專(zhuān)利名稱(chēng):一種短腔縱向塞曼He-Ne雙頻激光器的制作方法
本發(fā)明屬一種激光器。一般短腔He-Ne雙頻激光器，頻率穩(wěn)定是靠裝在激光器端部的壓電陶瓷來(lái)完成，由于壓電陶瓷很難與激光管端牢固聯(lián)結(jié)，人們常用一個(gè)外殼把壓電陶瓷及激光管等包住，并封閉起來(lái)，(如已有技術(shù)里的法國(guó)專(zhuān)利1106263)。其缺點(diǎn)是加工工藝復(fù)雜，制造困難，價(jià)格昂貴，不易商品化。技術(shù)力量薄弱的國(guó)家，即使是按照已有專(zhuān)利進(jìn)行制造，因工藝復(fù)雜，制造困難。至今在我國(guó)制造的此種激光器尚未能達(dá)到性能指標(biāo)要求，且壽命短。近年來(lái)為克服牢固聯(lián)結(jié)的困難，對(duì)激光管與壓電陶瓷聯(lián)結(jié)處結(jié)構(gòu)有所改進(jìn)，即采取了腔外調(diào)諧結(jié)構(gòu)，但性能及壽命還是達(dá)不到指標(biāo)要求。
本發(fā)明便是針對(duì)以上缺點(diǎn)進(jìn)行了改進(jìn)，去掉壓電陶瓷和封閉外殼，用溫控進(jìn)行頻率穩(wěn)定。
附圖1是一種短腔縱向塞曼He-Ne雙頻激光器示意圖，圖中(1)為端部熱絲電熱器，(2)為中部熱絲電熱器，(3)為電子開(kāi)關(guān)，(4)為電容，(5)為附加交流訊號(hào)，(6)為頻率失調(diào)量訊號(hào)，(7)為短內(nèi)腔激光器，(8)為環(huán)形磁鐵。
短腔縱向塞曼He-Ne雙頻激光器的要點(diǎn)在于頻率穩(wěn)定是靠?jī)蓚€(gè)雙線(xiàn)并繞在短內(nèi)腔玻殼激光管外殼上的二段熱絲電熱器，一段負(fù)責(zé)快速調(diào)諧量，一段負(fù)責(zé)慢速大調(diào)諧量，熱絲電熱器功率與頻率失調(diào)量之間的關(guān)系按如下規(guī)則變化，當(dāng)V＞V0+△V0時(shí)，加熱功率為常數(shù)P0，V＜V0-△V0時(shí)，加熱功率為零，當(dāng)V在V0±△V0之間時(shí)，加熱功率隨V增加而增加，當(dāng)V在V0附近時(shí)，加熱功率與V成線(xiàn)性關(guān)系。
熱絲電熱器靠電子開(kāi)關(guān)(3)控制，而電子開(kāi)關(guān)(3)是由頻率失調(diào)量訊號(hào)(6)和附加交流訊號(hào)(5)共同控制，端部熱絲電熱器(1)位于激光管的端部，并在磁鐵之外，電阻較小，中部熱絲電熱器(2)位于激光管的中部，并包在磁鐵中，電阻較大。
工作原理是頻率失調(diào)量訊號(hào)(6)與附加交流訊號(hào)(5)共同控制電子開(kāi)關(guān)(3)。(6)和(5)的合成訊號(hào)為正時(shí)，開(kāi)關(guān)導(dǎo)通(或關(guān)閉)，當(dāng)合成訊號(hào)為負(fù)時(shí)，開(kāi)關(guān)關(guān)閉(或?qū)?，由此在附加訊號(hào)的一周期內(nèi)，電熱器獲得的平均加熱功率如圖2所示，即獲得了頻率失調(diào)量與加熱功率之間的奇次函數(shù)關(guān)系。端部熱絲電熱器(1)雙線(xiàn)并繞在激光管的端部，比中部熱絲電熱器(2)的加熱電阻小，并且暴露在磁鐵之外，熱量容易發(fā)散，因而負(fù)責(zé)快速調(diào)節(jié)。中部電熱器(2)雙線(xiàn)并繞在激光管中部，閉在磁鐵(8)之內(nèi)，具有較大的電阻，可負(fù)責(zé)大的頻率調(diào)節(jié)量。
