专利名称:双纵模双频激光光源自控式热稳频装置的制作方法
本项发明属于光电技术领域：
。创新在于采用新的工作原理制成了质优价廉的稳频装置。
现有的双频激光系统(产品)中激光管的材料都采用小膨胀系数材料或无膨胀材料制成，用压电陶瓷稳频，加固定磁场使形成塞曼分裂获得双频激光。采用这种原理的激光系统，激光管和稳频电路都具有结构复杂、价格昂贵的缺点。
1972年联帮德国曾有人在《Applied Optic》April1972杂志上发表过利用加热激光器谐振腔的方法达到稳频的原理研究报告。稳频精度不低于1×10-7。但只限于光学原理，未发表过控制电路或其它工作原理，也未形成产品，以后亦无进一步报导。发明人从西德得知该系统存在问题的关键是稳频控制电路一直存在问题。工厂生产未能成功。
本项发明目的在于提供了用改变放电管电流，以改变温度来调节激光器腔长的双频激光器频率和模式的稳定装置，已完全解决了稳频控制问题，经国家计量局成都计量测试研究院检定，稳频精度达到了2×10-9，而且简单可靠。
这种稳频激光光源主要用途是作为双频激光干涉仪的光源。实际上决定双频激光干涉仪精度、成本、应用范围以及他们区别于单频干涉仪的最主要因素正是稳频激光光源。
本发明装置的原理说明图如附图1所示。图中(1)为(He)-氖(Ne)激光器。(2)、(3)为布儒斯特窗。(4)，(5)为放大器(μA741)。(6)为光电耦合器。(7)为时间比较电路。(8)为受控调压电桥。(9)为普通倍压整流器。
装置本身涉及的都是比较简单易行的技术。激光的两个纵模被两个正交放置的布儒斯特窗或一个偏振分光器分别取样，信号由光电池接收后送到控制电路，经第一个集成放大块(4)放大，第二个集成放大块(5)积分，光电耦合器(6)的作用是分隔220伏交流电。整个电路的关键于时在间比较电路(7)，它根据激光管的换模时间间隔自动决定使激光管达到必要的热平衡状态所需的在某固定电压下加热时间。〔电路(7)实际上是一个根据换模周期接通的继电电路。如果不要求自动化，也可以简化为一个开关，但必须按事先已规定好的换模周期开、闭。(若固定电压下加热时间不够可以再次接通继续预热，达到要求后再切换到自动状态。如果没有这一措施，则有可能达不到稳频要求)〕。然后通过受控调压电桥(8)(也可以是其他任何一种可控的交流电压调节器)。根据两个纵模强度的差异(由(4)、(5)经光电耦合器(6)送来的相应电讯号通过改变倍压整流器(9)的电压来控制激光管(1)的放电电流，使温度改变，调节谐振腔的长度。使两个相邻纵模的竞争总是处于强度相近的相持状态。从而得到稳定的双频激光输出。
本发明装置的优点为1、成本低廉，初步估算本装置造价仅为现在用塞曼分裂原理双频激光光源产品的10-20%。
2、稳频精度高，且拍频频率高，可达到500-600MHZ，可用于变化相当快的动态测量。
3抗干扰性能好。它对于工作环境温度无特定要求，一般在5℃到40℃的环境中都能正常工作。并且允许在测量时环境温度有突然上升3℃或下降6℃的变化。
4、用途广泛，它除用作新的双频激光干涉仪外，也可用于改造现有单频激光测长仪。效果显著。
实施例利用本发明已作了一台装置，不需装置压电陶瓷和固定磁场。解决了一般工业计量测试用氦-氖激光器因温度变化导致频率漂移的问题。稳频精度高，达到2×10-9。反应时间也足够快。本装置制造容易，所用激光管国内生产氦-氖激光器的工厂都可以制造，稳频电路国内任何一家制造电子产品的工厂都可以生产并且成本低廉，便于推广。
权利要求
一种用改变放电管电流、温度、调节激光器腔长的激光的频率和模式的稳定装置。它是通过控制气体激光器放电管的放电电流强度以改变其工作温度，使激光器谐振腔膨胀(伸长)或收缩(缩短)，从而达到稳频的目的。其特征在于用于气体激光器的新的稳频控制电路，它能够根据代表激光的两个相邻纵模强度的光电信号按规定的程序自动调节该激光器的供电电压，改变其工作电流，调节温度，控制谐振腔长度，稳定激光的频率、模式。
专利摘要
一种通过改变气体激光器放电管电流来改变其工作温度，稳定谐振腔长度，使两个纵模同时并存的稳频电路。它使双频激光光源不需加磁场也不用压电陶瓷装置。成本低、稳频精度高，拍频频率高(可用于静、动态测量)装置简便可靠。
文档编号H01S3/098GK85102379SQ85102379
公开日1987年1月21日 申请日期1985年4月1日
发明者周肇飞 申请人:成都科技大学导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan