Двохмодовий лазер

Изобретение относится к области квантовой электроники и может быть и с пользовано при разработке двухмодовых л а з е р о в , применяющихся в лазерных и н терферометрических устройствах. Целью изобретения является повышение с т а 1 бильности разности частот ортогонально поляризованных мод двухмодового л а з е р а . В л а з е р е , генерирующем ортогонально поляризованные моды, фазовые Изобретение относится к области квантовой электроники и может быть использовано при создании лазерных интерферометрических устройств. Целью изобретения является повыше ние стабильности разности частот о р тогонально поляризованных мод. На чертеже изображена оптико-физи ческая схема двухмодового л а з е р а . 4 3 - 8 9 • •• :•*' "• . -* элементы выполнены в виде изготовленных в едином цикле напыления многослойных диэлектрических зеркал, установленных в резонаторе. Зеркала выполнены отражающими при углах падения, отличных от нормального, и установлены т а к , чтобы плоскость падения излучения на каждое последующее зеркало была ортогональна плоскости падения излучения на предыдущее зеркало, а углы падения были равны. Равновеликие участки активного элемента лазера п о мещены в поперечные магнитные поля т а к , что поле на одних участках коллинеарно плоскости поляризации одной моды, а -на других - коллинеарно плоскости поляризации ортогонально поляризованной моды. Резонатор лазера с фазовыми элементами из многослойных диэлектрических зеркал позволяет компенсировать как основную часть статических Фазовых анизотропии, так и динамические их составляющие, что приводит к повышению стабильности разнос ти частот генерируемых мод. 1 з . п . ф-лы, 1 и л . Двухмодовый лазер содержит резонатор с ортогонально установленными относительно оптической оси двумя отражающими зеркалами 1,2. В резонаторе лазера размещены фазовые элементы и активный элемент, секционированный на 2ш, где m = 1 , 2 , . , . , секций 3, 4 р а в ной длины (на чертеже га=1). Фазовые элементы выполнены из двух наборов по З 1524762 ТЇ, где n - 1,2,,,,., многослойных димагнитных полей во взаимно ортогоэлектрических зеркал 5. 6. отражающих нальных плоскостях, совпадающих с при угпах падения, отличных ог норплоскостями падения излучения на смежмального, и изготовленных: в едином ные зеркала, или ортогонально этим цикле напыления (на чертеже п = 1 ) . плоскостям, позволяет устранить аниЗеркала 5, 6 из первого и второго назотропию усиления и уменьшить нестаборов установлены попеременно вдоль бильность разности частот ортогональтраектории распространения излучения но поляризованных мод. под равными углами наклона, например, Высокая стабильность малой разноспод углом 4 5 ° , к оптической оси р е з о - 10 ти частоты ортогонально поляризованнатора таким образом, что плоскости ных мод достигается за счет выполнепадения излучения на смежные зеркала ния фазовых элементов в виде многоортогональны, а длина L замкнутой траслойных диэлектрических зеркал, отраектории обхода резоі'ігора излученижающих при углах падения, отличных от ем удовлетворяет условию нормального, которые обладают малым (1) 20 где i , k = 1 , 2 , . . . , п , ~ Фазовые анизотропии і - г о зеркала первого набора и k-го зеркала второго набора соответственно, 25 С - скорость с в е т а , &F - заданная разность частот ортогонально поляризованных мод. Секции активного элемента размещены в магнитных системах 7 , 8 , при 30 этом в половине секций магнитное поле систем ориентировано параллельно плоскости поляризации одной из мод, а в остальных - ортогонально плоскости поляризации этой моды. 35 Стрелками на чертеже обозначены поляризации волн^(векторы электрических полей Е( и Е 2 ) и векторы магнитных полей И, и 1Г 1 . 40 Двухмпдовый лазер работает следующим образом. При включении активного элемента с секциями, выполненными в виде г а з о трубок, снабженных устрой- 45 г разрядных ствами управления, возбуждается а к тивная среда лазера и в резонаторе, снабженном зеркалами 5, 6, обладающими фазовой анизотропией, происходит генерация двухмодового излучения с расщеплением частоты ортогонально п о - 50 ляризованных мод, пропорциональным разности фазовых анизотропии зеркал 5,6. Магнитные системы 7, 8 поперечного магнитного поля, охватывающие секции активного элемента, уменьшают 55 конкуренцию мод и позволяют получить I двухмодовый режим генерации с малым расщеплением частот мод. Ориентация изменением амплитудно-фазовых характеристик при термических, механических и электромагнитных воздействиях, а также за счет взаимной ориентации этих зеркал в резонаторе л а з е р а . Установка зеркал 5, 6 из двух наборов изготовленных в едином цикле напыления и удовлетворяющих условию ( 1 ) , позволяет эффективно компенсировать наиболее значительные составляющие фазовой анизотропии, связанные с и з менением фазы на Т при отражении, а также составляющие, обусловленные дрейфом фазовой анизотропии зеркал, поскольку зеркала обладают сходными амплитудными характеристиками и дрейфом, а также примерно равной малой фазовой анизотропией. Наиболее целесообразным является выполнение л а з е ра с многослойными диэлектрическими зеркалами, установленными под углом 45 по отношению к оптической оси р е зонатора, а также с наложением магнитного поля на равновеликие участки газоразрядных трубок. При этом достигается устранение анизотропии усиления и уменьшение нестабильности разьости частот мод. Двухмодовый л а з е р , выполненный в моноблочном варианте с несущей конструкцией из ситалла и обладающий высокой стабильностью разности частот мод (частоты биений) в диапазоне 300 кГц6МГц, обеспечивает дрейф частоты биений от нескольких со.тен герц до единиц килогерц за час работы лазера с последующим его замедлением. Ф о р м у л а и з о б р е т е н и я 1. Двухмодовый л а з е р , содержащий резонатор с ортогонально установленными относительно оптической оси двумя 1524762 где і , к - 1 , 2 , . . , , п , отражающими зеркалами, а также р а з &ip2j,~ фазовые анизотропии і-го мещенные в резонаторе активный э л е зеркала первого набора и мент и фазовые элементы, о г л и ч а k-го зеркала второго набою щ и й с я гем, что, с целью повышера соответственно, ния стабильности разности частої 1 орС - скорость света;' тогонально поляризованных мод, ф а з о &F - заданная разность частот вые элементы выполнены из двух набоортогонально поляризованров по п , где п = 1 , 2 , 3 . . . , многоЮ ных мод, слойных? диэлектрических з е р к а л , отактивный элемент секционирован на 2т, ражающих при углах падения, отличных где т = 1 , 2 , . . . , секций равной длины, от номинального, и изготовленных в каждая секция размещена в магнитной едином циюіе напыления, зеркала из системе, при этом в ш системах магнигпервого и второго наборов установлены попеременно вдоль траектории р а с - 15 ное поле ориентировано параллельно плоскости поляризации одной из мод, пространения излучения под равными а в других системах - ортогонально углами наклона к оптической оси р е з о плоскости поляризации этой моды. натора таким образом, что плоскости 2. Лазер по п. 1, о т л и ч а ю падения излучения на смежные зеркала 20 Щ и й с я тем, что утлы наклона мноортогональны, а длина L замкнутой *^ гослойных диэлектрических зеркал к траектории обхода резонатора излучеоптической оси резонатора равны 45 , нием удовлетворяет условию а каждая секция активного элемента выполнена в виде газоразрядной трубки, 25 снабженной устройством управления. Редактор С.Хекдлиц Составитель В.Иванов Техред М.Ходанич Корректор Т.Малец Заказ 2271/ДСП Тираж 356 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж-35, Раушская н а б . , д . 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г.Ужгород, ул. Гагарина,