Эталон длины волны излучения лазера

Изобретение относится к технике оптических измерений и мажет быть испальзова- НО в устройствах, для измерения длины волны лазерного излучения,Цель изобретения - повышение точности измерений,Схема эталона длины волны лазера при" ведена на чертеже,Эталон состоит из опорного лазера 1, Оптически свяэаннаГО с первым входам блока 2 регистрации излучения, и расположенных на Одной оптической Оси промежуточного лазера 3 и лазера-излучателя 4, Промежуточный лазер 3 состоит иэ активнага элемента Б и резонатора, образованного зеркалами 6 и 7, Лазер-излучатель 4 состоит из активного элемента 8 и резонатора, образованного зеркалами 9 и 10. Длина 20 волны промежуточного лазера 3 выбрана близкой к длине волны опорнога лазера 1 настолько, что разность их частот лежит в радиадиапаэане, Выходное зеркало 7 лазера 3 через торец активного элемента 8 лазера 4 оптически связано с вторым входом блока 2 регистрации излучения, который является радиотехническим устройством, Обеспечивающим Высокочастотное измерение разности частот излучений, подаваемых на его входы. Излучение лазера-излучателя 4 выводится через торец активного элемента 5 промежуточного ляера 3, Зеркала б и 10, имеющие коэффициент отражения 100,ь, выполнены с возможностью поступательного перемещения вдоль оси устройства, Зеркала 7 и 9, имеющие коэффициент отрахсения, меньший 100%, образуют инте рфе раметр Ф абри-Перо (И Ф П), л Вля ю гцийся внутри резанатарным как для промежуточнога лазера 3, так и для лазераиэлучателя 4. Активные элементы 5 и 8 имеют торцы, выполненные пад уГлам Брюстера к оптической аси, и взаимна разВес,1 уты ВокруГ этОЙ аси на угол 90,Эталон работает следующим образом. Предварительно находят приближенное значение ; длины волны лазера-излучателя путем измерения известными устоайствами, например сп 8 ктраметрам, с Отнасительчай погрешностью порядка 10, Измервот-блюбым известным способом ,например, интерфераметрическим) расстояниемежду з 8 ркалами 7 и 9 с абсал 10 тной ПОГр 8 шнастью порядка А /10, Затем, п 8 ремещая поступательно вдоль оптической оси .Оезанатарные зеркала б и 10, добиваются зднавременнай генерации с максимальной интенсивностью лазеров 4 и 3. Генерация излучения в активных элементах 5 и 8 праисхОдит ваимно незаВисимо так как илу" 5 10 15 20 е 25 30 35 40 45 50 55 чение каждоГО из них паляризаВана и пал" настью отражается от торца другого в силу их выполнения и ориентации, После этого в блок 2 регистрации излучения одновременна подают излучение опорного лазера 1 и промежуточного лазера 3, В блоке 2 регистрации излучения радиотехническими средствами измеряют разность Ы =.1,1 - 1 з, где Я 1 и Ь - длины волн лазеров 1 и 3 соответственно, и таким образом точно измеряют длину волны Лэ = 11+ Мпрамежуточнаго лазера 3 с относительной погрешностью порядка 10 . По известным Ь, ЛА Х рассчитывают значение А длины волны лазера- излучателя, пользуясь соотношением:з 21 йз) 21/л 1)21 Л 121 Я )где знак 1 означает целую часть числа.Генерация промежуточного лазера и лазера-излучателя достигает одновременного максимума лишь при точном выполнении условия; расстояние между зеркалами 7 и 8 является, как и в прототипе, целым, кратным величинам 1 /2 и 2 з /3 одновременна, Эта позволяет получить уточненное значениеА длины волны лазера-излучателя из его приближенного значения 1 пользуясь теми же алгоритмами, чта и в прототипе, Однако погрешность в данном случае определяется шириной пика зависимости мощности генерации от длины волны,Существенным преимуществам предложенного эталона является большая точность определения длины волны лазера. Увеличение точности есть следс.