专利名称：二维施力方式的塞曼双折射双频激光器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种激光器，特别涉及一种二维施力方式的氦氖塞曼-双折射双频激光器的结构设计。
背景技术：
目前现有技术中提出的一种《没有频差闭锁的双折射双频激光器及其频差精度控制方法》(中国专利申请号99103513.5)，该双频激光器由激光增益管、一维施力装置、外加横向磁场组成。该技术解决了双频激光器不能输出大于3兆赫兹小于40兆赫兹的频率差的问题，从而突破了现有双频激光干涉仪在测量速度上的限制，在双频激光器的实用新型史上有着重要意义。虽然此种激光器能够输出适合双频激光干涉仪应用的合适频差，但是其频差稳定性还不能达到工业应用的具体要求。塞曼-双折射双频激光器的频率差仍有漂移现象，其原因主要有以下两方面一是因为外界温度变化时，加力环和光弹元件(半内腔为增透窗片，全内腔为输出窗片)都会热胀冷缩，但如果加力环和光弹元件的材质不同、线膨胀系数不同，热胀和冷缩的大小也不同。如加力装置为殷钢(线胀系数约为5×10-7)，窗片材料为K9玻璃(线胀系数约为4×10-6)，升温时窗片的直径比殷钢的直径膨胀的快，加力环对窗片的压力加大，引起窗片的内应力变大，双折射效应加强，频率差变大，反之亦然。由此引入的变化量在几MHz。其二是现有塞曼-双折射双频激光器中对光弹元件的施力装置为一维加力方式，由于此种激光器的频差与光弹元件内产生的应力成正比，所以需要产生较小频差时所加应力也较小，这使得加力装置相对光弹元件容易松动，可靠性差。
本实用新型的目的是通过以下技术方案实现的一种二维施力方式的环的塞曼-双折射双频激光器，包括一个He-Ne激光增益管，以及激光谐振腔内的光弹元件(半内腔为增透窗片，全内腔为输出窗片)及其施力装置，反射透镜，石英封装壳，外加横向磁场所用的磁条， 所述的施力装置为其上带有加力螺钉的二维加力环。
所述二维加力环可为园形、方形或可对光弹元件施加一对相互正交的直径方向对径加力的其他形状的加力环。
为防止加力装置相对光弹元件容易松动，进一步提供装置的可靠性，加力环及其上的加力螺钉可采用与光弹元件的线膨胀系数相一致的可阀制成的加力环及其加力螺钉。
本实用新型由于以二维施力装置代替原有的一维施力装置，并对加力环的结构及其所用材料进行了优化选取，从而进一步减小了该种激光器的频率差漂移，并提高了该装置的可靠性，使得该激光器进入了可实际应用的阶段。
图1为二维加力方式的塞曼双折射双频激光器的结构示意图。
图2为加力装置为圆形时的结构示意图图3为加力装置采用方形时的结构示意图。
图4为加力环安装结构剖面示意图。
具体实施方式
以下结合附图详细说明本实用新型的原理、结构、具体实施及优选方式二维施力方式的环的塞曼-双折射双频激光器，包括一个He-Ne激光增益管11，以及激光谐振腔内的光弹元件9及其施力装置，反射透镜16，石英封装壳12，外加横向磁场所用的磁条14、15，所述的施力装置为其上带有加力螺钉的二维加力环。即施力装置为二维施力装置，即在光弹元件的一对相互正交的直径方向上垂直于光束对径加力，我们称这种施力装置为二维加力环，可采用圆形7(如图2所示)或方形10(如图3所示)及其他可对光弹元件施加一对相互正交的直径方向对径加力的其他形状的加力环。在圆形加力环的两个相互垂直的直径位置以及在方形加力环的四条边的中心位置分别有四个螺孔，每个螺孔配有一枚平头顶丝8向位于环内的光弹元件加力。激光束通过此光弹元件时，激光器所产生的频差与相互垂直的两个加力方向的应力差成正比，它可表示为，Δv∝(Δn1-Δn2)=12n03(p12-p11)(s1-s2)----(1)]]>式中Δv为激光器输出频差，Δn1、Δn2为两个主应力方向的的主折射率，n0为光弹元件的折射率，P12、P11为光弹系数张量，S1、S2为主应变张量。这种新型的二维施力装置通过提供小的应力差来获得小频差，这使得我们在获得小频差时可以施加足够大的力，以防止加力环松动，保证可靠性。
权利要求1.一种二维施力方式的塞曼-双折射双频激光器，包括一个He-Ne激光增益管，以及激光谐振腔内的光弹元件及其施力装置，反射透镜，石英封装壳，外加横向磁场所用的磁条，其特征在于所述的加力装置为其上带有加力螺钉的二维加力环。
2.按照权利要求1所述的一种塞曼-双折射双频激光器，其特征在于所述二维加力环为园形、方形或可对光弹元件施加一对相互正交的直径方向对径加力的其他形状的加力环。
3.按照权利要求1或2所述的二维施力方式的塞曼-双折射双频激光器，其特征在于所述的加力环及其上的加力螺钉是由与光弹元件的线膨胀系数相一致的可阀制成的加力环及其加力螺钉。
专利摘要一种二维施力方式的塞曼双折射双频激,涉及一种氦氖塞曼－双折射双频激光器的结构设计。该激光器包括一个He－Ne激光增益管,以及激光谐振腔内的光弹元件及其施力装置,反射透镜,石英封装壳,外加横向磁场所用的磁条,其特点是施力装置采用其上带有加力螺钉的二维加力环,即采用圆形、方形或可对光弹元件施加一对相互正交的直径方向对径加力的其他形状的加力环。本实用新型进一步减小了该种激光器的频率差漂移问题,并提高了该装置的可靠性,使得该激光器进入了可实际应用的阶段。
文档编号H01S3/02GK2506002SQ01268038
公开日2002年8月14日 申请日期2001年10月31日 优先权日2001年10月31日
发明者张书练, 肖岩, 李岩, 朱钧, 徐俊澄 申请人:清华大学