SU1487770A1 - Stabilized laser - Google Patents
Stabilized laser Download PDFInfo
- Publication number
- SU1487770A1 SU1487770A1 SU864128255A SU4128255A SU1487770A1 SU 1487770 A1 SU1487770 A1 SU 1487770A1 SU 864128255 A SU864128255 A SU 864128255A SU 4128255 A SU4128255 A SU 4128255A SU 1487770 A1 SU1487770 A1 SU 1487770A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- frequency
- distributor
- output
- switch
- adder
- Prior art date
Links
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 claims abstract description 10
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims 1
- 239000003381 stabilizer Substances 0.000 abstract description 5
- 238000005070 sampling Methods 0.000 abstract description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 3
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 3
- 230000006641 stabilisation Effects 0.000 description 3
- 238000011105 stabilization Methods 0.000 description 3
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 7553-56-2 Chemical compound [I] ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000006096 absorbing agent Substances 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011630 iodine Substances 0.000 description 1
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 1
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Landscapes
- Lasers (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к квантовой электронике и может быть использовано дл стабилизации частоты излучени лазеров. Целью изобретени в- nstfiTCH повышение надежности, а также стабильности частоты и быстродействи регулировани полосы удержани частоты. Стабилизированный лазер, содержардай оптически св занные активный элемент, поглощающую чейку, зеркала , размещенные на пьезоэлементах, фотоприемник, предуснлитель и избирательный усили- ель с синхронным детектором , опорный генератор, фильтр, усилитель посто нного тока (УПТ), переключатель, генератор пилообразного напр жени и термодатчик с термобатареей , св занные со стабилизатором температуры, снабжен последовательно подключенным к выходу фильтра компаратором-распределителем, инвертором , интегратором, пыкл1-1чателем и сумматором. При этом комппратор- распределитель, инвертор, интегратор, вьпслючатель и сумматоры образуют устройство дл расширени поЛосы удержани частоты. Последнее может также состо ть из распределител , устройства выборки и хранени , сумматора, вык почател и концевого сумматора. 2 З.П.. , 2 ил. оАThis invention relates to quantum electronics and can be used to stabilize the frequency of a laser. The aim of the invention in nstfiTCH is improving the reliability as well as the frequency stability and the speed of controlling the frequency hold band. Stabilized laser, optically coupled active element, cell absorbing, mirrors placed on piezoelements, photodetector, preamplifier and selective amplifier with synchronous detector, reference generator, filter, direct current amplifier (DCA), switch, sawtooth generator and a thermal sensor with a thermocouple associated with a temperature stabilizer is equipped with a comparator-distributor, an inverter, an integrator, a transmitter 1-1 connected in series to the filter output, and the sum torus In this case, the distributor, inverter, integrator, switch, and adders form a device for expansion of the frequency hold bands. The latter may also consist of a distributor, a sampling and storage device, an adder, a customer and an end adder. 2 ZP .., 2 ill. oa
Description
0000
мm
Изобретение относитс к квантовой электронике и может быть использовано при стабилизации частоты излучени лазеров с поглощающими чейками.This invention relates to quantum electronics and can be used to stabilize the radiation frequency of absorbing cell lasers.
Целью изобретени вл етс повышение надежности и стабильности час тоты, а также повышение быстродействи регулировани полосы удержани частоты.The aim of the invention is to increase the reliability and stability of the frequency, as well as to increase the speed of control of the frequency holding band.
На фиг.1 и 2 представлены варианты выполнени стабилизированного , лазера, Figures 1 and 2 show embodiments of a stabilized, laser,
Стабилизированный лазер (фиг,1) состоит из оптически св з ккых активного элемента 1, поглощающей чейки 2, наход щихс в резонаторе, образо-, ванном зеркалами 3 и 4, размещенными . на пьезоэлементах 5 и 5, и фбтопри- емника 7, электрически св занного с предусилителем 8, избирательного усилител 9, опорного генератора 10, синхронного детектора 1i, вход которого св зан с опорным генератором 10, а выход - с фильтром 12, подключепным к усилителю посто нного тока (УПТ) 13. Выход УПТ 13 электрически св зан с пьезоэлементом 6. азер содержит также генератор пилообразного напр жени (ГПИ) 14, пе- рек1початель 15. Филь.тр 12 через последовательно соединенные компаратор-распределитель 16, инвертор 17, интегратор 18, выключатель 19 соединен с одним из входов сумматора 20, ругой вход которого соединен с ГПН 14, а выход - с переключателемThe stabilized laser (Fig. 1) consists of optically coupled active element 1, absorbing cells 2 located in a resonator formed by mirrors 3 and 4 placed. on the piezoelectric elements 5 and 5, and the fiber receiver 7, electrically connected to the preamplifier 8, the selective amplifier 9, the reference generator 10, the synchronous detector 1i, whose input is connected to the reference generator 10, and the output to the filter 12 connected to the amplifier direct current (UFD) 13. UFT 13 output is electrically connected to piezoelectric element 6. Azer also contains a saw-tooth voltage generator (GUI) 14, a transponder 15. Fil.tr 12 through a series-connected comparator-distributor 16, an inverter 17, integrator 18, switch 19 is connected to one it from the inputs of the adder 20, the other input of which is connected to the FPG 14, and the output to the switch
15.ГПН 14 также соединен с одним из входов компаратора-распределител 15. GPN 14 is also connected to one of the inputs of the comparator-distributor.
