Спосіб перетворення частоти лазерного випромінювання та пристрій для його реалізації

1. Спосіб перетворення частоти лазерного випромінювання, який полягає в тому, що перетворюють за допомогою квантового фотоприймача лазерне випромінювання в електричний сигнал, збуджують мікрохвильові коливання в резонаторі за частотою задавального генератора, який відрізняється тим, що збудження мікрохвильових коливань в резонаторі здійснюють в режимі балансу фаз і амплітуд, а частоту задавального генератора синхронізують за частотою еталонного генератора. (19) (21) 2004032277 (22) 29.03.2004 (24) 15.12.2006 (46) 15.12.2006, Бюл. № 12, 2006 р. (72) Кравченко Микола Іванович, Неєжмаков Павло Іванович (73) Харківський державний науково-дослідний інститут метрології (56) RU 2012013 C1, 30.04.1994 Электронная техника. Научно-технический сборник. Серия 4. Электроннолучевые и фотоэлектрические приборы. Выпуск 2 (11). - М.:Институт "электроника", 1969 Петрухин Г.Д. Фотоэлектронные умножители в режиме радиогетеродинорования. - М.:Радио и связь. 1983 SU 591161, 18.01.1978 SU 637903, 15.12.1978 SU 1417733 A1, 20.01.1995 RU 2001124339, 10.08.2003 RU 2016380 C1, 15.07.1991 US 5144629, 01.09.1992 JP 1276785, 07.11.1989 3 77437 4 поліпшення співвідношення сигнал/шум та усуненвипромінювання на fпв 1 кГц, одержують на ня неузгодженості, яка була між параметричним виході фотоелемента сигнал з частотою fпр кГц. помножувачем та резонатором. Необхідне для перетворення лазерного Поставлена задача вирішується за рахунок товипромінювання мікрохвильове поле одержують го, що в способі перетворення частоти лазерного шляхом збудження коливань, частота яких залевипромінювання, при якому перетворюють за дожить від конструктивних особливостей автогенепомогою квантового фотоприймача лазерне ратора та його навантаження, функції якого випромінювання, збуджують мікрохвильові коливиконує резонатор. вання в резонаторі, згідно з пропозицією, Для того щоб частота перетвореного сигналу мікрохвильові коливання збуджують в умовах бабула високостабільною, частоту задаючого генелансу фаз і амплітуд, а також синхронізації часторатора синхронізують за частотою еталонного ти за еталонним генератором. генератора за допомогою схеми фазової В основу заявленого пристрою для перетвосинхронізації. Це дає змогу досягти нестабільності рення частоти амплітудно-модульованого лазерчастоти задаючого генератора і відповідно переного випромінювання поставлена задача твореного сигналу на рівні еталонного. підвищення якості перетвореного сигналу, тобто Запропонований пристрій для перетворення поліпшення співвідношення сигнал/шум, зниження лазерного випромінювання працює таким чином. енергоємності перетворення та спрощення Лазерне випромінювання попадає на квантоконструкції пристрою. вий фотоприймач 8. При цьому в резонаторі 2 авПоставлена задача вирішується за рахунок тотогенератор 3 збуджує мікрохвильове коливання, го, що в пристрої, що складається з резонатора, а яке необхідне для перетворення лазерного також пов'язаних між собою задаючого і еталонновипромінювання. го генераторів, згідно з пропозицією, еталонний Мікрохвильові коливання гальмує потік генератор, пов'язаний із задаючим через схему фотоелектронів, у результаті чого здійснюється фазової синхронізації, причому задаючий генераперенос спектра високочастотних коливань лазертор складається з керованого автогенератора, ного випромінювання в низькочастотну смугу спекнавантаженням якого є резонатор. тра. Це необхідне для того, щоб підвищити Відмітні ознаки запропонованих способу і приточність вимірювання фази частоти модуляції ластрою за рахунок монохроматичності коливань зерного випромінювання, оскільки фотоприймач задаючого генератора дають змогу суттєво вносить максимальні фазові зсуви у підвищити якість перетворюваного сигналу, тобто високочастотній області. поліпшити співвідношення сигнал/шум в перетвоВисоку стабільність частоти автогенератора (а рюваному лазерному випромінюванні, завдяки чому одержаний сигнал можна використовувати в відповідно й перетворюваної частоти fпр ) високоточних вимірювальних системах. забезпечує система фазової синхронізації. Процес На кресленні (фіг.) зображено запропонований синхронізації частоти задаючого генератора 1 пристрій для реалізації способу перетворення часполягає в тому, що сигнал із задаючого генератототи лазерного випромінювання, який складається ра 1 поступає через подільник 4 на схему фазової з задаючого генератора 1, до складу якого входять синхронізації (СФС) 5. На другий вхід СФС 5 резонатор 2 і автогенератор 3, задаючий генерапоступає сигнал від еталонного генератора 8 четор 1 через подільник 4, підімкнутий до схеми рез подільник 6. Схема фазової синхронізації 5 фазової синхронізації 5, на другий вхід якої через порівнює сигнали задаючого генератора 1 та етаподільник 6 підімкнутий еталонний генератор 7. В лонного генератора 7 і виробляє сигнал керуванрезонаторі 2 розміщено квантовий фотоприймач 8. ня, який поступає на автогенератор 3. Запропонований спосіб перетворення частоти Оскільки в запропонованому пристрої резонаамплітудно-модульованого лазерного тор 2 є навантаженням коливальної системи автовипромінювання здійснюється шляхом реалізації генератора 3, то зміни мікрохвильової частоти, таких операцій: викликані змінами температури будуть враховані - перетворюють лазерне випромінювання в системою фазової синхронізації 5, завдяки чому електричний сигнал на фотоелементі; частота задаючого генератора 1 буде стабільною. - збуджують мікрохвильові коливання в Запропоновані спосіб і пристрій для перетворезонаторі фотоприйомного пристрою; рення частоти лазерного випромінювання дають - синхронізують керований автогенератор за змогу одержувати високостабільний перетворений еталонним генератором. сигнал fпр , що дає змогу підвищити точність Наводимо приклад реалізації запропонованого способу. вимірювання частоти модуляції лазерного Лазерне випромінювання перетворюють в випромінювання, знизити похибки високоточних електричний сигнал за допомогою фотоелемента, вимірювальних систем, наприклад, лазерних віддалемірів, побудованих на фазовому методі застосовуючи мікрохвильове поле з частотою fфп , вимірювання. яке відрізняється від частоти модуляції лазерного 5 Комп’ютерна верстка М. Клюкін 77437 6 Підписне Тираж 26 прим. Міністерство освіти і науки України Державний департамент інтелектуальної власності, вул. Урицького, 45, м. Київ, МСП, 03680, Україна ДП “Український інститут промислової власності”, вул. Глазунова, 1, м. Київ – 42, 01601