SU591161A3 - Частотно-стабилизированный газовый лазер - Google Patents
Частотно-стабилизированный газовый лазерInfo
- Publication number
- SU591161A3 SU591161A3 SU711628858A SU1628858A SU591161A3 SU 591161 A3 SU591161 A3 SU 591161A3 SU 711628858 A SU711628858 A SU 711628858A SU 1628858 A SU1628858 A SU 1628858A SU 591161 A3 SU591161 A3 SU 591161A3
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- gas discharge
- mirrors
- discharge tube
- rod
- cathode
- Prior art date
Links
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 20
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 20
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 9
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 3
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 claims description 2
- 241001122767 Theaceae Species 0.000 claims 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 24
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 16
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 7
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 6
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 5
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 5
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 4
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 4
- 239000006095 Cer-Vit Substances 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 3
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 3
- 230000010287 polarization Effects 0.000 description 3
- 238000005086 pumping Methods 0.000 description 3
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 2
- 239000005350 fused silica glass Substances 0.000 description 2
- 229910000833 kovar Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052754 neon Inorganic materials 0.000 description 2
- GKAOGPIIYCISHV-UHFFFAOYSA-N neon atom Chemical compound [Ne] GKAOGPIIYCISHV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000000284 resting effect Effects 0.000 description 2
- 230000007704 transition Effects 0.000 description 2
- ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 7553-56-2 Chemical compound [I] ZCYVEMRRCGMTRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N Gallium Chemical compound [Ga] GYHNNYVSQQEPJS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004809 Teflon Substances 0.000 description 1
- 229920006362 Teflon® Polymers 0.000 description 1
- AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N alumane Chemical group [AlH3] AZDRQVAHHNSJOQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000084 colloidal system Substances 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 230000006355 external stress Effects 0.000 description 1
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001026 inconel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012774 insulation material Substances 0.000 description 1
- 229910052740 iodine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011630 iodine Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005476 soldering Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
- H01S3/13—Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude
- H01S3/139—Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude by controlling the mutual position or the reflecting properties of the reflectors of the cavity, e.g. by controlling the cavity length
- H01S3/1396—Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude by controlling the mutual position or the reflecting properties of the reflectors of the cavity, e.g. by controlling the cavity length by using two modes present, e.g. Zeeman splitting
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/02—Constructional details
- H01S3/03—Constructional details of gas laser discharge tubes
- H01S3/038—Electrodes, e.g. special shape, configuration or composition
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01S—DEVICES USING THE PROCESS OF LIGHT AMPLIFICATION BY STIMULATED EMISSION OF RADIATION [LASER] TO AMPLIFY OR GENERATE LIGHT; DEVICES USING STIMULATED EMISSION OF ELECTROMAGNETIC RADIATION IN WAVE RANGES OTHER THAN OPTICAL
- H01S3/00—Lasers, i.e. devices using stimulated emission of electromagnetic radiation in the infrared, visible or ultraviolet wave range
- H01S3/10—Controlling the intensity, frequency, phase, polarisation or direction of the emitted radiation, e.g. switching, gating, modulating or demodulating
- H01S3/13—Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude
- H01S3/139—Stabilisation of laser output parameters, e.g. frequency or amplitude by controlling the mutual position or the reflecting properties of the reflectors of the cavity, e.g. by controlling the cavity length
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Lasers (AREA)
Description
жащей пьезоэлемент, выполненный в виде диска.
Газоразр дна трубка выполнена в виде стержн с каналом, ограничивающим разр дную область, изготовленного из диэлектрического материала с коэффициентом теплового расширени в пределах 12-lOl/град, а толшина d пьезоэлемента удовлетвор ет соотношению d 0,11, где t. - рассто ние между зеркалами оптического резонатора.
Газоразр дна трубка с зеркалами оптического резонатора расположена в герметичной оболочке с закрепленными внутри нее пружинами дл прижати зеркал к торцам газоразр дной трубки.
Газоразр дна трубка расположена внутри герметичного металлического кожуха, со . держащего газозую активную среду, а зеркала оптического резонатора закреплены на кольцевых упругих элементах, причем внешн поверхность зеркал контактирует с окружающей средой дл обеспечени возможности прижати зеркал к торцам газоразр дной трубки за счет разносги давлений среды внутри и вне кожуха..
Газоразр дна трубка закреплена внутри металлического кожуха на выступах.
Анод соединен с газоразр дной трубкой посредством упругого элемента, а катод выполнен кольцевым, окружает газоразр дную трубку и сцентрирован относительно герметичной оболочки посредством пружины.
На фиг. I показан газовый лазер со стекл нным корпусом; на фиг. 2 - то же с металлическим корпусом.