16,Отросток поглощающей чейки 2 плотно прилегает к блоку 21 (термоатчик с термобатареей), св занному со стабилизатором 22 температуры.16, the scion of the absorbing cell 2 fits snugly to block 21 (thermo sensor with thermopile) connected to temperature stabilizer 22.
Компаратор-распределитель, инвер- Top, интегратор, выключатель и сумма- op образуют устройство дл расшире- и полосы удержани частоты.The comparator distributor, inverter-top, integrator, switch and sum-op form a device for expanding and holding the frequency band.
Стабилизированный лазер работает cлeдyюD им образом.The stabilized laser works in the following way.
Излучение в резонаторе, обеспе- иваемое активным элементом 1, насыает поглощение в чейке 2 с йодом. В результате на контуре мощности образуютс пики, которые вл ютс реперами дл системы автоматической подстройки частоты (АГИ) Излучение через зеркала 3 и 4, закрепленные на пьезоэлементах 5 и 6, поступает ни выход и на фотоприемник 7, усиливаетс предусирителем 8.и избирательным усилителем 9. С опорного генератора 10 сигнал подаетс на пьезо- элеме нт 5, обеспечивающий девиацию частоты лазера, и на синхронный детектор 11, На второй вход которого подаётс сигнал с усилител 9. С вы- хода синхроиного детектора 11 сигнал проходит фильтр 12.The radiation in the resonator, provided by the active element 1, saturates the absorption in cell 2 with iodine. As a result, peaks are formed on the power circuit, which are the reference points for the automatic frequency control system (AGI). The radiation through the mirrors 3 and 4, fixed on the piezoelectric elements 5 and 6, is not output to the photodetector 7, is amplified by the preamplifier 8. and the selective amplifier 9 From the reference oscillator 10, the signal is fed to a piezoelectric element nt 5, which provides a deviation of the laser frequency, and to a synchronous detector 11, to the second input of which a signal is fed from amplifier 9. A signal 12 passes through the output of the synchro detector 11.
Стабилизированный лазер может работать в двух режимах. Переключение их осуществл етс переключателемThe stabilized laser can operate in two modes. Switching them is done by a switch
15.Кроме того, стабипизированный лазер работает в режиме стабилизации частоты по группе пиков. При этом сигнал с синхронного детектора 1 через фильтр 12 не попадает на . УПТ 13 через переключатель 15, так как последний переключет в правое положение. Сигнал с синхронного детектора 11 lepes Фильтр 12 поступает на компаратор-распределитель15. In addition, the stabilized laser operates in frequency stabilization mode for a group of peaks. The signal from the synchronous detector 1 through the filter 12 does not fall on. UPT 13 through switch 15, since the latter switches to the right position. The signal from the synchronous detector 11 lepes The filter 12 is fed to the comparator-distributor
16,где сравниваетс с сигналом16, where it is compared to a signal
ГПН 14. При этом, компаратор пропускает на свой выход только напр же- . ние полотчителыюй пол рности. Часть пиков, соответствующа отрицательной части пилообразного напр жени , распредел етс на верхний канал, а часть пиков, соответствующа поло.- жительной части пилообразного напр жени , распредел етс на нижний канал , в котором стоит инвертор 17, и сигналы обоих каналов складьгааютс на входе интегратора 18 и после интегрировани через выключатель 19, который выключен в двух других ре-GPN 14. In this case, the comparator misses on its output only for example. polishing polichnosti. The part of the peaks corresponding to the negative part of the sawtooth voltage is distributed to the upper channel, and the part of the peaks corresponding to the positive part of the sawtooth voltage is distributed to the lower channel in which the inverter 17 is located, and the signals of both channels are added to the integrator 18 and after integration via switch 19, which is turned off in the other two
5 жимах, сумматор 20 и переключатель 15 поступают на УПТ 13 и пьезоэлемент 6,5 presses, the adder 20 and the switch 15 is supplied to the UFD 13 and the piezoelectric element 6,
При симметричном положении пиков относительно нул пилообразного напр жени выходное напр жение интегра0 тора 19 равно нулю, .что соответству- ev стабилизации частоты по центру т жести группы пиков ,Прк отклонении центра т жести пикон относительно нул пилообразного напр жени напр же- ние на выходе интегратора I 9 отлично от нул и управл ет длиной пьезокор- ректора 6, возвраща частоту лазера к центру т жести группы пиков.When the peaks are symmetrically positioned relative to the zero of the sawtooth voltage, the output voltage of the integrator of 19 is zero, which corresponds to frequency stabilization at the center of the severity of the peak group, Prc deviation of the center of the severity of the severity of the voltage at the integrator output I 9 is nonzero and controls the length of the piezocorrector 6, returning the laser frequency to the center of gravity of the peak group.
