专利名称：确定激光器谐振腔长度的系统接通时刻的方法及装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种方法及装置，用于确定主动式热稳定稳频激光器谐振腔长度的系统接通时刻，这种方法和装置用于制造测量用激光器的技术。
在确定主动式热稳定稳频激光器谐振腔长度的系统接通时刻的已知方法1(参见ToshikoYoshiko“利用偏振特性对内反射镜氦氖(λ＝633nm)激光器进行稳频”《应用物理杂志》第19卷第11期2182-2185页1980年)中，是在初始接通时刻以后，经过一段由实验获得的最佳时间，来确定主动式热稳定稳频激光器谐振腔长度的系统的接通时刻。
这种方法的缺点是降低了激光辐射频率的再现性，並且在激光器进入稳定状态以后减小了环境温度变化的裕量，因为它没有考虑激光器工作期间在工作区域的温度变化和空气对流。
在确定主动式热稳定稳频激光器谐振腔长度的系统的接通时刻的已知方法2(参见Soro-France-MetrilasM.100IE-Manueld′utilisationetdemaintenance，1976年)中，是在激光管电源接通以后，连续测量一个依赖于激光器谐振腔温度的电信号，並与一个维持电信号相比较，在两个信号相等的时刻，接通主动式热稳定稳频激光器谐振腔长度的系统。这个依赖于激光器谐振腔温度的电信号由装在谐振腔上的热敏元件产生。
这种方法的缺点是降低了激光辐射频率的再现性，並且增加了激光器进入工作状态的时间，因为它没有考虑在接通激光器的时刻环境温度的冲击。
确定主动式热稳定稳频激光器谐振腔长度的系统的接通时刻的已知装置2，包括一个比较器，其输出与主动式热稳定稳频激光器谐振腔长度的系统的控制输入相连接。其第一输入与产生依赖于激光器谐振腔温度的电信号的单元相连接。其第二输入与维持信号的源相连接。产生依赖于激光器谐振腔温度的电信号的单元由一个与分压器一起工作的热敏电阻组成。该热敏电阻装在激光管上。
这种装置的缺点是，进入稳定的激光辐射频率的时刻取决于在激光器接通的时刻工作区域的环境温度值，因为该装置总是在与激光器谐振腔温度相同时接通主动式热稳定稳频激光器谐振腔长度的系统。
本发明的目的是提供一种确定主动式热稳定稳频激光器谐振腔长度的系统的接通时刻的方法和装置，保证提高激光辐射频率的再现性，並且在激光器进入稳定状态以后增加环境温度变化的裕量，而不依赖于激光器工作期间的温度变化和空气对流，也不依赖于激光器接通时刻的环境温度值，同时还减小激光器进入稳定工作状态的时间。
这个目的是通过一种确定主动式热稳定稳频激光器谐振腔长度的系统的接通时刻的方法来实现的，其中在激光管电源接通以后，连续测量依赖于激光器谐振腔温度的电信号，並与一个维持电信号相比较，在两个信号相等的时刻，接通主动式热稳定稳频激光器谐振腔长度的系统。这个依赖于激光器谐振腔温度的电信号正比于激光器谐振腔的温度膨胀率。
本发明的目的还通过一种实施上述方法的，确定主动式热稳定稳频激光器谐振腔长度的系统的接通时刻的装置来实现，它包括一个比较器，其输出与主动式热稳定稳频激光器谐振腔长度的系统的控制输入相连接。其第一输入与产生依赖于激光器谐振腔温度的电信号的单元相连接。其第二输入与维持信号的源相连接。产生依赖于激光器谐振腔温度的电信号的单元由主动式热稳定稳频激光器谐振腔长度的系统的两个光接收器组成，它们通过串联的微分放大器、整形器和积分器，与该比较器的第一输入相连接。
本发明的方法和装置的优点是增加激光辐射频率的再现性，並且在激光器进入稳定状态后增加工作区域的环境温度变化的裕量，而不依赖于激光器工作期间的温度变化和空气对流，同时减小激光器进入稳定工作状态的时间。
下面通过附图所示的实施例更详细地说明本发明，其中
图1是确定主动式热稳定稳频激光器谐振腔长度的系统的接通时刻的装置方框图;