Газовый лазер со стекл нным корпусом ( фиг. 1) изготовл ют из двух секций. Одна секци включает цилиндрическую часть 2 с закрытым передним концом 3, открытым задним концом и колоколообразным выступом 4, удерживающим анодный штырь 5 в направлении закрытого конца 3. Эта секци также имеет цилиндрическую часть 6 большего диаметра , причем ее кольцевой передний конец 7 примыкает к заднему открытому концу части 2, и колоколообразныи .выступ 8, который удерживает контактный штырь 9 катода в направлении кольцевого переднего конца 7. Друга секци включает цилиндрическую часть 10 с открытым передним концом, закрытым задним концом , поддерживающим концентрический кольцевой контакт 12. Анодный штырь 5, контактный щтырь 9 катода и кольцевой :контакт 12 герметизируютс на месте и изготавливаютс из электропровод щего металла, имеющего коэффициент теплового расщирени , сравнимый с коэффициентом теплового расширени стекла, например из ковара, дл обеспечени спаев стекла с металлом, способных выдерживать температуры пор дка 500°С.
Кольцевую стекл нную распорку 13 с выпуклой фронтальной поверхностью (в другом варианте, это. пара обращенных друг к другу кольцевых пружинных прокладок, например прокладок Болвилл ), круглое зеркало 14 из плавленной окиси кремни или стекла.с вогнутой отражательной поверхностью 15, имеющей коэффициент пропускани 0,6-0,85% при заданной длине волны (например, Г)328А),
и цилиндрический стержень 16 с осевым каналом 17 вставл ют в цилиндрическую часть 2 через ее открытый задний конец. Стержень 16 изготавливают из изол ционного материала, например, марки CER-VIT, имеющего тепловой коэффициент расширени в диапазоне ±1-10 ГС. Распорку 13, зеркало 14 и стержень 16 выравнивают по оси с выпуклой фронтальной поверхностью распорки 13, упирающейс в закрытый передний конец 3 циQ лкндрической части, причем плоска установочна поверхность зеркала 14 упираетс в плоскую заднюю поверхность распорки 13, а кольцевое ребро 18 на переднем конце стержн 16 упираетс в вогнутую отражательную поверхность 15 зерка.ла 14.
5Пружина 20 из нержавеюн1ей стальной
проволоки и полый алюминиевый кольцевой катод 21 поддерживаютс стержнем 16 внутри цилиндрической части 6 стекл нного корпуса. Проволочна пружина 20 образует непрерывный проволочный треугольник и располагаетс
своими трем лапками 22, упира сь в кольцевой передний конец 7 цилиндрической части 6 и стержень, 1б, -причем его углы 23 выгнуты наружу и упираютс в боковую сторону 24 катода в трех точках симметрично вокруг него, его концы располагаютс вдоль одной лапки и выгнуты наружу дл зацеплени с парой даленных друг от друга отверстий на боковой стороне 24 катода, а выступающа внутренн часть 25 располагаетс вдоль другой из лапок и зацепл етс с пазом 26, обра0 зованиым вдоль одной стороны стержн 16, удаленной от анодного щтыр 5. Проволочна Пружина 20 выполн ет две функции: осевого подпружинивани катода 21 и запирани катода 21 и стержн 16 дл исключени их вращательного движени относительно друг
5 друга- Это может быть также выполнено путем образовани неглубокой плоской поверхности (глубиной приблизительно равной радиусу проволоки проволочной пружины 20) вдоль одной стороны стержн вместо паза 26 путем выполнени двух вертикальных пропилов вдоль двух других противоположно обращенных сторон стержн и путем использова,ни пр моугольной (не треугольной).непрерывной проволочной нагрузочной пружины 27. Пр моугольную проволочную пружину располагают на стержне 16 таким образом, что ее уг5 лы выгибаютс наружу и упираютс в боковую сторону 24 катода в четырех точках, симметрично рассредоточенных вокруг него, ее четыре лапки упираютс в разные стороны стержн , две ее лапки зацепл ютс с обращенными
в противоположные стороны вертикальными пропилами Стержн , а две другие упираютс в плоскую поверхность стержн , удаленную от анодного штыр 5, ее концы расположены вдоль лапки и выгнуты наружу вдоль плоской поверхности стержн , а ее концы зацепл ютс в соответствующих полукруглых зарубках вдоль внутренней периферии боковой стороны 24 катода. В обоих случа х нагрузочна пружина 27 зацепл етс между катодным контактным штырем 9 и примыкающей периферийной стороной 28 катода дл обеспечени электрического соединени между контакт
ным штырем катода и дл предотвращени вращательного движени катода и стержн 16 относительно стекл нного корпуса I. Нагрузочную пружину 27 изготовл ют из электрически провод щего металла, например, марки INCONEF, и она имеет изогнутый пр моугольный элемент с радиусом изгиба.
Один проход 29, образованный в стержне 16 в нг правлении к его заднему концу, соедин ет канал 17 с ёнутреьней частью катода 21. Другой проход 30, образованный в стержне 16 в направлении к его переднему концу, соедин ет канал 17 с внутренней частью колоколообразного выступа 4. Таким образом обеспечиваетс путь разр да внутри стержн 6 межлу катодом 2 и анодным штырем 5 с помощью осевого канала 17 и проходов 29 и 30.