0 Стабилизированный лазер (фиг.2) состоит из оптически св занных активного элемента 23, поглощающей, чейки 24, наход щихс в резонаторе, образованном зеркалами25 и 26, раз5 мещенньми на пьезозлементах 27 и 28 и фотоприемника 29, электрически св занного через предусилитель 30 и избирательный усилитель 31 с синхронным детектором 32, другой вход0 The stabilized laser (Fig. 2) consists of an optically coupled active element 23, an absorbing cell 24 located in a resonator formed by mirrors 25 and 26, 5 times spaced on piezoelectric elements 27 and 28 and a photodetector 29 electrically connected through preamplifier 30 and selective amplifier 31 with synchronous detector 32, another input
0 которого св зан с опорным генератором 33 системы автоматической подстройки частоты (АПЧ) а выход - с фильтром 34, подключенным к УПТ 35 через переключатель 36. Выход УПТ 350 which is connected with the reference oscillator 33 of the automatic frequency control system (AFC) and the output is connected to the filter 34 connected to the DC control 35 via switch 36. The DC output 35
5 электрически св зан с пьезозлемен- том 6. Фильтр 34 через последовательно соединенные формирователь 37, распределитель 38, устройство выборки и хранени (УВХ) 39, сумматор 40,5 is electrically connected to the piezoelectric transducer 6. The filter 34 through a serially connected driver 37, a valve 38, a sampling and storage device (VHF) 39, an adder 40,
Q выключатель 41. Отросток поглощаю- . щей чейки 24 плотно прилегает к блоку 42 (термодатч::к с термобатареей), св заннсь1у с стабилизатором температуры 43, С выключателем 41 св занQ switch 41. Scion absorbing-. 24, it fits snugly to block 42 (thermal sensor :: with thermopile), connected to temperature stabilizer 43, connected to switch 41
5 сумматор 44, К другому входу концевого сумматора 44 подключен ГПН 45. . Выход концевого сумматора 44 соединен с переключателем 36, ГПН 45 сое- также С стробирующим входом5 adder 44, To another input of the end adder 44 is connected GPN 45.. The output of the end adder 44 is connected to the switch 36, GPN 45 soy-also With a gate input
распределител 38 и информационным входом УВХ 39.the distributor 38 and the information input of the water economy department 39.
Устройство дл расширени полосы удержани частоты состоит иа формировател , распределител , УВХ, сумматора , выключател и концевого сумматора.A device for expanding a frequency band consists of a generator, a distributor, a VHD, an adder, a switch, and an end adder.
СтабилизированньШ лазер, выполненный по второму варианту работает аналогичным образом,A stabilized laser made in the second embodiment works in a similar way.
