专利名称：双纵模稳频激光器的利记博彩app
技术领域：
本发明与有两个纵模同时输出的激光器有关。
背景技术：
本发明所指双纵模稳频激光器是单频激光干涉仪的光源。
稳频激光器指由稳频系统控制的激光器，输出的激光波长具有一定精度，以保证激光干涉仪的测量准确性。根据激光器谐振腔的驻波条件，稳频系统的实质是稳定激光器的谐振腔长。双纵模稳频是激光稳频的一种方法，适用于双纵模输出的He-Ne激光器。
激光器输出的纵模间隔Δf与谐振腔长度L的关系为Δf=C2nL]]>C为光速，n为谐振腔内的折射率，当腔长L增加时，纵模间隔Δf减小，当其小于多普勒带宽1500MHz时，则激光器有两个或两个以上纵模同时输出。可以计算，当激光器腔长为150mm时，纵模间隔约为1080MHz，激光器保持两个纵模输出，如图1所示。模式竞争使两个相邻模呈相互垂直的偏振状态(P和S)，对应的输出频率为f1和f2，通常利用两个偏振模幅度相等的条件实现稳频，已有双纵模稳频激光器如图2所示。
按照振荡器7的节拍，P和S偏振模分别在振荡信号的高(“1”)低(“0”)电平经液晶调制器3、偏振片4、光电接收器5、放大器A0、多路开关6、电压保持器8到减法器A3，当P偏振模和S偏振模的幅值不等时，减法器A3输出的偏离值经模拟开关9、功率放大器10驱动加热器2，利用热膨胀原理控制双纵模激光器1，使之保持在两个模输出相等的谐振腔长，达到稳频目的。定时器11用以控制从激光器开启到系统闭环的时间，其周期可以用时间设定，也可以根据激光器的温度或跳模频率来确定。
双纵模激光器1的输出、液晶调制器3和偏振片4之间的匹配关系如图3和图4所示，图3为双纵模激光器1的输出、液晶调制器3和偏振片4光轴之间的位置关系，图4为在振荡器7作用下的输出情况。
双纵模稳频激光器用于单频激光干涉仪时，通常利用偏振片抑制一个输出模，而未被抑制的模作为仪器的光源。
上述双纵模稳频激光器存在三个问题①双纵模激光器中，由于模式竞争保证了输出的两个模为相互垂直的偏振光(P、S)，但是由于激光器各向同性的特点，偏振方向的初始角度α在各次开启时具有随机性，如图5所示。这种随机性使在“液晶调制器-偏振片-光电接收”的过程中P和S偏振模不能完全分离，导致激光干涉仪产生噪声甚至不能工作；②稳频输出存在两种随机偏振状态，如图6和图7所示，图6中P偏振模处于增益曲线的低频段，对应频率为f1，而图7中P偏振模处于增益曲线的高频段，对应频率为f2。若用偏振片来抑制S偏振模，在图6允许f1输出，而图7中却允许f2输出，在激光干涉仪中，这是不允许的；③由于采用P和S两个模等幅度稳频，用偏振片抑制一个模，激光器的输出功率损失为50％。
发明内容
本发明的目的是提供一种P和S偏振模能完全分离，输出功率大，每次闭环输出模的偏振状态恒定的双纵模稳频激光器。
本发明是这样实现的本发明双纵模稳频激光器，双纵模激光器1的管壁与加热器2连接，其输出经液晶调制器3、偏振片4、光电接收器5与放大器A0的输入连接，放大器A0的输出接多路开关6的输入端，振荡器7接液晶调制器3和多路开关6的控制端，多路开关6的两路输出分别经各自的由电阻R和电容C构成的电压保持器8接减法器A3的输入，减法器A3和定时器11的输出接模拟开关9的输入，模拟开关9的输出经功率放大器10接加热器2，双纵模激光器1管壁上有横向应力施加装置。
横向应力施加装置由管壁的两个支座G1、G2和两支座之间与管壁接触的施力螺栓组成。
多路开关6的两路输出分别经第一放大器A1、第二放大器A2与电压保持器8连接，第一、二放大器分别有第一、二反馈电阻R1、R2，第一反馈电阻R1≠第二反馈电阻R2。
第一放大器A2的的输出接电压比较器A4的负向输入，电压比较器A4的正向输入接比较电平V0，电压比较器A4和定时器11的输出接与非门12的两输入端，与非门12的输出端连接RS触发器13的置“1”端，RS触发器13的输出连接模拟开关9的控制端。
本发明采用施加预应力的方法保证激光器在每次开启时有固定方向的P、S偏振状态，使P和S偏振模能完全分离，保证了激光干涉仪的工作可靠性，避免了噪声的产生。采用不对称的稳频电路，保证一个模具有较大的功率输出，减少激光器的输出功率损失。采用了由电压比较器A4、与非门12和RS触发器13构成的偏振判别电路，保证了每次闭环输出模的偏振状态恒定，使激光干涉仪能稳定工作。
本发明结构简单，成本低廉，工作可靠，作为单频激光干涉仪的光源可保证仪器正常稳定工作。
图1为双纵模激光器的输出模。
图2为已有的双纵模稳频激光器的电路原理图。
图3为激光器、液晶调制器和偏振片光轴正确匹配图。
图4为双纵模激光的调制输出图。
图5为双纵模激光器输出偏振随机性示意图。
图6为已有的双纵模稳频激光器的一种输出状态。
图7为已有的双纵模稳频激光器的另一种输出状态。
图8为本发明的电路原理图。
图9不对称稳频的一种输出状态。
图10不对称稳频的另一种输出状态。