Кольцевой пьезоэлектрический диск 31 также подпираетс внутри цилиндрической части 6 стекл нного корпуса 1 цилиндрическим выступом на заднем конце стержн 16. Хромовый электрод, нанесенный на плоскую переднюю сторону пьезЪэлектрического диска.З, упираетс в кольцевое ребро 32 на заднем конце стержн 16. Кольцевое ребро 32 образуетс на заднем конце стержн 16 пересечением вогнутой центральной и выпуклой концевой поверхностей. Хромовый электрод на передней поверхности пьезоэлектрического диска 31, прог.олочна пружина 20 и катод 21 упираютс в слой ЗЛ хрома, нанесенного на нижнюю торцовую и заднюю концевую части стержн 16. С тедовательно, электрическое соединение между контактным штырем 9 катода, катодом 21 и хромовым электродом на Г1ередней поверхности пьезоэлектрического диска 31 обеспечиваетс с помощью нагрузочной пружины 27, проволочной пружины 20 н хромового сло 33.;
Центральную нагру.адчную. пружину 34 (в другом варианте р д противоположно обращенных кольцевых пружинных прокладок, например прокладок Балливилл ), кольцевой, контакт 35 из нержавеющей стали и круглое зеркало 36 из плавленой окиси кремни или отекла с плоской отражательной поверхностью 37, имеющей коэффициент пропускани 0,05% или менее при заданной длине волны, помешают в. цилиндрическую часть 10 через ее открытый передний конец. Центральную пружину 34, контакт 35 и зеркало 36 выравнивают соосно, причем Один конец пружины 34. упираетс в плоскую переднюю поверхность . контакта 12, плоска задн поверхность контакта 35 упираетс в другой конец пружины 34, а плоска установочна поверхность зеркала 36 упираетс в плоскую переднюю поверхность контакта 35. Контактна пружина 38 удерживаетс в цилиндрическом отверстии, образованном в зеркале 36. Контактную пружину 38 располагают таким образом, что задний конец ее упираетс в плоскую переднюю поверхность контакта 35, а передний конец когда находитс в несжато.м положении, выступает за плоскую отражательнуюповерхность 37 зеркала 36.
Центральную нагрузочную пружн у 34 и контактную пружину 38 нзготовл ют из электропровод щего материала, например, марки INCONEL. Обе цилиндрические части 10 и 2 стеклннниго корпуса предварительно усажнва .ют на прецизионном шпинделе до внутреннего диаметра на одну и.:и две тыс чных дюйма больше наружного диаметра стержн 16. Соответственно центральна нагрузочна пружина 34 (в-сж том положении), кольцевой коктакт 35, зеркало 36, пьезо.члектрический диск 31. зеркало 14 и распорка 13 изготавливаютс того же нли несколько меньшего наружного диаметра, чем диаметр стержн 16, что позвол ет им перемещатьс в осевом напрзв ении внутри цилиндрических частей 2 и 10 и ограничивает их перемещение в радиальном направлении.
После размещени узлов лазера BHjTpH частей 2 и 10 стекл нного корпуса они располагаютс соосно друг другу на некотором рассто нии, при этом сторона 39 катода подпружиниваетс в осевом направлении к открытому переднему концу цилиндрической час ти 10 проволочной нагрузочрюй пружиной 20 и располагаетс на таком же рассто нии от прохода 29, что и бокова сторона 24 катода, отражательна поверхность 37 зеркала 36 и
передний конец контактной пружины 38 упираютс в хромовый электрод, а центра.льна нагрузочна пружина 34 подпружинивает в осевом направлении зеркало 14 и переднему концу стержн 16 и подпружинивает в осевом направлении пьезоэлектрический диск 31, зер .кало 36 и контакт 35 к заднему концу стержн . Затем секции 2 и 10 стекл нного корпуса герметично соедин ютс путем термической пайки колоколообразного фланца 40 секции 10 с открытым задним концом цилиндрической части 6 секции 2. Это стекл нное соединение может выдерживать температуру пор дка 500°С. Стекл нный корпус I затем откачивают и заполн ют газом до давлени 3-6 мм рт. ст., содержащим, например, дес ть частей гети и одну часть неона. Во врем откачки стекл нного корпуса он выдерживаетс при температуре пор дка 250-400°С с целью облегчени его откачки и снижени газового загр знени и очистки конструкций внутри корпуса . Как откачка, так н заполнение лазера облегчаетс благодар наличию паза 26 (или соответствующей плоской поверхности, как описано в варианте с квадратной проволочной нагрузочной пружиной) почти вдоль всей длины стержн . Который сообщаетс с цилиндрической частью 6 стекл нного корпуса 1 и внутренней частью катода 21. Однако этот паз (или плоска поверхность) не должен доходить до концов стержн 16, поскольку он может затем служить ложным каналом разр да вдоль наружной периферии стержн . Объем газа, которым может быть заполнен стекл нный
корпус .при заданном давлении; значительно увелич иваетс .за счет расширенной цилиндрической части 6 стекл нного .корпуса. Таким образом, в дополнение к корпусу катода 21 расширенна цилиндрическа часть 6 стекл нного корпуса служит резервуаром газа, благодар чему повышаетс срок службы лазера.
