[其他]橫向塞曼激光器

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 86207157
• 申請日: 1985-11-20
• 公開（公告）號: CN86207157U
• 公開（公告）日: 1987-07-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 巴思旭;劉玉照
• 申請（專利權(quán)）人: 南開大學(xué)
• 主分類號: H01S3/139
• 分類號: H01S3/139
• 代理公司: 南開大學(xué)專利事務(wù)所
• 代理人: 劉志國

本實(shí)用新型屬于氣體激光器技術(shù)。

穩(wěn)定的橫向塞曼激光器（STZL）是光學(xué)測量用的新穎光源。其優(yōu)異特性在于它能同時輸出兩個互相垂直偏振的線偏振光，其拍頻頻率f_b可以在幾十千赫到幾百千赫之間連續(xù)調(diào)諧，而且有優(yōu)于10^－10的高頻率穩(wěn)定度和10^－9的頻率復(fù)現(xiàn)度，因此它在干涉計(jì)量，晶體雙折射和旋光性檢測、多普勒測速等方面有重要用途。

拍頻調(diào)諧曲線是STZL的基本特征標(biāo)志，其線性區(qū)被作為穩(wěn)頻區(qū)。從應(yīng)用角度來說，要求拍頻調(diào)諧曲線有完整的S形或倒置的S形，因?yàn)檫@是達(dá)到良好的穩(wěn)頻效果和寬的調(diào)諧范圍的基礎(chǔ)。但目前國內(nèi)外試制生產(chǎn)的橫向塞曼激光器的拍頻調(diào)諧曲線大多是不完整的S形〔1－2〕，而是呈現(xiàn)V形，即出現(xiàn)零頻率的拍頻，出現(xiàn)完整的S形拍頻調(diào)諧曲線的幾率較小，這樣使得它在下述兩個主要應(yīng)用領(lǐng)域的應(yīng)用帶來如下的困難：第一，將使其作為長度標(biāo)準(zhǔn)使用實(shí)際上成為不可能。這是由于在此種情況下，不同的STZL的穩(wěn)頻工作點(diǎn)對應(yīng)的光頻頻率是彼此不同的，為確定波長的光頻就需要將每支STZL的實(shí)際光頻與標(biāo)準(zhǔn)波長激光器的光頻進(jìn)行校準(zhǔn)比對，而這種標(biāo)準(zhǔn)波長激光器只有國家計(jì)量部門才具備，且需要恒溫恒濕的工作環(huán)境條件，這對一般生產(chǎn)STZL的廠家和STZL使用單位的工作環(huán)境條件實(shí)際上是辦不到的；第二，當(dāng)把STZL的拍頻信號作為探測光源使用時，由于拍頻調(diào)諧曲線線性區(qū)窄，這樣就減小了拍頻信號調(diào)諧的范圍。

目前STZL的制作都是采用軟介質(zhì)膜反射鏡作為STZL的二個反射鏡或者硬介質(zhì)膜反射鏡作為STZL的二個反射鏡〔1－2〕，因目前二種反射鏡介質(zhì)膜的應(yīng)力雙折射的方向不能予先測定，因此在制成的STZL的二個介質(zhì)膜反射鏡應(yīng)力雙折射的相對取向具有隨機(jī)性，一旦它們的取向不一致或者可能相互垂直，拍頻調(diào)諧曲線的中心頻率就會減小或者甚至出現(xiàn)零頻率的拍頻，即呈現(xiàn)不完整的S形或者V形拍頻調(diào)諧曲線。

本實(shí)用新型是STZL的二個反射鏡采用軟硬膜反射鏡相搭配的結(jié)構(gòu)，就能容易地實(shí)現(xiàn)拍頻調(diào)諧曲線呈現(xiàn)完整的S形或倒置的S形，這樣一來就很容易找到拍頻調(diào)諧曲線中心工作點(diǎn)；盡管每支STZL拍頻調(diào)諧曲線中心工作點(diǎn)的拍頻頻率各異，但它都對應(yīng)著同一個光頻頻率（在頻率復(fù)現(xiàn)性誤差范圍以內(nèi)是增益曲線的中心頻率）。因此將STZL的波長作為長度的尺度時就無需將每支使用或生產(chǎn)的STZL的光頻與國家計(jì)量部門的標(biāo)準(zhǔn)波長激光器光頻進(jìn)行校準(zhǔn)比對，這對于STZL使用者來說是非常方便的，既發(fā)揮了它良好的穩(wěn)頻性能的功能；同時，由于有完整的S形拍頻調(diào)諧曲線，有較寬的線性拍頻調(diào)諧范圍，因此在將STZL用于探測光源使用時有較寬的調(diào)諧工作范圍。這種技術(shù)的實(shí)現(xiàn)並沒有增加STZL制作成本，相反，得到完整的S形拍頻調(diào)諧曲線的合格率大大提高，無疑這是大大降低了制作STZL的成本，使STZL更加實(shí)用化，更能發(fā)揮出它的高頻率穩(wěn)定度（伏于10^－10）和高頻率復(fù)現(xiàn)度（10^－9）的優(yōu)異性能。

本實(shí)用新型的實(shí)現(xiàn)是很容易的，即采用軟介質(zhì)膜（例如ZnS／MgF₂）反射鏡與硬介質(zhì)膜（例如SiO₂）反射鏡搭配使用的腔結(jié)構(gòu)：全反射鏡選用軟介質(zhì)膜，輸出鏡選用硬介質(zhì)膜，或者全反射鏡選用硬介質(zhì)膜，輸出鏡選用軟介質(zhì)膜。由于軟介質(zhì)膜反射鏡應(yīng)力雙折射較之硬介質(zhì)膜反射鏡小得多，軟介質(zhì)膜的應(yīng)力雙折射影響可略去不計(jì)，STZL腔反射鏡總的應(yīng)力雙折射大小和方向基本上由硬介質(zhì)膜反射鏡決定。采用此種新結(jié)構(gòu)極易獲得完整的S形拍頻調(diào)諧曲線和寬范圍的線性區(qū)，且在此區(qū)域內(nèi)的拍頻波形不發(fā)生畸變。此方法方便可靠，為制造合乎要求的STZL提供了方便和保證。

附圖說明：

附圖為橫向塞曼激光器簡圖。

1、2為二個反射鏡，其中一個為硬膜反射鏡，另一個為軟膜反射鏡；3為管殼；4為陰極；5為陽極；6為壓電陶瓷腔長調(diào)節(jié)體；7、8為二塊能產(chǎn)生橫向磁場的磁體。