вие тога факта, чта упомянутая спектральная ширина пика генерации есть величина, значительно меньшая, чем ширина пика аппаратной функции интерфераметра Фабри-Перо, Поэтому центр пика определяется в предложенном эталоне гораздо точнее, чем в прототипе, и расстояниеявляется целым кратным полудлинам волн/,/2 и Ь /2 с погрешностью, на 2 - 3 порядка меньшвй, чем в известном устройстве, Так как погрешность 1,1, как следует из приведенной формулы, определяется погрешностью, возникающей при отклонении дробей 2/ Аз и 2 Я от целых чисел, та из сказанного следует, чта в заявляемом техническом решении достигается существенное повышение точности измерения длины волны лазера,Точность измерений в заявляемом техническом решении повышена также за счет .увеличения жесткости конструкции интерфераметра сРабри-Пера, так как расстояние между его зеркалами в процессе измерений не изменяется: ИФП можно выполнить в виде моноблока, и таким образом сущестСоставитель В,РандошкинТехред М.Моргентал Корректор А,Козориз Редактор Т,Орловская Заказ 3185 Тираж Подписное НПО "Поиск" Роспатента113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г, Ужгород, ул.Гагарина, 101 венно снизить его механическую нестабильность, влияющую на точность измерений,При лабораторной проверке эталона были использованы два лазера с одинаковыми разрядными трубками, наполненными гелий-неоновой смесью, Резонаторная система соСтояла из четырех зеркал на ситалловом каркасе. Перемещаемые зеркала б и 10 были интерференционными сферическими с радиусами кривизны 300 мм; причем коэффициенты отражения равнялись 100 для зеркала б - на длине волны ОЯЗ мкм, а для зеркала 10 на 1,16 мкм, Внутрирезонаторные зеркала 7 и 0 были плоскими, напыленными серебром с коэффициентом отражения 97(. В ходе эксперимента была получена одновременная генерация обоих лазеров на различныхдлинах волн(О,бЗ мкм и 1,15 мкм), При введении непрозрачного Формула изобретения Эталон длины волны излучения лазера, содержащий лазер-излучатель, оптически связанный с интерферометром Фабри-Перо, и опорный лазер, оптически связанный с блоком регистрации, причем торцы активного элемента лазера-излучателя выполнены под углом Брюстера к его оптической оси, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью повышения точности эталона, он дополнительно содержит промежуточный лазер, оптически связанный с блоком регистрации излучения, причем торцы активного элемента промежуточного лазеоа выполнены под углом Брюстера к его оптической оси, совпадающей с оптической осью активного элеэкрана между зеркалами генерация прерывалась, Таким образом, экспериментально доазана работоспособность заявленного устройства.5 Предложенное устрой,.тво может найтиширокое применение в метрологии при разработке образцовых мер высшей точности и эталонов на длины волн, отличающиеся от длины волны Государственного первичного 10 эталона.(Бб) Измерение спектрально-частотных и корреляционных параметров и характеристик лазерного измерения. М,: Радио и 15 связь, 1982, с,179 - 180.Захаренко Я,Г, и др. Образцовая установка для воспроизведения частоты и аттестация лазеров на длине волны О,бЗЗ мкм, - Измерительная техника, 1982, М 3, с,35.20( мента лазера-излучателя, активный элемент -промежуточного лазера установлен таким образом, что нормали к его торцам лежат в плоскости, перпендикулярной плоскости, в которой лежат нормали к торцам активного элемента лазера-излучателя, при этом наиболее удаленные друг от друга зеркала резонаторов лазера-излучателя и промежуточного лазера установлены с возможностью перемещения вдоль оптической оси, а интерферометр Фабри-Перо образован ближайшими зеркалами этих лазеров таким образсм, что он является внутрирезонаторным как для лазера-излучателя, так и для промежуточного лазера,