so 00 4i
00
Л--- 1
1 йЙГйй И I6 Изобретение относитс к области квантовой электроники. Лазер может быть использован дл измерени угловых скоростей и перемещений . Известно, что при вращении кольцевого ОКГ происходит пропорциональное скорости вращени расщепление частот встречных волн 1. Величина этого расщеплени служит мерой угловой скорости при использовании такс го лазера в качестве гироскопа. Однако такой лазер непригоден дл измерени малых угловых скоростей, так как при таких скорост х в результате взаимодействи встречных волн происходит синхронизаци (захват) частот этих волн. Известен кольцевой лазер, содержащий расположенные в резонаторе активный элемент, изотропный по пол ризации, элемент с линейно-фазовой анизотроп);ей и невзаимное устройство , состо щее из двух четверть-волновых пластинок, одноименные главные оси которых развернуты на углы соответственно 45 и -45° относительно главной оси элемента с линейнофазовой анизотропией, и магнитооптической чейки, расположенной между четвертьволновы ми пластинками 2. В этом лазере величина линейно-фазовой анизотропии резонатора должна быть существер)но меньше величины ин дуцированной магнитным полем циркул рнофазовой анизотропии чейки Фарадс , так как именно При этом условии возможно осуществление селекции требуемых типов колебаний за счет конкурентного взаимодействи волн в активной среде. Эго ограничивает максимальную величину частотной подставки, котора может быть использована в данном лазере, не позвол ет полностью исключить взаимодействие встрешых волн, обусловленное обратным рассе нием, и приводит к ограничению диапазона измерени угловых перемещений. Кроме того, этот лазер нельз использовать в об ласти оптимальных расстроек вблизи центра контура усилени . Целью изобретени вл етс стабилизаци в личины разделени частот встречных волн, что дает возможность увеличить точность измерени угловых скоростей и перемещений, с помощью кольцевого лазера. Это достигаетс тем, что в предложенном лазере в качестве магнитооптической чейки использован элемент, обладающий магнитным круговым дихроизмом. Предлагаемый лазер изображен на чертеже, где обозначены 1-4 - зеркала, 5 - активный элемент, 6 и 7 - четверть-волновые пластинки , 8 - магнитооптический элемент, 9 - линейно-фазовый элемент. Стрелкой Н обозначено продольное магнитное поле, которое накладываетс на магнитооптический элемент. Активный элемент выбран изотропным .по пол ризации. Магнитооптический элемент характеризуетс тем, что обладает магнитным круговым дихроизмом, который не имеет дисперсии в частотной области генерации лазера. Он может быть изготовлен из граната, стекла , активированного редкоземельными элементами , ферромагнитными материалами и тд. Элемент 9 изготовлен из вещества, обладающего естественной или индуцированной с помощью внешних полей линейно-фазовой анизотропией . Четвертьволновые пластинки 6 и 7 ориентированы таким образом, что их одноименные оптические оси развернуть на углы соответственно 45 и -45° относительно главной оптической оси элемента 9. Отдельные оптические элементы, например две четверть олновые пластинки, могут быть конструктивно совмещены в одном элементе. Согласно пол ризационному условию генерируемое лазером излучение имеет такое состо ние пол ризации, которое воспрюизводитс за полный обход резонатора. В промежутке между четвертьволновыми пластинками 6 и 7 эти согласовани пол ризации круговые с направлени ми вращени светового вектора по и против часовой стрелки. Поскольку магнитооптический элемент 8 обладает круговым ди-. хроизмом поглощени , волны, пол ризационные по левому и правому кругам, испытывают в этом элементе разные оптические потери. Предполагают , что на длине волны оптического перехода поглощение света в магнитооптическом элементе дл волн, пол ризованных по левому кругу, больше, чем дл волн, пол ризованных по правому кругу. Если параметры лазера подобраны так, что в пределах контура линии усилени выполн ютс следующие пороговые услови генерации; K,,,,-Kn,) где К uj. ( - коэффициент усилени в активной среде дл волны с частотой 9 ; К(,, К - коэффициенты оптических потерь за полный обход резонатора дл волн, пол ризованных в промежутке между четвертьволновыми пластинками по левому и правому кругу соответственно , то в обоих направлени х генераци осуществл етс на излучении, пол ризованном в магнитооптическом веществе по правому кругу (в системе координат, св занной с магнитооптическим элементом). Вне промежутка между элементами 6 и 7 излучение пол ризовано
линейно, поскольку при прохожденни волны через четвертьволновые пластинки имеет место преобразование пол ризации из линейной в круговую и обратное преобразование. Плоскости пол ризаций встречных волн ортогональны, j так как пор док следовани пластинок 6 и 7 дл направлений обхода контура по и против часовой стрелки противоположный. Пол ризованные в ортогональных плоскост х волны испытывают разные набеги фаз в оптическом ю элементе 9, обладающем линейно-фазовой анизотропией, так как плоскости пол ризаций встречных волн совпадают с главными направлени ми линейно-фазового злемента 9. Таким образом, создаетс частотна подставка, опре- j дел ема линейно-фазовой анизотроции.
Положительным эффектом изобретени вл етс то, что величина, резонаторной частотной подставки (без учета зффектов зат гивани мод и отталкивани провалов) посто нна и имеет один и тот же знак во всей частотиой области генерации, т.е. не подвержена -вли нию нестабильности длины периметра резонатора. Следовательно, этот частотный режим можно осуществить при любых расстройках , в том числе и в области оптимальных расстроек вблизи центра контура усилени , что позвол ет увеличить отношение сигнал/шум в 2-3 раза. Кроме того, если выполн ютс услови генерации (1) а обла.сти центральных расстроек, то величину резонаторной частотной подставки можно сделать сколь угодно большой. Все это приводит к увеличению точности измерени угловых перемещений в реза .