Собранный лазер может быть приведен в действие путем приложени напр жени пор дка + 1200 В к анодному и1тырю 5 при одновременном поддерживании катода 21 под потенциалом земли с целью обеспечени газового разр да дл возбуждени газообразной среды и генерации лазерного излучени . В другом случае разр дный канал лазера может быть пометен в магнитное поле, имеющее составл ющую пор дка 300 гаусс в направлении лазерного пучка дл зеемаиовского расщеплени линии атомного перехода, на которой происходит л ерна генераци , таким образом ,- что при этой составл ющей будет происходить генераци на двух частотах с разностью частот пор дка 1,5--2,0 Мгн. и различными пол ризаци ми. Дл создани магнитного ПОЛЯ используетс электромагнит или посто нный магнит, установленный вокруг цилиндрической части 2 стекл нного корпуса между анодным штырем 5 и катодом 21. Если примен етс посто нный магнит, то дл удобства его установки он может быть составлен из трех разъемных цилиндрических магнитных секций 41-43, размещаемых на разъемном кольце 44, изготовленном из изол ционного материала, например тефлона. Выходное излучение 45 лазера проходит через зеркало 14, кольцевую раснорку 13 и закрытый конец 3 стекл нного корпуса . Поскольку отражательна поверхность 37 имеет низкий коэффициент пропускани , меньща часть лазерного луча 46 проходит через кольцевой пьезоэлектрический диск 31, зеркало 36, кольцевой контакт 35, центральную нагрузочную пружину 34, кольцевой контакт 12 и торцовую стенку стекл нного корпуса. Эта часть служит в качестве вспомогательного выхода лазера.
Хромовый электрод на передней поверхности пьезоэлектрического диска 31 поддерживаетс под потенциалом земли вместе с контактным штырем 9 катода, благодар электрическому соединению, обеспечивае.мому между ними хромовым слоем 33, проволочной нагрузочной пружиной 20. катодом 21 и нагрузочной пружиной 27. Соответственно обеспечиваетс электрическа св зь между кольцевым контактом 12, хромовым электродом и задней поверхностЕ)Ю пьезоэлектрического диска 31 через центральную нагрузочную пружину 34, кольцевой контакт 35 и контактную пружину 38 таким образом, что управл ющее напр жение от О до 25Т)0 В может быть, подано на хромовый электрод на задней стороне пьезоэлектрического диска. Следовательно, пьезоэлектрический диск 31 может быть использован в качестве подстроечного элемента дл обеспечени оптимального рассто ни между зеркала.ми.
Дл контрол толщины пьезоэлектрического диска 31 может быть применена обычна цепь 47 управлени с обратной св зью. Эта цепь сол№ржит ириемник, реагирующий на допо .11нительный выходной луч 46 лазера, дл создани напр жени обратной св зи посто нного тока, пронорциональногр разности интенсивностей между компонентами лазерного луча с правой и левой круговой пол ризацией. Напр жение обратной св зи гтосто нног 1 тока но даетс с выхода 48 приемника через контакг 12, нагрузочную нружину 34 и контакт 35 на хромовый элект|К)д, выполненный на-задней поверхности пьезоэлектрического диска 31 таким образом, что толщина пьезоэлектрического диска варь(руетс дл поддержани нужного рассто ни между зеркалами 14 и 36 оптического резонатора
Обычн1:.|е пье.зоэлектрическне материалы,
как правило, имеют коэффициент тепловою расширени пор дка 2 И) Ч ГС и коэффициент расширени в зависимости от напр жени пор дка MM/KB. Более того, они обычно гораздо быстрее измен ютс по длине в зависимости от напр жени , чем они же или такие
изол ционные материалы как CER-V1T измен ютс в зависимости от температуры. Так, например, при применении комбинации стержн 16, изготовленного из CER-VIT или из другого аналогичного изол ционного материала.
имеющего коэффициент теплового расширени в диапазоне + , с пьезоэлектрическим диском 31. имеюн1им толщину, составл ющую. менее 0,1 рассто ни между зеркалами,- изменение толщины пьезоэлектрического диска в зависимости от напр жени от-О до 25tlO В может быть выдержано таким же в одном направлении , как и изменение обгцей длины стержн и пьезоэлектрического диска в зависимости от температуры в обратном направлении во всем динамическом диапазоне температур (пор дка 50С), с момента включени лазера до достнжени им рабочей температуры-. Например, стержень 16, имеющий длину 125 мм и коэффициент теплового расширени , и пьезоэлектрический диск 31, имеющий толщину I мм и коэффициент теплового расширени
, имеют общее изменение длины 7-10 мм во всем динамическом диапазоне температур. Таким образом, в случае применени пьезоэлектрического диска, имеющего коэффициент расширени в зависимости от напр жени 5-10 мм/кв и дианазон подстройки
от О до 2500 В, изменение напр жени обрат-, ной св зи в пределах II00-- 1200 В достаточно дл стабилизировани рассто ни между зеркалами .
Газовый лазер с металлическим корпусом,
например из нержавеющей стали (фиг. 2). состоит также как и лазер со стекл нным корнусом (фиг. I) из двух цилиндрических концевых секций 45) и 50 одинакового диаметра и цилиндрической 11ромежуточной секции 51 меньшего диаметра. Он имеет открытые концы,
круглый монтажный отсек 52 на одной боковой стороне концевой секции 49, направлен .ный к промежуточной секции 51 и три пары направленных внутрь выступов 53, симметрично расположенных вокруг промежуточной секции 51 и отсто щих на некотором рассто нии
друг от друга ближе к концевым секци м 49 и 50. Анодное устройство 54 размещаетс внутри концевой секции 49 в монтажном отсеке 52. Кбрпус 55 прижимаетс к стержню 16 и .соедин етс со стекл ниой колоколообразной опорой 56. Устройство имеет нагрузочную пружину 57 метбранного типа, изготовленную, нттример, из ковара или нержавеющей стали с. концами из ковара. Один коней нагрузочной пружины герметично припаиваетс к плоской верхней поверхности периферийHOII части колоколообразной опоры 56, а другой конец выступает через монтажный отсек 52. А йодноеустройсгво 54 временно зажимаетс над отрезком, ограниченным промежуточной секцией 51, дл облегчени монтажа цилиндрического стержн 16, изготовленного , например, из CER---VIT. Стержень 16 делают несколько большего наружного диаметра, чем круг, описываемый выступами 53, так что стержень можно прочно укрепить путе.м предварительного нагрева промежуточной секции 51 н расположить его в раониривиейс в ре: ультате нагрева промежуточной секции таким образом, чтобы отверстие бокового прохода 29 в стержне совместилось с внутренней частью колоколообразной опоры 56, и последуюп1его охлаждени промежуточной секции дл того, чтобы ее вьгступы 53 дали усадку и уперлись в стержень. Благодар этому корпус 55 прижимаетс к стержню 16 на некотором рассто нии от него при минимуме .воздействи внешних напр жений на этот стержень.
Лижн поверхность нсфиферийной части колоколообразной опоры 56 соответствует цилиндрической поверхности стержн 16. После установки стержн на место анодное устройство 54 освобождают от вре.менного креплени , н нагрузочна пружина 57 отт гиваетс вйиз до тех пор, пока нижн поверхность периферийной части колоколообразной опоры 56 не упретс и не будет подпружинена к стержню вокруг отверсти прохода 29. Анодное устройство 54 затем креп т наглухо и герметизируют путем сварки свободного конца нагрузочной пружины 57 с периферийной стенкой монтажного отсека 52. Дл -удобства изготовлени лазера этот и другие сварные швы могут быть выполнены одновременно после полной сборки лазера, если части, презназначенные дл сварки , предварительно зажаты. Дл обеспечени большей механической стабильности колоколообразна опора 56 может быть также прижата к стержню 16.
В лазере (фиг. 2) также устанавливают пару круглых стекл нных зеркал 14 и 36 как и в лазере (фиг. 1). Зеркало 14 устанавливают и герметизируют на одном конце крепежного устройства 58 с помощью кольцевой опорной пружины-59 , прикрепл емой к периферии зеркала 14. Как крепежное устройство, так и опорна пружина быть изготовлены, например , из ковара. Крепежное устройство 58 имеет цилиндрическую часть 60 с трем направленными наружу выступами 61, симметрично расположенными вокруг нее. Зеркало 14 и кольцева опорна пружина 59 прочно креп тс и герметично запаиваютс внутри одного конца цилиндрической части 60. Устройство 58 также имеет другую цилиндрическую часть 62 меньшего диаметра, сообщающуюс с другим концом цилиндрической части 60 не окружающей средой, кольцевой фланец 63, герметично запа нный на цилиндрической части 62, и выт жное приспособление G4, герметично ппа ниг) во фланец 63. Е нутренний дипметр коицегнл секции 49 мегал.тического корпуса делают немного меныпим, чем диаметр круга, опнсываемый выступами 01, так что крепежное усгройство 58 может быть прочно закреплено путем нагрева концевой секции, расположени крепежного устройства внутри расширенной благодар нагреву концевой секции Й9 гаким об разом, что вогнута отражающа поверхность 15 заркала 14 упретс в кольцевую кром ку переднего конца стержн 16, так что фланец 63 упретс в открытый конец расширенной нагревом концевой секции 49, и последующего охлаждени концевой секции, благодар чему последн ПЛО1НО салитс на выступы 61 кренежного устройства. .Затем фланец 63 герметично приваривают к открытому концу концевой секции 49.
