автореферат диссертации по электронике, 05.27.02, диссертация на тему:Исследование и разработка двухчастотного стабилизированного HE-NE лазера с повышенной разностной частотой для лазерных интерферометров

На правах рукописи

КОНДРАХИН Александр Анатольевич

ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ДВУХЧАСТОТНОГО СТАБИЛИЗИРОВАННОГО

НЕ-1ЧЕ ЛАЗЕРА С ПОВЫШЕННОЙ РАЗНОСТНОЙ ЧАСТОТОЙ ДЛЯ ЛАЗЕРНЫХ ИНТЕРФЕРОМЕТРОВ

Специальность 05.27.02 - Вакуумная и плазменная электроника

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Рязань 2005

Диссертация выполнена в ГОУВПО «Рязанская государственная радиотехническая академия».

Научный руководитель - кандидат технических наук,

Чуляева Елена Георгиевна

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, Власов Александр Николаевич

Ведущая организация - ФГУП «Всероссийский научно-исследовательский институт оптико-физических измерений», г. Москва

Защита состоится « 6 » декабря 2005 г в 11 часов на заседании диссертационного совета Д 212.211.03 при ГОУВПО «Рязанская государственная радиотехническая академия» по адресу 390005, Рязань, ул. Гагарина, 59/1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ГОУВПО «Рязанская государственная радиотехническая академия».

Автореферат разослан « 28 » октября 2005 г.

Ученый секретарь

кандвдзт фюикон«атематических наук, Ястребков Андрей Борисович

диссертационного совета д. т. н., профессор

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы

В настоящее время уровень научно-технического прогресса достиг таких высот, что во многих отраслях промышленности производятся изделия с микронными и субмикронными размерами. К числу таких отраслей относятся, например, машиностроение, оптическая промышленность и микроэлектроника. Прецизионное производство немыслимо без применения лазерных интерферометров, основой которых является стабилизированный по частоте излучения лазер.

Еще на заре своего появления лазерные интерферометры обеспечили существенный «метрологический скачок», а круг измеряемых ими физических величин расширялся с каждым годом (линейные перемещения, скорости, ускорения, углы поворота, прямолинейности, плоскостности, торцевые биения и пр.). Создание двухчастотных лазеров позволило повысить точность измерений и существенно упростить схемы интерферометров, а также повысить надежность и расширить возможности применения последних. Современные лазерные интерферометры являются самыми эффективными, а иногда и единственными средствами измерений, обеспечивающими повышение точности технологического процесса и производительности труда. Повышение производительности труда достигается за счет увеличения скорости измерений интерферометрами, которая ограничивается главным образом разностной частотой лазеров.

Под разностной частотой понимается разность оптических частот, возникающих в результате расщепления линии атомного усиления под воздействием эффекта Зеемана при наложении магнитного поля на активную среду. До настоящего времени повышение разностной частоты лазеров промышленного назначения является одной из наиболее острых задач, решением которой занимались известные научные институты и предприятия мирового уровня, в числе которых МИФИ (г. Москва), завод «Арсенал» (г. Киев), Институт физики АН БССР (г. Минск).

Следует выделить два направления по получению разностной частоты в опубликованных работах: в поперечном и продольном магнитном поле. Результаты по получению повышенных разностных частот и в том, и в другом случае достигались за счет внесения внутрь резонатора фазоанизотропного чттементя (^пример, фазоанизотропной

РОС. НАЦИОНАЛЬНАЯ I БИБЛИОТЕКА I

" '-**« Л

пластины, третьего зеркала). Достигнутые значения разностной частоты в отдельных случаях составляли порядка 10 МГц. Однако присутствие анизотропного элемента внутри резонатора неизбежно приводило к ухудшению стабильности частотных характеристик лазерного излучения (главным образом, за счет температурных искажений).

Определенные успехи по созданию лазеров промышленного назначения получены при использовании продольного магнитного поля. В мире существует всего два производителя таких лазеров: фирма «Agilent Technologies» и отечественное предприятие ОАО «Плазма». В настоящее время есть информация, что фирма «Agilent Technologies» повысила разностную частоту до 4 МГц. Однако результаты исследований, благодаря которым достигнута такая частота, до настоящего времени не опубликованы. Разностная частота отечественных двухчастотных лазеров на момент написания диссертации не превышала 2 МГц. Это существенно ограничивало производительность дорогостоящего контрольно-измерительного оборудования, в составе которого используются такие лазеры, и снижало экономический эффект от их практического применения. Таким образом, проведение исследований по созданию лазеров с повышенной разностной частотой актуально, а также представляет теоретический и несомненный практический интерес.

Основной целью работы являлось создание и исследование двухчастотного стабилизированного лазера промышленного назначения с разностной частотой излучения более 2 МГц.

Для достижения поставленной цели решались следующие задачи:

• исследование физических процессов, влияющих на номинальное значение разностной частоты;

• поиск конструктивно-технологических путей повышения разностной частоты в лазерах промышленного назначения;

• обеспечение необходимых значений основных характеристик лазерного излучения.

Научная новизна полученных результатов заключается в следующем:

1. Впервые в двухчастотных He-Ne лазерах получено значение разностной частоты 4 МГц на активном элементе с внутренними зеркалами, помещенными в намагничивающиеся юсти-ровочные узлы.