具体实施例方式本发明适用于腔长为150mm的双纵模He-Ne激光器，在激光器运行中，保持两个纵模同时输出。
本发明提出的双纵模激光稳频激光器如图8所示。
在支座G1、G2和施力螺栓F作用下，双纵模激光器1的壳体处于变形状态。振荡器7产生的方波驱动液晶调制器3，使其按照固定节拍将双纵模激光器1输出的P、S偏振模交替旋转90°，并依次经过偏振片4、光电接收器5、放大器A0和多路开关6分别输入到放大器A1和A2，放大器A1和A2的输出由各自的RC电压保持电路8记忆，并在减法器A3得到差值，经模拟开关9、功率放大器10驱动加热器2，控制双纵模激光器1的腔长。定时器11用以设置从激光器开启到系统闭环的初始时间，电压比较器A4用于判断偏振模的幅值，当定时器11和电压比较器A4都满足条件输出电平由低电平“0”跳转到高电压“1”时，与非门12输出跳转为低电平“0”，驱动RS触发器13翻转，控制模拟开关9导通，系统闭环，达到稳频目的。
本发明的要点是1、采用施加预应力的方法保证激光器在每次开机时有固定方向的P、S偏振状态。
如图7中线框fig1所示，两个支座G1、G2和施力螺栓F作用于双纵模激光器1的管壁，双纵模激光器1在外力作用下因微变形而产生各向异性，从而使其输出偏振与施加力方向保持固定关系。
2、采用不对称的稳频电路，保证一个模具有较大的功率输出。
在图7的线框fig2中，假设放大器A1对应S偏振模，放大器A2对应P偏振模，两个放大器的放大倍数分别为βs＝R1/R3βp＝R2/R3调整电阻R1或R2，使βs≠βp，稳频电路在不对称状态下闭环，使双纵模激光器中对应放大倍数小的输出模靠近激光器增益曲线的顶部。例如βp＜βs，则输出如图10所示，P偏振模输出幅度较大。在实际使用中，用偏振片滤除S偏振模，保留P偏振模。相对于等强度稳频系统，得到了较大的功率输出。
3、设计了偏振判别电路，如图8中线框fig3所示，保证双纵模稳频激光器每次闭环输出模的偏振状态恒定。
如前述，如果βp＜βs，保证了P偏振模输出幅度较大，此时仍然存在两种可能的偏振状态，如图9和图10，为保证输出的偏振唯一性，设计了偏振判别电路，A4为电压比较器，其反向输入端连接P偏振模放大器A2的输出。图10表示比较电平V0(A4的正向输入端)的设定方法，在激光器开启预热过程中P偏振模在激光输出增益曲线中自左向右移动，当移动到G0时对应的放大器A2输出为V0，电压比较器A4的输出由低电平向高电平翻转(“0”→“1”)，若此时定时器11也处于完成状态(“1”)，则与非门12输出由“1”变“0”，RS触发器13翻转输出“1”电平，模拟开关9导通，系统立即闭环，保证了稳频系统的输出如图10所示的偏振状态，P偏振模恒定在f1位置。
权利要求
1.双纵模稳频激光器，其特征在于双纵模激光器(1)的管壁与加热器(2)连接，其输出经液晶调制器(3)、偏振片(4)、光电接收器(5)与放大器AO的输入连接，放大器AO的输出接多路开关(6)的输入端，振荡器(7)接液晶调制器(3)和多路开关(6)的控制端，多路开关(6)的两路输出分别经各自的由电阻R和电容C构成的电压保持器(8)接减法器A3的输入，减法器A3和定时器(11)的输出接模拟开关(9)的输入，模拟开关(9)的输出经功率放大器(10)接加热器(2)，双纵模激光器(1)管壁上有横向应力施加装置。
2.根据权利要求1所述的双纵模稳频激光器，其特征在于横向应力施加装置由管壁的两个支座G1、G2和两支座之间与管壁接触的施力螺栓组成。
3.根据权利要求1所述的双纵模稳频激光器，其特征在于多路开关(6)的两路输出分别经第一放大器A1、第二放大器A2与电压保持器(8)连接，第一、二放大器分别有第一、二反馈电阻R1、R2，第一反馈电阻R1≠第二反馈电阻R2。
4.根据权利要求1所述的双纵模稳频激光器，其特征在于第一放大器A2的的输出接电压比较器A4的负向输入，电压比较器A4的正向输入接比较电平VO，电压比较器A4和定时器(11)的输出接与非门(12)的两输入端，与非门(12)的输出端连接RS触发器(13)的置“1”端，RS触发器(13)的输出连接模拟开关(9)的控制端。
全文摘要
本发明为双纵模稳频激光器，与用于单频激光干涉仪的两个纵模同时输出的激光器有关，解决已有激光器输出的P和S偏振模不能完全分离，输出功率损失大，输出模的偏振状态不恒定的问题。双纵模激光器(1)的管壁与加热器(2)连接，其输出经液晶调制器(3)、偏振片(4)、光电接收器(5)与放大器AO的输入连接，放大器AO的输出接多路开关(6)的输入端，振荡器(7)接液晶调制器(3)和多路开关(6)的控制端，多路开关(6)的两路输出分别经各自的由电阻R和电容C构成的电压保持器(8)接减法器A
文档编号H01S3/13GK101087056SQ20071004939
公开日2007年12月12日 申请日期2007年6月29日 优先权日2007年6月29日
发明者舒阳, 黄绍怡, 薛梅, 羡一民 申请人:成都工具研究所