Проволочную нагрузочную пружину 20 ич нержавеющей стали и полый кольисиой алюминиевый катод 21, такой же как и на фиг. 1, но с наружным диаметром на 0,25--0,35 мм меньше внутренней концевой секции 50 металлического корпуса, ра:; меи1ают на стержне 16 внутри концевой секции. Нагрузочную пружину 20 располагают между стенкой корпуса 55 концевой секции 50 и кольцевой боковой стороной 24 катода 21. Катод 21 толкают по оси.нротив действи нагрузочной пружины 20 до тех пор, пока боковой проход 30 в стержне 6 не распо . ложнтс по центру между боковыми сторонами 24 и 39 катода, н затем окончательно устанавливают путем размещени упорных элементов 65 из нержавеющей стали впритык с боковой стороной 39 катода и приварки их к внутренней стенке концевой секции 50.
Таким образом, осевой цилиндрический канал 17 и проходы 29 и 30 обеспечивают путь разр да внутри стержн 16 между катодом 21 и анодами штырем 66.
Кольцевой пьезоэлектрический диск 31 располагаетс внутри стенки корпуса 55 на iinлиндрическом выступе на заднем конце стержн 16. Диск 31 располагают таким образом, что хромовый электрод, нанесенный на его перед .нюю поверхность, упираетс в кольцевое ребро 32, образованное на заднем конце стержн 16 и, следовательно, в хромовый слой 33, который нанесен на .нижнюю и заднюю части
5 стержн 16, и контактирует с некоторыми из выступов 53 промежуточной секции 51 металлического корпуса.
Следовательно, электрическа св зь между металлическим корпусом 55 и хромовым электродом, нанесенным на переднюю поверхность пьезоэлектрического диска, обеспечиваетс благодар слою 33 и выступам 53, наход щимс в контакте с ним.
Зеркало 36 располагают на открытом конце концевой секции 50 металлического корпуса
5 соосно со стержнем 16 и пьезоэлектрическим диском 31. Плоска отражательна поверхность- 37 зеркала упираетс в хромовый электрод , нанесенный на заднюю поверхность пьезоэлектрического диска. Затем их герметично креп т путем приварки упругого кольцевого элемента 67, прикрепленного к периферии зеркала , к периферийной стенке концевой секции 50. Контактный металлический штырь 68, например из ковара, герметично впаиваетс через зеркало 36 ближе к одной его стороне таким образом, что ои упираетс в хромовый электрод, нанесенный на заднюю поверхность ньезоэлектрического диска 3i, и обеспечивает электрическую св зь с ним. Кольцевой хромовый с ой может быть также нанесен на зеркало 36 вокруг отражающей поверхности 37.
После сборки лазера металлический корпус откачиваетс и заполн етс рабочей газовой смесью, например, галий и неона. Это осуmecTBjiReTCH с помощью выт жного приспособлени 64, вмонтированиого во фланец 63 вблизи концевой секции 49 металлического корпуса, Паз 26 и пространство между стержнем 16 и промежуточной секцией 5 металлического корпуса облегчает как откачку, так и заполиение концевой секции 60. Поскольку металлический корпус 55 заполн ют газоразр дной средой под давлением 3-4 мм. рт. ст. ниже давлени окружающей среды и поскольку зеркала 14 и 36 одной стороной контактируют с газоразр дной средой внутри Металлического корпуса, а другой стороной - с окружающей средой вне металлического корпуса, эти зеркала и пьезоэлектрический диск 31 прижимаютс к концам стержн 16 благодар разности давлений.
Собранный лазер может генерировать луч с одной модой ТЕМ,
Дл лазера (фиг; ) область разр да может быть закл1рчена в магнитно поле, имеющее компоненту 300 ГС в направлении лазерного луча. Дл зеемановского расщеплени линии атомного перехода, на который происходит лазерна генераци таким образом, что лазер будет работать на дэух частотах с разными пол ризаци ми- :.-. :..:.-.,
Посто нный магнит или электромагнит 69 располагаетс вокруг промежуточной секции 51 металличеекогр корпуса .и возбуждаетс регулируемым источником 70 тока. Цепь 47 управлени с обратной св зью с выходом 48, подклю чеиным к контактному штырю 68, может быть также использовано дл варьировани толщины пьезоэлектрического диска 31.
Любой из описанных лазеров может быть применен, например, в ин ерферометрической системе дл измерени скорости или длины.
Claims (5)
1. Часто но-стабилизированный газовый лазер, содержащий газоразр днух трубку с
анодом и катодом, расположеину внутри оптическою f)e3OHaropa, образовггммого двум зеркалами, одно из кото{)Ь1х закреплено на пьезоэлементе , вход щем в устройство конт{юл длины оптического резонатора, отличающийс тем, что, с целью повышени стабильности частоты излучени , зеркала резонатора примыкают к торцам газоразр дной трубки, причем одно из зеркал стороной, содержащей пьезоэлемеит , выполненный в виде кольцевого диска.
2. Лазер по п. , отличающийс тем, что газоразр дна трубка выполнена в виде стержн с каналом, ограничивающим разр дную область , изготопленного из диэлектрического материала с коэффициентом теплового расширени в пределах ±2 10 Ч/град, а толщина d пьезоэлемента удовлетвор ет соотношениюd 0,l t, где I -рассто ние между зеркалами оптического резонатора.
3.Ла.зер по пп. I и 2, отличающийс тем, что газоразр дна трубка с зеркалами оптического резонатора расположена в герметичной оболочке с закрепленными внутри нее пружинами дл прижати зеркал к торцам газоразр дной трубки.
4.Лазер по пп. 1 и 2, отличающийс тем, что газоразр дна труб.ча расположена внутри
металлического кожуха, содержащего газовую активную среду, а зеркала оптического резонатора закреплены на кольцевых упругих элементах , причем внешн поверхность зеркал контактирует с окружающей средой дл обеспечени возможности прижати зеркал к торцам
газоразр дной трубки за счет разности давлений среды внутри и вне кожуха.
5.Лазер гто п. 4гогл«чаюи «йс тем, что газоразр дна т рубка закреплена внутри металлического ко куха-на выступах.
. 6. . по пд: I, 3 или 4, огл«чшо«{айс тем, что; анод соединен с газоразр дной трубкой посредством упругого элемента, а катод выполнен кольцевым, окружает газоразр дну.о трубку н сцентрирован относительно repMetkMной оболочки посредством пружины.
Источники информации, прин тые вовнимайие при экспертизе:
. Воцга К. М., Smith D. S. Atanes and S. Tsunekane. Characteristics of simple singlemode He-Ne Caser «Appl. optics. 1965, V4, № 5, p. 569-571.
2. Патент США М 3.487.327. кл. 331-94.5, 1969. « f fr fg W W 2J // // / /TTf ry- Т ..-у yx cS jR ys y t ; ;i s iKssyif 7 Л ; 2 Ь il «,V7
2f7ff/ 5« Л / // / /
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US1328570A | 1970-02-24 | 1970-02-24 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SU591161A3 true SU591161A3 (ru) | 1978-01-30 |
Family
ID=21759173
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU711628858A SU591161A3 (ru) | 1970-02-24 | 1971-02-23 | Частотно-стабилизированный газовый лазер |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US3771066A (ru) |
| JP (1) | JPS4945198B1 (ru) |
| CA (1) | CA939044A (ru) |
| CH (1) | CH539961A (ru) |
| FR (1) | FR2081036B1 (ru) |
| GB (1) | GB1351019A (ru) |
| NL (1) | NL161312C (ru) |
| SU (1) | SU591161A3 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4303217A1 (de) * | 1993-02-04 | 1994-08-11 | Sios Mestechnik Gmbh | Vorrichtung zur Frequenzstabilisierung von He-Ne-Innenspiegellasern |
| RU183838U1 (ru) * | 2017-11-01 | 2018-10-05 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт газоразрядных приборов "Плазма" (АО "ПЛАЗМА") | Малогабаритный излучатель гелий-неонового лазера |
Families Citing this family (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| NL155685B (nl) * | 1972-07-21 | 1978-01-16 | Philips Nv | Gasontladingslaser en werkwijze voor het vervaardigen daarvan. |
| JPS5819460Y2 (ja) * | 1975-08-21 | 1983-04-21 | 日本電気株式会社 | ハチヨウセンタクキ |
| US4468773A (en) * | 1981-05-29 | 1984-08-28 | Seaton Norman T | Laser control apparatus and method |
| EP0078540B1 (en) * | 1981-11-04 | 1985-05-22 | Kimmon Electric Co., Ltd. | Laser discharge tube |
| DE50100494D1 (de) * | 2001-02-22 | 2003-09-18 | Trumpf Lasertechnik Gmbh | Vorrichtung zur Strahlführung eines Laserstrahls |
| RU2232453C1 (ru) * | 2002-12-23 | 2004-07-10 | Открытое акционерное общество "Научно-исследовательский институт газоразрядных приборов "Плазма" | Волноводный двухканальный газовый лазер |
| CN113054516B (zh) * | 2021-03-11 | 2022-06-24 | 京东方科技集团股份有限公司 | 密封装置、激光器和激光退火设备 |
| CN113422278B (zh) * | 2021-06-04 | 2022-03-25 | 滨州学院 | 一种高倍频效率的绿激光器 |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3390351A (en) * | 1963-05-15 | 1968-06-25 | Spectra Physics | Vacuum sealing of gas laser windows |
| NL6411121A (ru) * | 1964-09-24 | 1966-03-25 | ||
| US3496488A (en) * | 1966-10-05 | 1970-02-17 | Bell Telephone Labor Inc | Frequency-stabilized optical maser |
| US3463924A (en) * | 1966-12-16 | 1969-08-26 | Lockheed Aircraft Corp | Opposite circularly-polarized optical heterodyne detection system |
| FR1525197A (fr) * | 1967-03-31 | 1968-05-17 | Comp Generale Electricite | Structure de laser monobloc |
| US3544915A (en) * | 1967-07-24 | 1970-12-01 | Orlando Research Corp | Gas laser plasma guide |
| GB1234094A (ru) * | 1967-07-26 | 1971-06-03 | ||
| US3528030A (en) * | 1967-08-16 | 1970-09-08 | Honeywell Inc | Laser cavity comprising severable elements respectively carrying the laser rod and pumping source |
| DE1934414C3 (de) * | 1969-07-07 | 1974-08-08 | Siemens Ag, 1000 Berlin Und 8000 Muenchen | Gaslaser mit einem Kaltkathodenentladungsgefäß |
-
1970
- 1970-02-24 US US00013285A patent/US3771066A/en not_active Expired - Lifetime
-
1971
- 1971-02-04 CA CA104681A patent/CA939044A/en not_active Expired
- 1971-02-23 NL NL7102356.A patent/NL161312C/xx not_active IP Right Cessation
- 1971-02-23 SU SU711628858A patent/SU591161A3/ru active
- 1971-02-24 CH CH263571A patent/CH539961A/de not_active IP Right Cessation
- 1971-02-24 JP JP46008702A patent/JPS4945198B1/ja active Pending
- 1971-02-24 FR FR7106263A patent/FR2081036B1/fr not_active Expired
- 1971-04-19 GB GB2381671*A patent/GB1351019A/en not_active Expired
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE4303217A1 (de) * | 1993-02-04 | 1994-08-11 | Sios Mestechnik Gmbh | Vorrichtung zur Frequenzstabilisierung von He-Ne-Innenspiegellasern |
| RU183838U1 (ru) * | 2017-11-01 | 2018-10-05 | Акционерное общество "Научно-исследовательский институт газоразрядных приборов "Плазма" (АО "ПЛАЗМА") | Малогабаритный излучатель гелий-неонового лазера |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| FR2081036A1 (ru) | 1971-11-26 |
| NL161312C (nl) | 1980-01-15 |
| JPS4945198B1 (ru) | 1974-12-03 |
| US3771066A (en) | 1973-11-06 |
| NL7102356A (ru) | 1971-08-26 |
| CH539961A (de) | 1973-07-31 |
| FR2081036B1 (ru) | 1975-01-17 |
| CA939044A (en) | 1973-12-25 |
| GB1351019A (en) | 1974-04-24 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| SU591161A3 (ru) | Частотно-стабилизированный газовый лазер | |
| US3851272A (en) | Gaseous laser with cathode forming optical resonator support and plasma tube envelope | |
| US3868593A (en) | Hollow-cathode laser tube | |
| US4103254A (en) | Tunable frequency laser | |
| US3889207A (en) | Frequency stabilized gas laser | |
| US3533012A (en) | Laser apparatus and method of aligning same | |
| US3883820A (en) | Gas laser having improved multiple-part resonator adjustment | |
| US3646476A (en) | Pulsed gas ion laser | |
| US3987373A (en) | Laser having etalon assembly | |
| US3784927A (en) | Gas laser | |
| US3886474A (en) | Gas laser having an integral optical resonator with external stabilizing means | |
| US3564452A (en) | Laser with stable resonator | |
| JPH0362579A (ja) | レーザシステム | |
| US4257015A (en) | Ring laser gyroscope anode | |
| US3875530A (en) | Gaseous laser with improved means for supporting the discharge confining bore tube | |
| De Labachelerie et al. | An 850 nm semiconductor laser tunable over a 300 Å range | |
| GB1496446A (en) | Gas laser tube | |
| US4268799A (en) | Curved mirror lasers and methods of operating same | |
| EP0870350A1 (en) | Multi-element monolithic solid state laser | |
| US3801929A (en) | Gas laser apparatus having low temperature sensitivity | |
| US4237430A (en) | Coaxial discharge sealed-off quartz laser tube | |
| US3568088A (en) | Laser with improved power and frequency stability | |
| US4352185A (en) | Gas laser having improved stability against environmental conditions | |
| US3753149A (en) | Gas laser | |
| US4461006A (en) | Synchronously pumped mode-locked semiconductor platelet laser |