图2表示该装置的特征点处信号的时间图。
确定主动式热稳定稳频激光器谐振腔长度的系统的接通时刻的装置包括一个比较器1，其输出与主动式热稳定稳频激光器12的谐振腔的单元2的控制输入相连接，2的输出与激光管3的热元件相连接，激光管3通过偏振光分光器4与光接收器5和6发生光学联系。光接收器5和6通过放大器7和8与主动式热稳定稳频激光器谐振腔的单元2电连接。比较器1的第一输入通过串联的微分放大器9、整形器10和积分器11与光接收器5和6的输出相连接。比较器1的第二输入与维持电压的源相连接。激光管3，主动式热稳定谐振腔的单元2，偏振光分光器4，光接收器5和6，以及放大器7和8组成主动式热稳定稳频激光器12的谐振腔长度的系统。
该装置的运行如下首先接通激光管3的电源。激光器谐振腔的后反射镜的激光辐射被偏振光分光器4分开，並落到光接收器5和6上。激光管3有内反射镜和不确定的偏振。偏振光分光器4相对于激光管3这样设置使光接收器5和6的信号分别对应于由于温度变形引起激光管3的谐振腔长度变化而产生的激光辐射在两个偏振方向的强度变化。在触发了激光管3的放电和以最大功率接通它的加热器以后，激光器谐振腔的长度开始以逐渐减小的速率增加。光接收器5和6的电信号是周期性的。它们的周期随激光管3的谐振腔的热膨胀率的减小而成比例地增加。信号在光接收器之后被运算放大器7和8放大，並且送到微分放大器9的两个输入端。在微分放大器9的两个输入端的信号A和B对应于激光辐射在两个偏振方向的强度。信号A和B的差进入整形器，而在那里形成的双极性信号E被积分器11积分。积分器11对正信号有非常小的时间常数，而对负信号其时间常数为(15-30)秒。比较器1跟随积分器11的输出信号F的电平，並且通过维持电压的源达到现有电平G，产生信号H，使主动式热稳定稳频激光器12的谐振腔的单元2与主动式热稳定系统接通。这样，激光器12总是以同样的速率进入稳定工作状态，而与环境介质的温度、空气对流以及它们在激光器工作期间的变化无关。这个速率一般是最小为(6-8)λ/2，其中λ是所用激光管3的激光波长。
权利要求
1.一种确定主动式热稳定稳频激光器谐振腔长度的系统的接通时刻的方法，其中，在激光管电源接通以后，连续测量一个依赖于激光器谐振腔温度的电信号，並与一个维持电信号相比较，在两个信号相等的时刻，接通主动式热稳定稳频激光器谐振腔长度的单元，其特征在于依赖于激光器谐振腔温度的该电信号正比于激光器谐振腔的温度膨胀率。
2.一种权利要求1所述的方法确定主动式热稳定稳频激光器谐振腔长度的系统的接通时刻的装置，包括一个比较器，其输出与主动式热稳定稳频激光器谐振腔长度的单元的控制输入相连接，其第一输入与产生依赖于激光器谐振腔温度的电信号的单元相连接，其第二输入与维持信号的源相连接，其特征在于产生依赖于激光器谐振腔温度的电信号的单元由主动式热稳定稳频激光器(12)谐振腔长度的单元的两个光接收器(5)和(6)组成，它们通过串联的微分放大器(9)、整形器(10)和积分器(11)，与比较器(1)的第一输入相连接。
全文摘要
确定主动式热稳定稳频激光器谐振腔长度的系统接通时刻的方法和装置，在激光管电源接通后，连续测量与激光器谐振腔温度有关的信号，并与一个维持信号比较，在两信号相等时接通该系统。该电信号正比于激光器谐振腔的温度膨胀率。该装置包括一个比较器，其输出与热稳定单元的控制输入相连，其输入分别与产生该电信号的单元及维持信号的源相连，产生该电信号的单元由两个光接收器组成，并通过串联的微分放大器、整形器和积分器与比较器的输入相连。
文档编号H01S3/139GK1035589SQ8810820
公开日1989年9月13日 申请日期1988年11月30日 优先权日1987年11月30日
发明者瓦斯赛尔·帕夫洛维·克鲁格利, 斯坦西拉维·彼得屋-舒利考维 申请人:克利门特奥利迪斯克