2 Впервые получены теоретические зависимости разностной частоты от интенсивности продольного магнитного поля, длины и добротности резонатора, подтвержденные экспериментальными исследованиями.

3. Показано, что для Не-№е лазеров на основе активных элементов с внутренними зеркалами разностная частота более 2 МГц определяется, прежде всего, конфигурацией магнитного поля по длине разрядного промежутка.

4. Установлено, что при повышении разностной частоты с 1,7 до 3 МГц крутизна спектрально-дискриминационных характеристик возрастает вдвое.

Практическая значимость

1. Сформулированы практические рекомендации по разработке конструкции малогабаритного лазера промышленного назначения с повышенной разностной частотой (3-^4 МГц), в том числе требования к допустимой неоднородности магнитного поля.

2. Разработано устройство стабилизации оптической частоты лазеров с повышенной разностной частотой.

3. Высокостабильный двухчастотный лазер с повышенной (с 1,7 до 3 МГц) разностной частотой при использовании в составе лазерных интерферометров позволил увеличить точность и скорость измерения перемещений объекта более чем в два раза.

Основные положения и результаты, выносимые на защиту:

1. Использование зеркал с наведенной фазовой анизотропией и однородного (в пределах 20%) продольного магнитного поля существенно (в два раза, до 4 МГц) повышает разностную частоту лазеров на активных элементах с внутренними зеркалами.

2. Относительная нестабильность частот двухчастотного лазера с увеличенной (с 1,7 до 3 МГц) разностной частотой значительно (на два порядка) снижается за счет увеличения крутизны спектрально-дискриминационных характеристик при стабилизации оптической частоты по равенству интенсивностей ортогонально-поляризованных компонент излучения,

3. Теоретические и экспериментальные результаты исследования зависимости разностной частоты излучения от напряженности магнитного поля, длины и добротности резонатора, позволившие обосновать требования к параметрам активного элемента

для получения повышенной (до 4 МГц) разностной частоты при необходимом (до 0,3 мВт) уровне мощности лазерного излучения.

4. Способ повышения устойчивости поляризационно-частотных характеристик лазерного излучения, основанный на применении зеркал с наведенной фазовой анизотропией. Личный вклад автора

Диссертация написана по материалам исследований, выполненных лично автором при его непосредственном участии или под его руководством. Автором выполнены исследования, определившие защищаемые положения и результаты. Соавторство, в основном, относится к практической реализации и выполнению части экспериментальных исследований.

Апробация работы

Основные положения, отдельные разделы и результаты докладывались и обсуждались на следующих конференциях:

«Лазеры. Измерения. Информация». Санкт-Петербург. 5-7 июня 2002; XI конференции по физике газового разряда. Рязань, 2002; «Лазеры. Измерения. Информация». Санкт-Петербург. 25-27 июня 2003; «Лазеры. Измерения. Информация». Санкт-Петербург. 23-25 июня 2004; «Лазеры. Измерения. Информация». Санкт-Петербург 8-10 июня 2005.

Публикации

По материалам диссертации опубликовано 11 работ, в числе которых 4 - в изданиях, включенных в перечень ВАК РФ. Структура и объем диссертации Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, библиографического списка и приложений. Она содержит 131 страницу, 36 рисунков, 9 таблиц, 94 наименования списка литературы.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Введение

Во введении кратко обосновываются актуальность работы, научная новизна и формулируется основная цель работы.

Глава 1

В первой главе представлен обзор, в котором рассмотрены принципы работы лазерных интерферометров, схемы их построения в зависимости от вида применяемых лазеров и отмечены достоинства схем на основе двухчастотных лазеров. Показано существенное и принципиальное влияние на скорость измерения перемещений разностной частоты. Проанализированы тенденции развития одной из областей применения лазерных интерферометров — микроэлектроники, показывающие потребность в двухчастотных лазерах с повышенной разностной частотой излучения. Рассмотрены основные модели частотно-стабилизированных лазеров, применяемых в интерферометрии с момента создания лазерных интерферометров до настоящего времени, и проблема формирования разностной частоты при использо-» вании поперечного и продольного магнитного поля. Проведен анализ

результатов, достигнутых исследователями, занимавшимися повышением и стабилизацией разностной частоты, недостатков применения поперечного магнитного поля и трудностей получения повышенной разностной частоты излучения при использовании продольного магнитного поля. Выделены работы, посвященные стабилизации частоты лазерного излучения и перспективным методам стабилизации для двухчастотных лазеров. На основе проведенного анализа сформулированы цель диссертационной работы и основные задачи исследований.

Глава 2

Вторая глава посвящена поиску физических факторов, влияющих на разностную частоту излучения. В ней проведены теоретические и экспериментальные исследования зависимости разностной частоты ' от напряженности приложенного магнитного поля.

В теоретической части на основе уравнений, полученных Беннетом, выявлена зависимость (1) разностной частоты Б от напряженности магнитного поля Н и добротности резонатора <3 (добротность прямо пропорционально связана с длиной резонатора Ь и обратно пропорционально — с потерями f в резонаторе). Анизотропные потери для каждой из поляризаций учитываются добротно-стями и (32:

F(H) = 0,28'V£

—exp

а

0,6Дко

-sin

--exp

Qi 11

^о-у(Я)

I, 0,6äi/d

sin

0,3AvD

Ур-КЯ)"

0,3Avd

Здесь vc - оптическая частота пустого резонатора; v0 - частота центра атомной линии усиления; AvD - полуширина доплеровского контура; v(H) -сдвиг оптической частоты при расщеплении контура усиления под воздействием эффекта Зеемана.

Экспериментальные исследования зависимости разностной частоты излучения от напряженности приложенного магнитного поля проводились на четырех партиях активных элементов с длинами резонатора 105, 115, 170 и 235 мм. Параметры наполнения и режимы работы активных элементов приведены в табл.1.

Таблица 1. Параметры наполнения и режимы работы исследуемых активных элементов.

Длина резонатора активного злемен-

Параметр/режим работы та, мм

105 115 170 235

Диаметр капилляра, мм 0,8 0,8 0,95 0,95

Наполнение смесью 3Не - ^Ие 10:1 10:1 10:1 10:1

Давление смеси, мм.рт.ст. 4 4 3,2 3,2

Рабочий ток, мА 3,5 3,5 4,5 5

Напряжение горения, кВ 0,7 0,85 1,15 1,55

На рис.1 показаны точками усредненные значения разностной частоты ортогонально-поляризованных компонент излучения, полученные экспериментально. Линиями показаны теоретические кривые зависимости разностной частоты ортогонально-поляризованных компонент излучения от напряженности магнитного поля. Исследования показали, что, действительно, при фиксированном значении напряженности магнитного поля разностная частота тем больше, чем меньше длина резонатора. Хорошее совпадение с теоретической зависимостью говорит о том, что в диссертации

были учтены все основные факторы, оказывающие влияние на разностную частоту.

Анализ литературных источников показывал невозможность получения разностной частоты более 2 МГц без значительного снижения мощности лазерного излучения при наложении продольного магнитного поля. Было также известно, что получение высоких значений разностной частоты в поперечном магнитном поле достигалось за счет внесения в резонатор анизотропного элемента. В свою очередь, анизотропия бывает двух видов: амплитудной и фазовой. Только с применением фазовой анизотропии резонатора возможно повышение разностной частоты без потерь мощности. Для получения фазовой анизотропии резонатора в двухчастотном стабилизированном Не-Ке лазере, содержащем активный элемент с внутренними зеркалами, в работе предложено намагнитить зеркала активного элемента, расположенные в котировочных узлах, выполненных из магнитного материала.

КЮ, МГц

4------------U-lia—

3-- ---------

Л

2______________^-r:_____

х- г^ .--»о*м ----

—--------

0 50 100 150 200 250 300 350 400 H, Э

Рис.1. Расчетная (линии) и экспериментальная (точки) зависимости разностной частоты активных элементов с длинами резонатора 105, 115, 170 и 235мм от величины приложенного магнитного поля: ххх (штрих-пунктирная) - длина активного элемента 115 мм, +++(пггриховая) - длина активного элемента 125 мм, ооо (пунктирная) - длина активного элемента 180 мм, ••• (сплошная) - длина активного элемента 245 мм

✓

"X. + + г-'

■•<' -Г- ✓

.-О' -■ff "6""

Выполнение копировочных узлов из магнитного материала позволяет при помещении их и активного элемента в аксиальное магнитное поле осуществить намагничивание так, что по поверхности подложки зеркала силовые линии магнитного поля ориентируют диполи молекул покрытия вдоль поля. Намагниченные юстировочные узлы создают фазовую анизотропию зеркал, которая определяется степенью ориентации диполей покрытия на зеркале. Зеркало состоит из чередующихся слоев диэлектрических покрытий ТЮ2 и Si02. Магнитное поле ориентирует молекулы покрытия вдоль силовых линий магнитного поля, создавая, таким образом, фазовую анизотропию зеркал. Тогда разностная частота возрастает, а мощность не уменьшается. Исследование зависимости мощности лазерного излучения от магнитного поля подтвердило отсутствие потерь мощности при больших значениях напряженности магнитного поля. Наведенная фазовая анизотропия и вклад в разност- i

ную частоту определялись в диссертации экспериментально. Данные эксперимента показали, что наибольшая анизотропия (0,0015 рад) позволяет получить наибольший вклад в значение разностной частоты (600 кГц).

Показано, что выбор длины активного элемента для создания лазера с повышенной разностной частотой осуществляется исходя из требований необходимой мощности излучения. В нашем случае компромиссным решением оказалась разностная частота 3 МГц при дайне резонатора 115 мм, обеспечивающей мощность лазерного излучения не менее 0,3 мВт.

Глава 3

В третьей главе рассмотрены влияние основных элементов конструкции лазера (магнитной системы и зеркал) на разностную частоту, а также вопросы уменьшения расходимости пучка лазерного \

излучения за счет применения корректирующей линзы и коллиматора, описаны конструкция активного элемента и технология его изготовления.

