A1 SU1452421 A1 SU 1452421A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- frequency
- laser
- resonator
- magnetic field
- active medium
- Prior art date
Links
Landscapes
- Lasers (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к области квантовой электроники и может быть использовано при разработке частотно-стабилизированных лазеров. Цель изобретени - повышение стабильности частоты излучени лазера. Сигнал разностной частоты модулируют наложением на активную среду поперечного переменного магнитного пол или пропусканием пульсирующего разр дного тока. Полученный частотно-модулированный сигнал рассогласовани используют дл подстройки длины резонатора. Подстройка длины резонатора осуществл етс по минимуму девиации сигнала разностной частоты, соответствующему центру контура усилени , который определ етс свойствами активной среды и не зависит от частоты опорного генератора. Это повышает стабильность частоты излучени лазера. 3 ил.The invention relates to the field of quantum electronics and can be used in the development of frequency-stabilized lasers. The purpose of the invention is to increase the frequency stability of the laser. The difference frequency signal is modulated by applying a transverse alternating magnetic field to the active medium or by passing a pulsating discharge current. The resulting frequency modulated error signal is used to adjust the length of the resonator. The resonator length adjustment is performed by minimizing the deviation of the difference frequency signal corresponding to the center of the gain circuit, which is determined by the properties of the active medium and does not depend on the frequency of the reference oscillator. This increases the frequency stability of the laser. 3 il.
Description
Изобретение относитс к области квантовой электроники и может быть использовано при разработке частотно стабилизированных лазеров.The invention relates to the field of quantum electronics and can be used in the development of frequency-stabilized lasers.
Целью изобретени вл етс повы-, шение стабильности частоты излучений лазераThe aim of the invention is to improve the stability of the frequency of the laser radiation.
На фиг.I показана схема устройства дл стабилизации частоты изл чени лазера по предлагаемому способу; на фиг.2 - график изменени напр женное™ ти магнитного пол , накладываемого на активную среду лазера в зависимости от времени; на фиг.З - график зависимости разностной частоты расстройки резонатора дл трех значений магнитного пол .Fig. I shows a diagram of the device for stabilizing the frequency of laser radiation in accordance with the proposed method; Fig. 2 is a graph showing the variation in the magnetic field intensity applied to the active medium of a laser as a function of time; FIG. 3 is a plot of the difference frequency detuning of the resonator for three values of the magnetic field.
Устройство дли реализации способа стабилизации частоты излучени лазера содержит активиь1й элемент I с фазо- а изотропным резонатором, помещенный в магнит 2, создающий поперечное маг- интное поле и электромагнит 3, создающий переменное магнитное поле.С ак- ТИВЮЛ1 элементом ontuqecKH св зан фо- топриемюос 4. Фртоприемник соединен с 4acTOTtBiiM-детектором 5, содержащим фазовый детектор 6, фильтр низкой частоты 7 а генератор 8, управл емый током. Частот ь детектор 5 соединен с си хроквым детектором 9 корректи- рук цнм заекрм 10 и усилителем мощности 11 Устройство предварительной установки 12 предназначено Дл устаt , I.JI VA device for implementing a method for stabilizing a laser radiation frequency contains an activating element I with a phase isotropic resonator placed in a magnet 2 creating a transverse magnetic field and an electromagnet 3 creating an alternating magnetic field. The photo-reception principle is connected with the ontuqecKH element 4. The receiver is connected to a 4acTOTtBiiM detector 5 containing a phase detector 6, a low-frequency filter 7 and a generator 8 controlled by current. The frequency of the detector 5 is connected to the blue detector of the 9 corrections of cnm zakrm 10 and the power amplifier 11 Pre-installation device 12 is intended for installation, I.JI V
нппки пачаль ого значени длины резонатора . Грнератор низкой частоты 13 соединен с электромагнитом 3 (дл создани переменного магнитного пол и с опорным входом синхронного детектора .The values of the length of the cavity. A low frequency generator 13 is connected to an electromagnet 3 (to create an alternating magnetic field and to the reference input of a synchronous detector.
Способ стабилизации частоты заключаетс в следующемоThe method of frequency stabilization is as follows.