由于熱絲功率與頻率失調(diào)量之間的奇次函數(shù)關(guān)系，所以激光頻率自動(dòng)鎖定在(-△V0)與(+△V0)之間。由于加熱功率在(-△V0)與(+△V0)之間的漸變關(guān)系，抑制了溫控過(guò)程中由于熱慣性而引起的頻率的過(guò)沖。由于在V0附近加熱功率與頻率失調(diào)量之間的線(xiàn)性關(guān)系，以及由于大的熱慣性，從而平均了頻率失調(diào)量訊號(hào)(6)中的無(wú)規(guī)噪聲的影響，保證了穩(wěn)頻系統(tǒng)可具有極高的閉環(huán)增益，近似于無(wú)差調(diào)節(jié)系統(tǒng)，即保證了△V0/V0的值，可達(dá)到3×10-9以?xún)?nèi)。這種激光器腔長(zhǎng)不受外界電干擾，而且還能抵抗較為強(qiáng)烈的機(jī)械振動(dòng)，壽命長(zhǎng)。加工工藝簡(jiǎn)單，價(jià)格便宜，是目前國(guó)內(nèi)外市場(chǎng)價(jià)格的10%～20%，該激光器容易制造，技術(shù)指標(biāo)容易保證，容易商品化，這樣就大大提高了經(jīng)濟(jì)效益。
此種溫控穩(wěn)頻的方法，還可以用來(lái)穩(wěn)定其它激光器的頻率，例如穩(wěn)定250mm商用內(nèi)腔He-Ne激光器的頻率。
權(quán)利要求
1.一種短腔縱向塞曼He-Ne雙頻激光器，其特征是①頻率的穩(wěn)定靠控制兩個(gè)雙線(xiàn)并繞在短內(nèi)腔玻殼激光管外殼上的熱絲電熱器的功率來(lái)完成。②熱絲電熱器分兩段，一段負(fù)責(zé)快速調(diào)諧量，一段負(fù)責(zé)慢速大調(diào)諧量。③熱絲電熱器功率與頻率失調(diào)量之間的關(guān)系，按下列規(guī)則變化(見(jiàn)圖2)。當(dāng)ν＞ν0-Δν0時(shí)加熱功率為常數(shù)P0；ν＜ν0-Δν0時(shí)加熱功率為零，當(dāng)ν在ν0±Δν0之間時(shí)加熱功率隨ν增加而增加，當(dāng)ν在ν0附近時(shí)，加熱功率與ν成線(xiàn)性關(guān)系。
2.按照權(quán)項(xiàng)1所述的雙頻激光器，其特征在于所說(shuō)的熱絲電熱器的控制是由電子開(kāi)關(guān)(3)控制。
3.按照權(quán)項(xiàng)1和2所述的雙頻激光器，其特征在于所說(shuō)的電子開(kāi)關(guān)(3)是由頻率失調(diào)量訊號(hào)(6)和附加交流訊號(hào)(5)共同控制。
4.按照權(quán)項(xiàng)1所述的雙頻激光器，其特征在于所說(shuō)的熱絲電熱器(1)位于激光管(7)的端部并在磁鐵之外，電阻較小，熱絲電熱器(2)位于于激光管的中部并包在磁鐵中，電阻較大。
專(zhuān)利摘要
本發(fā)明采用商用短內(nèi)腔He-Ne激光器作為主體，采用溫控進(jìn)行頻率穩(wěn)定。溫控?zé)峤z電熱器為雙線(xiàn)并繞在管殼上的電熱絲，并分成兩段。一段負(fù)責(zé)快速調(diào)節(jié)，另一段負(fù)責(zé)大行程調(diào)節(jié)。電熱絲的通斷由頻率失調(diào)量訊號(hào)與附加交流訊號(hào)共同控制，從而抑制了溫控過(guò)程中的過(guò)沖，并平均了頻率失調(diào)量訊號(hào)中噪聲的影響。頻率失調(diào)量可控制到Δγ
文檔編號(hào)H01S3/13GK85100730SQ85100730
公開(kāi)日1986年7月2日 申請(qǐng)日期1985年4月1日
發(fā)明者游江南 申請(qǐng)人:北京科學(xué)儀器廠導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan