Устройство для стабилизации частоты лазера

(5)5 Н 01 5 3/13 ИСА АВТОРСКО ИДЕТЕЛ ЬСТВУ ая сть елиз ть ия 2 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМПРИ ГКНТ СССР(56) Патент США М 3534292,кл.1331 - 94, 5, 1970.Т. Ваег е,а, Ггецпепсу зтаЬакоп о 1 а0.633 реп Не-Ие оп 9 тоетапа Ееепзап агег -Арр. Ор 1980, 19, %18, р.3173 - 3177.(5 ф 57) УСТРОЙСТВО ДЛЯ СТАБИЛИЗАЦИИ ЧАСТОТЫ ЛАЗЕРА, содержащее лазер с пьезокорректором, установленный навыходе лазера фотоприемник, выход которого соединен с последовательно установленными реверсивным счетчиком ибуферным запоминающим устройством,синхронизатор с задающим генератором,выходы синхронизатора "направление счета" и "сброс" соединены с двумя входамиреверсивного счетчика и выход "сброс" свходом буферного запоминающего устройИзобретение относится к области технической физики, а точнее к квантовой электронике и может быть использовано при создании двухчастотных стабилизированных газовых лазеров, применяемых в точном машиностроении для прецизионного измерения линейных перемещений,Цель изобретения - повышение стабильности частоты излучения,Повышение стабильности частоты достигается благодаря исключению периодической модуляции и обработки возникающих воздействий в соответствии с производной их изменения,.,Ж 1202476 А 1 ства, а также цифроаналоговый преобразователь и усилитель мощности, соединенный с пьезокорректором, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью повышения стабильности частоты излучения, в него введены два переключателя, сумматор с источником опорного напряжения, инвертор и триггер, при этом прямой и инверсный выходы буферного запоминающего устройства через два входа первого переключателя соединены с цифроаналоговым преобразователем, выход которого соединен с одним из входов сумматора, выход которого соединен с инвертором и с одним из входов второго переключателя, выход которого соединен со входом усилителя мощности, а управляющий вход соединен с выходом триггера, управляющий вход первого переключателя и вход триггера соединены с выходом "знак числа" буферного запоминающего устроиства, а выход инвертора соединен со вторым входом второго переключателя,На фиг, 1 изображена функциональн схема устройства, на фиг. 2 - зависимо частоть 1 сигнала биений с выхода фотоп емника от частоты излучения лазера. Стр ками показано направление изменен частоты излучения лазера в процессе ра ты, где 1 частота сигнала биений, т 1 и 12 д мгновенных значения частоты, и - част излучения лазера, и 0 - средняя частота лучения в режиме стабилизации.Устройство для стабилизации часто содержит лазер 1 с устройством управлен частотой, например пьезокорректором фотоприемник 3, реверсивный счетчик 4, 120247 бферное запоминающее устройство 5 с выходом "Знак числа" б, прямым 7 и инверсным 8 выходами, задающий генератор 9, синхронизатор 10 с выходами "Направление счета" 11 и "Сброс" 12, первый переключатель 13, цифроаналоговый преобразователь (ЦАП) 14, сумматор 15, источник опорного напряжения 1 б, инвертор 17, второй переключатель 18, счетный триггер 19, усилитель мощности 20,Устройство работает следующим образом,Лазер 1 генерирует двухчастотное излучение, сигнал частоты биений которого выделяется фотоприемником 3, Этот сигнал имеет экстремум в,зависимости частот биений т ат оптической частоты и(фиг. 2). Напряжение с источника опорнога напряжения 16 и с ЦАП 14, через сумматор 15, переключатель 18, усилитель мощности 20 воздействует на пьезокорректор 2, что приводит к определенному смещению оптической частоты ю. В соответствии с оптической частотой ю изменяется и разностная частота Г, Реверсивный счетчик 4 за цикл переключения вперед-назад производит подсчет частоты биений тг и 11 (фиг, 2), вычитаяТ 1 из 1 г, В момент окончания цикла счета производится перенос разности значений частот 1 г - 11 в буферное эа поминаю щее устройство 5, информация а знаке разности г - 1, в котором выводится через знаковый выход б, а информация об абсолатной величине разности тг - 11 выводится через прямой 7 и инверсный 8 выходы, Синхронизация работы запоминающего устройства 5, реверсивного счетчика 4 и передачи информации в буферное запоминающее устройство 5 обеспечивается задающим. генератором 9 и синхронизатором 10, сигнал которого с вь 1- хода "Направление счета" 11 управляет прямым и абратньм счетом реверсивного счетчика 4, а сигнал с выхода "Сброс" 12 управляет переносом значения 1 г - 11 в буферное запоминающее устройство 5 и одновременно обнуляет реверсивный счетчик 4, 5 подготавливая его к новому циклу измерений, Если разность 1 г - т 1 имеет отрицательный знак, то это, в данном случае, говорит о том, что оптическая частота ю изменяется в направлении к номинальной частоте ю, т.е, 10 к экстремуму в зависимости от ф) (фиг, 2), Вэтом случае переключатель 13 подключает к ЦАП 14 инвертирующий выход 8 буферного запоминающего устройства 5, а счетный триггер 19 и переключатель 18 остаются в 15 прежнем положении. что обеспечиваетдальнейшее движение оптической частоты в сторону номинальноо значения ио (фиг, 3).В случае, если разность имеет положительный знак, то это свидетельствует о том, что 20 оптическая частота и изменяется в направлении, противоположном от номинального значения юо В этом случае переключатель 13 подключает к ЦАП 14 прямой выход 7 буферного запоминающего устройства 5, счетный триггер 19 перебрасывается в противоположное состояние и переключатель 13 подсоединяет к усилителю мощности 20 выход с инвертора 17, если да этого был подсоединен вь 1 ход сумматора 15 или подключает выход сумматора 15, если до этого был подсоединен выход лнвертора 17. Этим обеспечивается реверс направления изменения оптической частоты и в сторону номинальной о, Цифроаналоговый преобразователь 14 при этом вырабатывает сигнал, который управляет скаростььо изменения оптической частоты и, При приближении оптической частоты к оптимальному значению юо ее скорость изменения уменьшается, что существенно снижает собственные колебания частоты лазера,1202476Составитель В.батов едэктор Е.Гиринская Техред М.Моргентал Корректор М,Андрушенк аз 4058 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ С 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5а 101дственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Г