Исследована поляризационная неустойчивость частотных характеристик лазерного излучения и определены ее основные виды (рис.2). Показано, что активные элементы, имеющие плавную перестройку мод по всему контуру усиления (рис.2г), обладают наибольшей изначальной фазовой анизотропией резонатора. Кроме того,

намагничивание юстировочных узлов увеличивает фазовую анизотропию и обеспечивает плавность поляризационно-частотных характеристик.

Далее в главе рассматривается роль конфигурации магнитного поля в повышении разностной частоты. Для этого проводится экспериментальное исследование распределения магнитного поля по длине разрядного промежутка вдоль оси магнитной системы. Исследуются магнитная система лазеров с разностной частотой до 2 МГц и соленоид, использовавшийся в ранее проводимых экспериментах. Показано, что в магнитное поле для получения максимального расщепления спектральной линии атомного усиления под воздействием эффекта Зеемана необходимо полностью вводить весь разрядный промежуток (активную среду). Причем неравномерность распределения напряженности магнитного поля по оси магнитной системы вдоль 80% длины разрядного промежутка должна быть не более 20 %, чтобы обеспечить максимальное значение разностной частоты, которое возможно получить на конкретном активном элементе (рис.3).

а 1?.

в 1а,1я

- -г.

4 —I 1г ■V

м.

4

и щ г!

4 н V

*- Тг Г—| -1 1Г" А

*

п

1(1 Л)

ч

н

5у

щ

1а ,15

-к

£

К1- (V

% гп

£

Рис.2. Основные виды поляризационной неустойчивости: а) двойной перескок вблизи центра контура, б) двойной перескок вблизи центра контура и на краю, в) перескок в центре, г) плавная перестройка по контуру каждой и поляризованных компонент излучения; 1л и 1а - интенсивности поляризаций, % - расстройка резонатора

На основе результатов исследований данного этапа разработана конструкция магнитной системы, удовлетворяющая предъявленным требованиям, которая совместно с использованием фазоанизотропных зеркал обеспечила повышение разностной частоты на 1,0^2,0 МГц, т. е. разностная частота составила 3,0+4,0 МГц.

Наиболее важным из параметров лазеров, предназначенных для использования в интерферометрии, является стабильность частоты лазерного излучения. Для обеспечения стабильности частоты используется система стабилизации. В нашем случае стабилизация частоты осуществляется по равенству интенсивностей ортогонально-поляризованных компонент излучения.

Система стабилизации использует сигналы фотоприемников (рис.4), преобразующих излучение каждой из компонент в ток.

Рис.3. Распределение магнитного поля по длине разрядного промежутка вдоль оси магнитной системы: а - в магнитной системе лазеров с низкой разностной частотой излучения, б - в разработанной магнитной системе, обеспечивающей получение повышенного значения разностной частоты

Исследование спектрально-дискриминационных характеристик этих сигналов (рис.5) лазера с разностной частотой излучения 1,7 МГц и лазера с разностной частотой излучения 3 МГц выявило ряд следующих особенностей: 1) эффективная стабилизация оптической частоты лазеров с повышенной разностной частотой возможна лишь в одной точке, в отличие от лазеров с низкой разностной частотой излучения; 2) область существования разностной частоты первых и вторых лазеров приходится лишь на одну точку равенства интенсивностей и совпадает с «точкой эффективной стабилизации» для лазеров с повышенной разностной частотой; 3) крутизна дискриминационной характеристики лазерного излучения возрастает с увеличением разностной частоты лазера, что предполагает рост стабильности частотных характеристик лазерного излучения и требует увеличения быстродействия схем управления лазерным излучением.

На этом же этапе создания лазера с повышенной разностной частотой разработан излучатель лазера, конструкция которого обеспечила требования распределения магнитного поля по длине разрядного промежутка, снизила массо-габаритные параметры и время готовности лазера к работе. Разработаны устройства управления лазерным излучением и жизнеобеспечения лазера. Функциональная схема, поясняющая принцип работы лазера, показана на рис.6. Разработана конструкция лазера промышленного назначения в целом, позволяющая использовать его в составе современных интерферометров.

Рис.4. Сигналы фотоприемников: I - амплитуда тока сигналов, т - время, Т - период сигнала, ЛТ - время существования сигналов в противофазном состоянии.

Рис.5. Спектрально-дискриминационные характеристики: а - лазера с разностной частотой излучения 1,7 МГц, б - лазера с разностной частотой излучения 3 МГц. Ау0 - полуширина доплеровского контура, Дуф - область существования разностной частоты

Глава 4

Четвертая глава посвящена исследованию наиболее важных характеристик созданного двухчастотного стабилизированного лазера с повышенной разностной частотой ортогонально-поляризованных компонент излучения на предмет соответствия требованиям лазерных интерферометров. К таким характеристикам относятся нестабильность и номинальное значение оптической и разностной частот, нестабильность мощности лазерного излучения, расходимость пучка лазерного излучения и уширение фронта импульса опорного сигнала разностной частоты. Исследования нестабильности частотных характеристик показали, что достигнутые значения для оптической частоты порядка Ю-10, для разностной частоты — порядка 10~5 в сто раз (т. е. на два порядка) меньше, чем у лазеров с низкой разностной частотой излучения. Данные исследования подтвердили выдвинутое в третьей главе предположение об увеличении стабильности частоты лазера с повышенной разностной частотой. Исследования других перечисленных параметров полностью удовлетворили требованиям интерферометров.

^о;

[ПГ< £

Устройство АПЧ

Устройство УВЧ

Устройство управления

Рис.6. Функциональная схема двухчастотного стабилизированного Не-1Че лазера: 1 - излучатель лазера, 2 - фазовые пластины, 3 - коллиматор, 4 - поворотное зеркало; 5 - поляризационная призма, 6 - фотоприемник

В целом разработанный двухчастотный стабилизированный лазер обладает следующими параметрами:

номинальное значение разностной частоты ортогональных компонент излучения, МГц_3

• номинальное значение длины волны излучения, мкм_0,632991346

• мощность лазерного излучения, мВт_0,41

относительная нестабильность разностной частоты ортогональных компонент излучения, ora ед. за 8ч непрерывной работы_1,4-10"5

относительная нестабильность оптической частоты излучения, отн. ед. за 8ч непрерывной работы _7,27-Ю"10

• расходимость пучка лазерного излучения,

мрад, не более_0,5

• относительная нестабильность мощности

излучения, % за 8ч непрерывной работы_0,5

• габариты, мм3_128x352x132

• время готовности, мин, не более_15

Основные результаты и выводы

В результате выполнения настоящей работы предложены и разработаны новые научно-технические решения по созданию частотно-стабилизированных лазеров с повышенной разностной частотой ортогонально-поляризованных компонент излучения в продольном магнитном поле.

Эти решения основаны на анализе результатов проведенных исследований влияния физических факторов и конструктивных элементов на разностную частоту.

Основные результаты работы заключаются в следующем:

1. Установленная взаимосвязь разностной частоты, напряженности магнитного поля, длины и добротности резонатора позволяет рассчитывать разностную частоту He-Ne активных элементов с внутренними зеркалами, что подтверждено экспериментальными исследованиями.

2. Полученное значение повышенной разностной частоты на активном элементе с внутренними зеркалами в продольном магнитном поле обеспечено выполнением следующих рекомендаций и условий:

• активные элементы выбраны из условия обеспечения необходимой мощности лазерного излучения при наименьшей длине его резонатора;

• повышенное значение разностной частоты без снижения мощности излучения обеспечено использованием зеркал с наведенной фазовой анизотропией;

• использована магнитная система с однородным магнитным полем по длине разрядного промежутка. Выявлены критерии годности активных элементов для использования в составе частотно-стабилизированных лазеров. К таким критериям относятся:

• стабильность поляризационно-частотных характеристик;

• одновременное существование разностной частоты и ортогонально-поляризованных компонент излучения равной интенсивности.

Установлено, что при стабилизации оптической частоты по равенству интенсивностей ортогонально-поляризованных компонент излучения стабильность частотных характеристик повышается при увеличении номинала разностной частоты.

Создан двухчастотный стабилизированный He-Ne лазер с повышенной разностной частотой ортогонально-поляризованных компонент излучения, позволяющий увеличить скорость измерения перемещений и дискретность отсчета в технологических и контрольно-измерительных установках более чем в два раза.

Разработанная конструкция лазера обладает малыми массо-габаритными показателями и малым временем готовности, что позволяет использовать лазер в современных интерферометрах.

Основные результаты диссертации опубликованы в работах Арефьев А. С., Кондрахин А. А., Чуляева Е. Г. Исследование поляризационно-частотных характеристик газового лазера в продольном магнитном поле//Х1 конференция по физике газового разряда: Тез. докл. 4.2. Рязань, 2002. С. 93-94. Арефьев А. С., Кондрахин А. А., Чуляева Е. Г. Исследование поляризационнсь-частотных характеристик газового лазера в продольном магнитном поле//Лазеры. Измерения. Информация: Тез. докл. Санкт-Петербург. 5-6 июня 2002 г. С.9-10. Arefiev A. S., Kondrachin A. A., Chulyaeva Е. G. Investigation of polarize-frequency gas laser characteristics in longitudinal magnetiv field//Proc. of SPIE, Laser for Measurements and Information Transfer. 2002, 5-7 June 2002. St. Petersburg, Russia. V. 5066. P. 36-41.

4. Арефьев А. С., Кондрахин А. А., Чуляева Е. Г. Исследование поляризационно-частотных характеристик газового лазера в измерительных системах//Вестник Рязанской государственной радиотехнической академии. Рязань, 2003. Вып. 11. С.88-90.

5. Кондрахин А. А. Частотно-стабилизированный He-Ne лазер с повышенной разностной частотой//Электроника: Сб. науч. тр. /Отв. ред. И. В. Закурдаев. Рязань: РГРТА, 2003. С. 64-66.

6. Арефьев A.C., Кондрахин A.A., Чуляева Е.Г. Исследование поляризационно-частотных характеристик газового лазера в измерительных системах//Известия академии наук. Серия физическая. 2003. Т. 67. № 9. С. 1266-1269.

7. Арефьев А. С., Казанцев В.Ю., Кондрахин A.A. Сравнительный анализ активных элементов для двухчастотных стабилизированных лазеров//Лазеры. Измерения. Информация: Тез. докл. Санкт-Петербург. 25-26 июня 2003 г. С.7.