С выхода синхронного детектора 32 сигнал проходит фильтр ЗА и в режиме стабилизации поступает на формирователь 37. Напр жение с ГПН 45 в этом режиме через концевой сумматор 44 подаетс на у УПТ 35 и осуществл ет периодическую развертку выбранной группы пиков. В момент прохождени частоты лазера через вершину пика напр жение на выходе синхронного детектора 32 обращаетс в О и формирователь 37 вырабатывает короткий импульс положительной пол рности. Импульсы полоткительной пол рности с вы- 25 ванными по поглощению в изотопахFrom the output of the synchronous detector 32, the signal passes the ZA filter and in stabilization mode is fed to the imaging unit 37. The voltage from the FPG 45 in this mode through the end adder 44 is applied to the UFL 35 and periodically sweeps the selected group of peaks. When the laser frequency passes through the peak peak, the voltage at the output of the synchronous detector 32 turns into O and the driver 37 produces a short pulse of positive polarity. Pulsed polysolar pulses with absorption by isotopes 25
хода формировател 37 поступают на вход распределител 38. Распределитель 38 направл ет импульс от первого пика на управл ющий вход УВХ 39 первого канала, от второго пика на управл ющий вход УВХ 39 второго канала и т.д. В момент обратного хода ГПН 45 импульс положительной пол рности возвращает распределитель 38 в исходное состо ние.the stroke of the driver 37 is fed to the input of the distributor 38. The valve 38 directs a pulse from the first peak to the control input of the WCH 39 of the first channel, from the second peak to the control input of the WCH 39 of the second channel, etc. At the moment of the reverse stroke of the FPG 45, a positive polarity pulse returns the distributor 38 to its initial state.
В момент прихода управл ющего импульса положительной пол рности с выхода распределител 38 УВХ 39 осуществл ет выборку и запоминание присутствующего в этот момент на выходе ГПН 45 напр жени . Напр жение с выхода всех каналов УВХ 39 суммиру ютс сумматором 40. Суммарное напр жение с выхода сумматора 40 через выключатель 41 поступает на сумматор 44 и после него на УПТ 35. При сим- .метричном расположении группы пиков относительно О пилообразного напр посто нного тока через переключатель, При смещении группы пи- gg выход усилител посто нного токаAt the moment of arrival of the control pulse of a positive polarity from the output of the distributor 38, the UHV 39 selects and stores the voltage present at that moment at the output of the FPG 45. The voltage from the output of all channels of the VHD 39 is summed by the adder 40. The total voltage from the output of the adder 40 through the switch 41 is fed to the adder 44 and after it to the DCA 35. With a symmetric arrangement of the group of peaks relative to O sawtooth direct current through switch, When biasing the group pi gg, the output of the DC amplifier
жени напр жение на выходе сумматора 40 равно Оthe voltage of the output of the adder 40 is O
ков вправо или влево относительно Осоединен с пьезоэлементом, другойCovers to the right or left relatively connected to the piezoelectric element, another
пилообразного напр жени на выходепьезоэлемент соединен с вторым вы- .A sawtooth voltage at the exit of the element is connected to the second vy-.
сумматора 40 по вл етс напр жениеходом опорного генератора системыadder 40 appears voltage of the reference oscillator of the system
положительной или отрицательной пол р-автоматической подстройки частоты, ности. Это напр жение, усиленное gg термодатчик с- термобатареей, вход иpositive or negative field of the p-automatic frequency control, nosti. This is a voltage amplified by a gg thermal sensor with a thermopile, input and
УПТ 35, прикладываетс к пьезоэлемён- выход которого соединены с выходом и.UPT 35, is applied to the piezoelement, the output of which is connected to the output and.
ту 28 и корректирует частоту лазеравходом стабилизатора температуры со таким , образом, что группа пиков, поответственно, а также гкнератор пикоторой производитс стабилизаци лообразного напр жени , о т л и частота лазера,-вновь возвращаетс Р симметричное положение относительно О пилообразного иапр жени .-В режиме сканировани выключатель 41 размыкаетс и на пьезоэлементе 28 присутствует только пилообразн9е напр жение , осуществл ющее развертку частоты лазера. В режиме захвата за одиночный пик насыщенного поглощени выключатель 41 разомкнут, а вход УПТ 35 через переключатель 36 подключен непосредственно к выходу синхронного детектора 32. В данномThat 28 also adjusts the frequency with a laser by the temperature stabilizer in such a way that the group of peaks, respectively, as well as the generator, which stabilizes the voltage, and the laser frequency returns, returning the P symmetrical position relative to the sawtooth. in the scanning mode, the switch 41 is opened and on the piezoelectric element 28 there is only a saw-tooth voltage that scans the laser frequency. In the capture mode for a single peak of saturated absorption, the switch 41 is open, and the UPT 35 input through the switch 36 is connected directly to the output of the synchronous detector 32. In this
лазере увеличиваетс быстродействие регулировани полосы удержани частоты .The laser increases the speed of control of the frequency hold band.