На активгую среду, помёщеннута в фазоанизотролный резонатор, накладывают поперечное магнитное поле, создаваемое магнитом 2, величина которого равна или более - минимальной напр женности магнитного пол , обеспечивающей двухчастотный режим с ортогональными пол ризаци ми лазерного излучени „On the active medium, placed in a phase-anisotrol resonator, impose a transverse magnetic field created by a magnet 2, the value of which is equal to or more - the minimum magnetic field strength, providing a two-frequency mode with orthogonal polarization of laser radiation
Кроме того, электромагнитом 3 создаетс переменное магнитное поле, амплитуда которого Н «i Н - Н, (см. фиг, 2). In addition, an alternating magnetic field is created by the electromagnet 3, the amplitude of which is H «iH -H, (see FIG. 2).
Зависимость разностной частоты от расстройки резонатора, сн та экспе- (зиментапьно, показана на фиг. 3 при |эаг личньгх магнитных пол х (Н) или |зазли-чных токах (I), При возрастании ijarHHTHoro пол или разр дного тока змен етс разностна частота. Если 5азностна частота f больше центральной разностной частоты 1 , т.е, -fp fp(,.s ТО В области 4 по мере удалени от точки fp , соответ- ктвуккцей нулевой-расстройке; увеличиваетс значение разностной частоты в области 15 по мере удалени от точки, соответствующей нулевой , Гасстройке резонатора ц разностной частоте, равной f , значение раз- остной частоты уменьшаетс (см, фиг.З), Так происходит девиаци час- тогы котора в центре контура имеет Иннимум,- С выхода активного элемента с фазоанизотропным резонатором лазерное излучение,, содержащее разностную, частоту fp, модулированную по частоте с помощью низкочастотного генератора 13, подключенного к электромагниту 3, создающим пульсирующее поперечное магнитное поле, направл етс на фотоприемкик 4, где преобразуетс в электрический сигнал. Уси- лент в усилителе сигнал направл етс в частот 1й детектор 5, вы- йо нен ый а виде, когерентного детек- П9ра с фазовой автоподстройкой часто- пл (фАПЧ) После захвата разйос тиой частоты в частот ом детекторе гене- pjiTop, управл е1«сй током 8 частотно ) The dependence of the difference frequency on the detuning of the resonator, taken out of experimentation (in winter, is shown in Fig. 3 with | ae magnetic magnetic fields (H) or | grounding currents (I); As the ijarHHTHoro field or discharge current increases, the difference frequency. If the 5-frequency frequency f is greater than the center difference frequency 1, i.e., -fp fp (,. s TO In area 4 as the distance from the point fp is corresponding to zero-detuning, the value of the difference frequency in area 15 increases as the distance from the point corresponding to zero, Power dissipation of the resonator To a frequency equal to f, the value of the residual frequency decreases (see Fig. 3). This is the deviation of the part that has an Inumn in the center of the circuit. From the output of the active element with a phase anisotropic resonator, the laser radiation containing the difference frequency fp, modulated in frequency using a low-frequency generator 13 connected to an electromagnet 3, creating a pulsating transverse magnetic field, is directed to a photo-receiving 4, where it is converted into an electrical signal. The amplifier in the amplifier signal is directed to the frequencies of the 1st detector 5, which is a coherent detector with phase locked loop frequency (PLL) After capturing the frequency in the frequency generator pjiTop detector, controlled by "S current 8 frequency)
52421 S52421 S
го детектора 5, устанавливаетс на частоте fp, а на выходе филыра низкой частоты 7 выдел етс модулирую- g щий разностную частоту переменный низкочастотный сигнал, амплитуда и фаза которого завис т от положени установленной предварительно длины резонатора относительно нулевой рас- 10 стройки резонатора. Далее этот низкочастотный сигнал поступает на син- хроиньш детектор 9, к другому входу которого подключен генератор низкой частоты 13, одновременно модулирую- 15 щий поперечное магнитное поле.The detector 5 is set at the frequency fp, and at the output of the low-frequency fil- ter 7, a variable low-frequency signal modulating the difference frequency is selected, the amplitude and phase of which depend on the position of the preset cavity length relative to the zero resonator alignment. Further, this low-frequency signal is fed to the synchro detector 9, to another input of which a low-frequency generator 13 is connected, simultaneously modulating a transverse magnetic field.