8. Борисовский С.П., Кондрахин A.A., Чуляева Е.Г. Модернизированные частотно-стабилизированные гелий-неоновые лазеры// Лазеры. Измерения. Информация: Тез. докл. Санкт-Петербург. 23-24 июня 2004 г. С.12-13.

9. Арефьев A.C., Борисовский С.П., Кондрахин A.A., Чуляева Е.Г. Стабильная генерация в частотно-стабилизированном гелий-неоновом лазере// Вестник Рязанской государственной радиотехнической академии, Рязань, 2004. Вып. 14. С.80-83.

10. Патент №2239266 РФ МП К 4HOS/13. Двухчастотный стабилизированный лазер/С. П. Борисовский, А. А. Кондрахин, Е. Г. Чуляева. Приоритет от 8.03.03.

11 Арефьев А. С., Керносов М. Ю., Кондрахин А. А., Чуляева Е. Г. Частотный сдвиг при наполнении активного элемента лазера смесью 3He-20Ne-22Ne// Лазеры. Измерения. Информация: Тез. докл. Санкт-Петербург. 8-9 июня 2005 г. С. 14.

КОНДРАХИН Александр Анатольевич

ИССЛЕДОВАНИЕ И РАЗРАБОТКА ДВУХЧАСГОТНОГО СГАБИЛГОИЮВАННОГО

НЕ-1ЧЕ ЛАЗЕРА С ПОВЫШЕННОЙ РАЗНОСТНОЙ ЧАСТОТОЙ ДЛЯ ЛАЗЕРНЫХ ИНТЕРФЕРОМЕТРОВ

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Подписано в печать 25.10.05. Формат бумаги 60x84 1/16. Бумага офсетная. Печать трафаретная. Усл.печ.л.1,0. Уч.-год. л. 1,0. Тираж 100 экз. ГОУВПО «Рязанская государственная радиотехническая академия». 390005, Рязань, ул. Гагарина, 59/1. Редакционно-издательский центр РГРТА.

ss 2 1 7 3 7

РНБ Русский фонд

2006-4 18027

Введение

Глава 1. Обзор литературы

1.1. Лазерные интерферометры

1.2. Тенденции развития технологии интегральных микросхем

1.3. Промышленные модели лазеров, используемых в интерферометрах перемещений

1.4. Методы получения разностной частоты

1.4.1. Формирование разностной частоты в поперечном магнитном поле

1.4.2. Формирование разностной частоты в продольном магнитном поле

1.5. Методы стабилизации оптической частоты в двухчастотных стабилизированных лазерах

1.6. Постановка задачи

Глава 2. Анализ зависимости разностной частоты и мощности излучения от конструктивных элементов лазера

2.1. Расчет разностной частоты в зависимости от продольного магнитного поля

2.2. Экспериментальные исследования разностной частоты

2.2.1. Описание экспериментальной установки

2.2.2. Влияние магнитного поля на величину разностной частоты для активных элементов различной длины

2.2.3. Изменение мощности излучения в зависимости от длины резонатора и величины приложенного магнитного поля

2.2.4. Анализ экспериментальных и расчетных характеристик

2.3. Фазовая анизотропия

Применение двухчастотных He-Ne лазеров в составе измерительных интерферометров упрощает измерительные схемы последних, расширяет возможности их применения, повышает надежность. Первые промышленные образцы лазерных интерферометров на двухчастотных лазерах, выпущенные в начале 70-х годов фирмой HP США, нашли широкое применение в промышленности.

Промышленные образцы лазерных интерферометров в СССР созданы в начале 80-х годов и выпускаются предприятиями России, Белоруссии, фирмами США и Японии. Для их комплектования разработаны, например, двухчастотные He-Ne лазеры ЛГН-212 (Россия), НР5501 ф Agilent (HP) (США) [1] с зееманов-ским расщеплением частоты генерации в продольном магнитном поле. Кроме того, рынок производства двухчастотных лазеров агрессивно пытаются завоевать предприятия юго-восточной Азии (Корея, Китай, Япония). В частности, Китаю выданы связанные кредиты на 40 млрд. долл. США на разработку лазеров и оборудования.

Излучение двухчастотного лазера содержит две ортогонально-поляризованные компоненты, совмещенные в направлении распространения светового пучка. Разность частот ортогонально-поляризованных компонент излучения представляет собой разностную частоту и определяется главным образом свойствами атомов активной среды, на которой происходит генерация, и магнитным полем.

Кольцевые лазеры [2], в которых генерация происходит на двух бегущих навстречу друг другу волнах, также позволяют получить двухчастотное излучение, которое может быть использовано в лазерных интерферометрах. Две волны, выходящие из кольцевого лазера, пространственно разнесены, что не требует применения специальных поляризационных делителей света, как в случае лазеров с линейным резонатором. Однако, в силу повышенных требований к технологии изготовления кольцевых резонаторов, такие лазеры не использовались.