Устройство может быть реализовано на основе He-Ne/1j-лазера с длинамиThe device can be implemented on the basis of a He-Ne / 1j laser with lengths
волн 0,63, 0,61 мкм и др., на основе Ar/lj-лазера с длинами волн 0,54 мкм, 0,5017 мкм и др., на основе зера с длинами волн 0,53, 0,52 мкм и др. с другими лазерами, стабилизиройода и дpvгиx поглотител х с сверхтонкой структурой спектра.wavelengths of 0.63, 0.61 microns, etc., based on an Ar / lj laser with wavelengths of 0.54 microns, 0.5017 microns, etc., based on a grain-hole with wavelengths of 0.53, 0.52 microns et al. with other lasers, stabilizer and other absorbers with ultrafine structure of the spectrum.
В данном устройстве осуществл етс стабилизаци частота лазера не на один пик, а на центр т жести группы пиков, что попытает надежность рабо ты при относительно высокой воспроизводимости частоты.This device is used to stabilize the laser frequency not for one peak, but for the center of gravity of a group of peaks, which will try to work reliably at a relatively high frequency reproducibility.
3535
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU864128255A SU1487770A1 (en) | 1986-06-09 | 1986-06-09 | Stabilized laser |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU864128255A SU1487770A1 (en) | 1986-06-09 | 1986-06-09 | Stabilized laser |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1487770A1 true SU1487770A1 (en) | 1991-05-23 |
Family
ID=21260592
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU864128255A SU1487770A1 (en) | 1986-06-09 | 1986-06-09 | Stabilized laser |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1487770A1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2477553C1 (en) * | 2011-09-09 | 2013-03-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ижевский государственный технический университет имени М.Т. Калашникова" | Pulsed laser radiation source |
RU2522890C2 (en) * | 2012-07-30 | 2014-07-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | Optoelectronic device for analogue signal transmission |
-
1986
- 1986-06-09 SU SU864128255A patent/SU1487770A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Привалов В.Е. Газоразр дные лазеры в судовых измерительных комплексах,- Л.: Судостроение, 1977, с. 153. Крылов П.С. и др. Гелий-неоновые лазеры, стабилизирова1 ные по поглощению в йоде-127. Обзоры по электронной технике, 1985, сери П, № 5, с.А4. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2477553C1 (en) * | 2011-09-09 | 2013-03-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ижевский государственный технический университет имени М.Т. Калашникова" | Pulsed laser radiation source |
RU2522890C2 (en) * | 2012-07-30 | 2014-07-20 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | Optoelectronic device for analogue signal transmission |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US5157676A (en) | Apparatus and process for active pulse intensity control of laser beam | |
EP0232610A3 (en) | Force sensor using a vibrating element | |
US5383209A (en) | Second harmonic generator | |
US4249140A (en) | Closed loop resonator feedback system | |
US4592058A (en) | Frequency stabilized laser | |
SU1487770A1 (en) | Stabilized laser | |
US5625633A (en) | Laser light generating apparatus | |
US3711786A (en) | Determination of the frequency of laser radiation | |
Leeb et al. | Frequency synchronization and phase locking of CO2 lasers | |
GB1231477A (en) | ||
US3942109A (en) | Sweeping spectrum analyzer | |
JP2647832B2 (en) | Laser oscillator | |
US4994663A (en) | Light intensity correlating apparatus | |
US4959838A (en) | Method and circuit for shaping laser output pulses | |
US4260957A (en) | Use of multiple beams from frequency augmented laser radiation | |
Butterworth et al. | A simple technique to achieve active cavity-length stabilisation in a synchronously pumped optical parametric oscillator | |
US4980632A (en) | Electrical signal observing device | |
Tredicce et al. | Experimental evidence of mode competition leading to optical bistability in homogeneously broadened lasers | |
SU1393289A1 (en) | Stabilized laser | |
SU1194230A1 (en) | Device for stabilizing laser frequency | |
JPH02244782A (en) | Frequency stabilized semiconductor laser driver | |
Fox et al. | Rapid‐tuning device for CO2 heterodyne detection lidar | |
SU320237A1 (en) | Gas optical quantum generator with frequency stabilization | |
Guerra et al. | Gradient-field permanent-magnet spin-flip laser | |
Kar-Roy et al. | Low-sidelobe integrated acoustooptic tunable filter using focused surface acoustic waves |