На выходе синхронного детектора после корректирующего звена 10 выдел етс cHrHBjT рассогласовани , п ро- пори;иональный расстройке резонатора, 20 пол рнос хъ которого соответствует положенгю расстройки. После усилени в усилите ) мопуюсти 11 этот сигнал рассогласовани поступает на управл ющий длиной резонатора элемент 14. 2Ь Управл ющий элемент подключен так, что увел1г енис амплитуды сигнала рассогласовани вызьгаает увеличение или уменьшение дли1{Ы резонатора при соответственно положительной или отрицательной пол рности сигнала рассогласовани ,,At the output of the synchronous detector, after the corrective link 10, the misalignment cHrHBjT is released, propagating, and the ionic detuning of the resonator, 20 of which corresponds to the position of the detuning. After amplification in amplification, this error signal is fed to the resonator length-controlling element 14. 2B The control element is connected so that increasing the amplitude of the error signal causes an increase or decrease in the resonator length, respectively, or negative polarity of the error signal, ,
Таким образом, благодар получению частотномодулированного сигнала разностной частоты и подстройке длины 35 резонатора к девиации разностной частоты, соответствующему центру контура усилени , повьппаетс стабильность частоты лазерного излучени .Thus, by obtaining a frequency-modulated difference frequency signal and adjusting the length 35 of the resonator to the difference frequency deviation corresponding to the center of the gain circuit, the frequency stability of the laser radiation is increased.
40 Способ независим от стабильности опорного генератора, сигнал с которого измен етс во времени. Получить высокую стабильность частоты опорного генератора достаточно сложно, тог- 45 да как контур линии усилени вл етс естественным репером и не зависит от внешних воздействий,40 The method is independent of the stability of the reference oscillator, the signal from which varies over time. It is rather difficult to obtain a high frequency stability of the reference oscillator, since the contour of the amplification line is a natural reference and does not depend on external influences,
Пример, Провод т стабилизацию частоты излучени лазера длиной 50 23,5 см с фазоанизотропным резонатором по сигналу разностной частоты, &С дулируемому наложением переменного магнитного пол напр женностью 300 Э 1К)сто нного и 60 Э переменного. Сис- 55 тема автоподстройки частоты (АПЧ) содержит фотоприемник ФД-263, частот- иый и синхронный детекторы, собранные на микросхемах ф.Харрис, управл югд(ш элемент - спираль, намотанн то и ак30Example, The laser frequency is stabilized by a length of 50–23.5 cm with a phase-anisotropic resonator according to a difference frequency signal, & D dulled by the application of an alternating magnetic field with a voltage of 300 K) and a voltage of 60 K AC. The system-55 topic of automatic frequency control (AFC) contains the FD-263 photodetector, frequency and synchronous detectors collected on Harris chips, controlled by the YGD (w element is a helix, wound and then ac30
тнвньгЛ элемент, усил11тель мощиос.тн с. мощным транзистором КТ-827. Способом оптического гетеродин рованн проведены измерени нестаб1шы1ости оптической частоты, в качестве опорного лазера используют частотно-стабилн- зиропанный лагзер с нестабильностью частоты , Полученна нестабильность частоты .LNG element, power amplifier, s. powerful transistor CT-827. Optical frequency instability measurements of the optical frequency were carried out using an optical heterodyne method; a frequency-stable laser with frequency instability is used as a reference laser. The resulting frequency instability is obtained.
TaKiiM образом, способ позвол ет повысить стабильности частоты лазерного излучени не менее чем в 2 раза,TaKiiM method allows to increase the frequency stability of the laser radiation by at least 2 times,
;;
Кроме того, способ позвол ет ус- танэвливйть длину волны лазерного из- аучени и даст возможность сконструировать АПЧ в виде монолитной интегральной микросхемы.In addition, the method allows the laser wavelength to be measured and will enable the design of the AFC as a monolithic integrated circuit.