Расширение области применения лазерных интерферометров выдвигает новые требования к двухчастотным лазерам и параметрам их излучения. Так, лазеры с разностной частотой 1,5-7-2,2 МГц позволяют проводить измерения со скоростью 18-5-28 м/мин. Для современных технологических установок (установки изготовления БИС и СБИС) требуется увеличения скоростей измерения. Реализация таких устройств возможна только на основе лазерных интерферометров, использующих двухчастотные лазеры с более высоким значением разностной частоты.

В устройствах для определения частотных характеристик фотоприемных устройств и разрешения спектральных приборов необходимы двухчастотные лазеры с разностной частотой в десятки и сотни мегагерц. Вместе с тем физические ограничения не позволяют существенно увеличить разностную частоту в двухчас-тотных лазерах с зеемановским расщеплением частот. Это заставляет обратиться к другим известным методам получения двухчастотного излучения: за счет фазовой анизотропии зеркал резонатора для разных направлений плоскости поляризации падающего на зеркало излучения; за счет введения в резонатор оптического элемента, показатель преломления которого неодинаков для различных направлений плоскости поляризации проходящего через него излучения.

Целью настоящей работы является создание и исследование двухчастотного стабилизированного лазера промышленного назначения с разностной частотой излучения более 2 МГц.

Для достижения поставленной цели было необходимо решить следующий круг задач:

1) исследовать физические процессы, влияющие на номинальное значение разностной частоты;

2) найти конструктивно-технологические пути повышения разностной частоты в лазерах промышленного назначения;

3) обеспечить необходимые значения основных характеристик лазерного излучения.

Научная новизна:

1) впервые в двухчастотных He-Ne лазерах получено значение разностной частоты 4 МГц на активном элементе с внутренними зеркалами, помещенными в намагничивающиеся юстировочные узлы;

2) впервые получены теоретические зависимости разностной частоты от интенсивности продольного магнитного поля, длины и добротности резонатора, подтвержденные экспериментальными исследованиями;

3) показано, что для He-Ne лазеров на основе активных элементов с внутренними зеркалами разностная частота более 2 МГц определяется, прежде всего, конфигурацией магнитного поля по длине разрядного промежутка;

4) установлено, что при повышении разностной частоты с 1,7 до 3 МГц крутизна спектрально-дискриминационных характеристик возрастает вдвое.

Научные положения и результаты, выносимые на защиту:

1) использование зеркал с наведенной фазовой анизотропией и однородного (в пределах 20%) продольного магнитного поля существенно (в два раза, до 4 МГц) повышает разностную частоту лазеров на активных элементах с внутренними зеркалами;

2) относительная нестабильность частот двухчастотного лазера с увеличенной (с 1,7 до 3 МГц) разностной частотой значительно (на два порядка) снижается за счет увеличения крутизны спектрально-дискриминационных характеристик при стабилизации оптической частоты по равенству интенсивностей ортогонально-поляризованных компонент излучения;

3) теоретические и экспериментальные результаты исследования зависимости разностной частоты излучения от напряженности магнитного поля, длины и добротности резонатора, позволившие обосновать требования к параметрам активного элемента для получения повышенной до 4 МГц) разностной частоты при необходимом (до 0,3 мВт) уровне мощности лазерного излучения.

4) способ повышения устойчивости поляризационно-частотных характеристик лазерного излучения, основанный на применении зеркал с наведенной фазовой анизотропией

Практическая значимость:

1) сформулированы практические рекомендации по разработке конструкции малогабаритного лазера промышленного назначения с повышенной разностной частотой (3-^4 МГц), в том числе требования к допустимой неоднородности магнитного поля;

2) разработано устройство стабилизации оптической частоты лазеров с повышенной разностной частотой;

3) высокостабильный двухчастотный лазер с повышенной (с 1,7 до 3 МГц) разностной частотой при использовании в составе лазерных интерферометров позволил увеличить точность и скорость измерения перемещений объекта более чем в два раза;

Апробация работы.

Основные положения, отдельные разделы и результаты докладывались и обсуждались на следующих конференциях: «Лазеры. Измерения. Информация». Санкт-Петербург. 5-7 июня 2002; XI конференции по физике газового разряда. Рязань, 2002; «Лазеры. Измерения. Информация». Санкт-Петербург. 25-27 июня 2003; «Лазеры. Измерения. Информация». Санкт-Петербург. 23-25 июня 2004; «Лазеры. Измерения. Информация». Санкт-Петербург 8-10 июня 2005.

По материалам диссертации опубликовано 11 работ, в числе которых 4 - в изданиях, включенных в перечень ВАК РФ.

Структура диссертации.

Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, библиографического списка и приложений. Она содержит 132 страницы, 36 рисунков, 9 таблиц, 94 наименования списка литературы.

Основные результаты работы заключаются в следующем:

1. Установленная взаимосвязь разностной частоты, напряженности магнитного поля, длины и добротности резонатора позволяет рассчитывать величину разностной частоты He-Ne активных элементов с внутренними зеркалами, что подтверждено экспериментальными исследованиями.

2. Полученное значение повышенной разностной частоты на активном элементе с внутренними зеркалами в продольном магнитном поле обеспечено выполнением следующих рекомендаций и условий:

• активные элементы выбраны из условия обеспечения необходимой мощности лазерного излучения при наименьшей длине его резонатора;

• повышенное значение разностной частоты без снижения мощности излучения обеспечено использованием зеркал с наведенной фазовой анизотропией;

• использована магнитная система с однородным магнитным полем по длине разрядного промежутка.

