Cтраница 3
Осуществление принципа гетеродинирования частот излучения в трехзеркальном интерферометре может обеспечить чувствительность, значительно превосходящую чувствительность других интерферометров. В работе [18] описан интерферометр, в котором используется двухчастотный лазер с длиной активного резонатора 80 см и пассивного резонатора 10 см. Такое соотношение длин активного и пассивного резонаторов обеспечивает совпадение только двух их резонансных частот. Вблизи совпадения резонансов активного и пассивного резонаторов одна из частот генерации возмущается, а другая остается невозмущенной. Информация об изменении длины пассивного резонатора заключается при этом в разностной частоте генерируемых колебаний, скорость изменения которой при изменении длины пассивного резонатора может составлять величину 5 кГц / А. Оцениваемая чувствительность такого измерителя в случае использования синхронного детектирования составляет 10 - 3 А. Однако описанные трехзеркальные интерферометры достаточного применения для измерения длин и перемещений в настоящее время не нашли: они еще не могут конкурировать с хорошо отработанными лазерными интерферометрами Майкельсона. [31]
Структурная схема генератора СВЧ ( рис. 4 - 9, а) содержит сравнительно небольшое число отдельных узлов: задагощий генератор ЗГ, модуляционный блок МБ, аттенюатор Am, иногда ферритовый вентиль ФВ, частотомер Hz н измеритель мощности В / я. Выходная мощность генератора подается к нагрузке с коаксиального разъема или волновода. Задающий генератор выполняется на клистроне с внешними резен-ато-рами, на отражательном клистроне либо на диоде Гаина с внешним резонатором. Внешний резонатор коаксиальной конструкции настраивается на определенную частоту с помощью короткозамыкающеге плунжера. Изменение длины резонатора приводит к изменению резонансной частоты в соответствии с формулой f c / ( 4 /), где с - скорость света, а / - длина резонатора. [32]
К наиболее интересным видам полупроводниковых лазеров относятся следующие. Изменение показателя состава х приводит к изменению ширины запрещенной зоны, и поэтому длина волны излучения лежит в области 0 84 мкм Я, - 0 6 мкм. Лазер на основе арсенида галлия с двойным гетеропереходом может работать при комнатной температуре в непрерывном режиме. Лазер такого типа особенно привлекателен как передающий элемент линии связи на основе волоконной оптики. Последний способ особенно прост, поскольку изменение длины волны происходит за счет температурного нагрева диода, вызванного безызлучательными и омическими потерями в материале. Нагрев приводит к изменению показателя преломления полупроводникового материала, что в свою очередь вызывает изменение эффективной длины резонатора прибора. Эффект перестройки частоты вследствие изменения длины резонатора за счет теплового расширения пренебрежимо мал по сравнению с изменениями перестройки длины волны лазера. Непрерывная перестройка частоты одиночной моды под действием этого эффекта составляет величину порядка 2 см 1, пока не произойдет перескок на соседнюю моду. Перескок мод возникает в результате сдвига пиковой частоты в спектре усиления. [33]
В устройстве, показанном на рис. 5.9, частота излучения лазера непрерывно меняется настроечным элементом. Таким элементом может служить, например, фильтр Лио, эталон Фабри - Перо или интерференционный фильтр с клиновидными слоями. Последний представляет собой четырехслойную диэлектрическую систему, в которой для некоторого направления толщина слоев меняется по линейному закону. Поэтому перемещение фильтра в этом направлении позволяет менять длину волны. При применении призмы может быть использован резонатор V-образной формы. Применяя различные красители, можно при синхронной накачке лазера получать пикосекундные и субпико-секундные импульсы с возможностью плавной перестройки длины волны излучения оптическим фильтром в спектральном диапазоне примерно от 420 до 1000 нм. Особое внимание при этом следует обращать на относительно точную регулировку длины резонатора лазера на красителе и частоты следования импульсов лазера накачки. Это требует обеспечения высокой термической и механической стабильности лазерной системы. Поэтому необходимо подобрать длину резонатора лазера на красителе, согласовав ее с точностью порядка 10 - 7 с оптимальной частотой модуляции. Поэтому применяют высокочастотные генераторы с высокой стабильностью колебаний как по амплитуде, так и по фазе. Резонаторы монтируются на вибропоглощающих подставках и снабжаются стеклянными трубками, исключающими воздействие флуктуации воздушных потоков. Осуществляется глубокая компенсация теплового расширения резонатора. Температура оптических элементов по возможности поддерживается постоянной, так чтобы изменение оптической длины не превышало 0 1 мкм. Для регулировки длины резонатора можно, например, поместить выходное зеркало резонатора лазера на красителе на микрометрический столик, позволяющий фиксировать изменение длины резонатора с точностью до 0 1 мкм. [34]