Формула и ч о б р « т е н и ч Способ стабилизации частоты ичлу- ченич лазера с фазоанизотропным резо- g натором, заключающийс в наложении на активную среду лазера поперечного магнитного пол , выделении сигнала разностной частоты между ортогональными пол ризованными полнами с послеThe formula and the method of bouting a method of stabilizing the frequency of a laser with a phase-anisotropic resonator, which imposes a transverse magnetic field on the active medium of the laser, separating the signal of the difference frequency between orthogonal polarized full fields after
10 дующей подстройкой оптической длины резонатора, отличающийс тем, что, с целью повышени стабильности частоты излучени лазера, сиг- нап разностной Частоты модулируют на15 ложенйем на активную среду лазера по перечного переменного магнитного пол или пропусканием через активную среду пульсирумцего разр дного тока, а подстройку длины резонатора осуществл ют до достижени м 1нимум а девиации сигнала разностной частоты.10 by adjusting the optical length of the resonator, characterized in that, in order to increase the frequency stability of the laser, the differential frequency signal is modulated on the active medium of the laser by the alternating alternating magnetic field or by passing a pulsed current through the active medium, and the length adjustment the resonator is carried out until reaching a minimum of the deviation of the difference frequency signal.
2020
Фиг.11
ffeffe
-- ffft- ffft
Фш.1FSh.1
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU864149132A SU1452421A1 (en) | 1986-11-19 | 1986-11-19 | Method of stabilization of laser radiation frequency |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU864149132A SU1452421A1 (en) | 1986-11-19 | 1986-11-19 | Method of stabilization of laser radiation frequency |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1452421A1 true SU1452421A1 (en) | 1992-08-30 |
Family
ID=21268275
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU864149132A SU1452421A1 (en) | 1986-11-19 | 1986-11-19 | Method of stabilization of laser radiation frequency |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1452421A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2488862C1 (en) * | 2012-03-11 | 2013-07-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт общей физики им. А.М. Прохорова Российской академии наук (ИОФ РАН) | Method for coherent laser beam combining with synchronous detection and apparatus for coherent laser beam combining with synchronous detection |
-
1986
- 1986-11-19 SU SU864149132A patent/SU1452421A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Патент СССР №59116, кл. Н 0| g 3/10, 1978. Morris R.H. et al Eregrensy stabilization of interbal mirror He-Ne lasers in an transverse magnetic field, Appl. opt. 1975, v.l4, N 12, p.2808-28 4. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2488862C1 (en) * | 2012-03-11 | 2013-07-27 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт общей физики им. А.М. Прохорова Российской академии наук (ИОФ РАН) | Method for coherent laser beam combining with synchronous detection and apparatus for coherent laser beam combining with synchronous detection |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5204640A (en) | Widely tunable oscillator stabilization using analog fiber optic delay line | |
US5027360A (en) | High power continuous wave injection-locked solid state laser | |
CA1303118C (en) | Wavelength stabilized light source | |
US4434490A (en) | Spectrophone stabilized laser with line center offset frequency control | |
US4122408A (en) | Frequency stabilization utilizing multiple modulation | |
JP3772650B2 (en) | Method and apparatus for driving mode-locked semiconductor laser | |
US3676799A (en) | Frequency stabilized laser | |
US3534292A (en) | Frequency stabilized laser system | |
US3453557A (en) | Laser stabilization apparatus | |
SU1452421A1 (en) | Method of stabilization of laser radiation frequency | |
JPH0139668B2 (en) | ||
RU2426226C1 (en) | Quantum frequency standard | |
JP3783822B2 (en) | Frequency stabilized light source | |
US4314209A (en) | Q-Enhanced resonance-stabilized maser | |
CN114865445A (en) | Frequency-adjustable ultrastable laser generation method based on modulation sideband frequency locking and laser system | |
JP3891361B2 (en) | Frequency synthesizer | |
CN112649689A (en) | Microwave field test system | |
RU2773966C1 (en) | Method for selecting the operating mode of the quantum frequency standard | |
SU1406791A1 (en) | Quantum frequency measure | |
JP2864814B2 (en) | Semiconductor laser device | |
KR950007488B1 (en) | Starilization method and apparatus of laser frequency and power | |
SU534003A1 (en) | The method of tuning the frequency of the resonator of the hydrogen generator | |
JPH0556034B2 (en) | ||
KR830001120B1 (en) | Television receiver with synchronous detection and automatic fine tuning | |
RU2091937C1 (en) | Method for measuring phase nonreciprocity in ring resonator of solid-state laser |