3. Выявлены критерии годности активных элементов для использования в составе частотно-стабилизированных лазеров. К таким критериям относятся: стабильность поляризационно-частотных характеристик; одновременное существование разностной частоты и ортогонально-поляризованных компонент излучения равной интенсивности. Установлено, что при стабилизации оптической частоты по равенству интенсивностей ортогонально-поляризованных компонент излучения стабильность частотных характеристик повышается при увеличении номинала разностной частоты.

Создан двухчастотный стабилизированный He-Ne лазер с повышенной разностной частотой ортогонально-поляризованных компонент излучения, позволяющий увеличить скорость измерения перемещений и дискретность отсчета в технологических и контрольно-измерительных установках более чем в два раза. Разработанная конструкция лазера обладает малыми массогаба-ритными показателями и малым временем готовности, что позволяет использовать лазер в современных интерферометрах.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В результате настоящей работы найдены новые научно-технические решения по созданию частотно-стабилизированных лазеров с повышенной разностной частотой ортогонально-поляризованных компонент излучения с использованием эффекта Зеемана в продольном магнитном поле.

Эти решения основаны на анализе результатов проведенных исследований влияния физических факторов и конструктивных элементов на величину разностной частоты.

1. http://www.two.hp.com

2. В. Е. Привалов. Газоразрядные лазеры в судовых измерительных комплексах. -Ленинград, «Судостроение», 1977.-152с.

3. Коронкевич В.П., Ханов В.А. «Современные лазерные интерферометры» — Новосибирск «Наука», 1985г.

4. Привалов В.Е. Квантовая электроника и новое определение метра. Л.: Знание, 1987. - 32 с.

5. Привалов В.Е. Газоразрядные лазеры в измерительных комплексах. Л.: Судостроение, 1989. — 264 с.

6. Крылов К.И., Прокопенко В.Т., Митрофанов А.С. Применение лазеров в машиностроении и приборостроении. Л.: Машиностроение, 1978. - 336 с.

7. Басов Н.Г., Губин М.А., Никитин В.В., Проценко Е.Д. Двухмодовые газовые лазеры и их применение в спектроскопии и оптических стандартах частоты (обзор). Квантовая электроника, т.11, № 6,1984, с. 1084-1105.

8. Применение ОКГ в приборостроении, машиностроении и медицинской технике/ С.П.Борисовский, В.А.Верейкин, Е.Г.Чуляева и др.Измерение стабильности и воспроизводимости частоты. Тезисы доклада на Всесоюзной межвуз. научн.-тех. Конф. — М, 1976, с. 148.

9. Дубров М.Н., Алешин В.А. Высокоточные лазерные интерферометры в многокомпонентных измерительных системах// Журнал радиоэлектроники, №10, 2000 г.

10. Обзоры по электронной технике: Лазерные интерферометры второго поколения/С. П. Борисовский, В. П. Коронкевич, В. А. Ханов. М., 1982. - Вып. 4 (915). Сер. Лазерная техника и оптоэлеюроника. 52 с.

11. Двухчастотные стабилизированные лазеры для точных измерений// Тезисы доклада VI Всесоюзной конференции «Оптика лазеров», JI.,1990, С.П.Борисовский, С.Ю.Поляков, Е.Г. Чуляева.

12. Поврозин А. И., Сидоров А. И. Эффект Зеемана в газовом оптическом квантовом генераторе на смеси He-Ne (А. = 0,6328 мкм)//Оптика и спктроскопия. 1966. - Т. XI, вып. 6. - С.754-758.

13. Фриш С. Э. Оптические спектры атомов. М.: Физматгиз, 1963. - 640с.

14. Гончуков С. А. и др. He-Ne лазеры на Я = 0,63 мкм в режиме генерации 2-х ортогонально поляризованных мод: Препринт. М., 1981.

15. Гуделев В. Г., Ясинский В. М. Гелий неоновый лазер с фазоанизотропным резонатором в поперечном магнитном поле: Препринт. Минск, 1981. -48с.

16. В. Г. Гуделев, А. И. Клочко, В. М. Ясинский. Двухчастотный гелий-неоновый лазер во взаимно ортогональных поперечных магнитных полях. Препринт №254. Минск, 1981.

17. Ferguson J. В., Morris R. Н. Single mode collaps in 6328 A He-Ne lasers// Appl. Opt. 1978. Vol. 17, №18. - P. 2924-2929.

18. Александров Е. Б., Запасский В. С. Лазерная магнитная спектроскопия. -М.: Наука, 1986. -280с.

19. Ferguson J. В., Morris R. Н. Frequency stabilization of internal mirror He-Ne lasers in an transverse magnetic field//Appl. Opt. 1975. Vol. 14, №12. - P. 2808.

20. Umeda N., Tsukiji M., Takasaki H. Stabilized 3He-20Ne transverse zeeman la-ser//Appl. Opt. 1980. Vol. 19, №3. - P. 442^150.

21. E.Chulyaeva Theses of report a two frequency laser with increased difference frequency used for interference measurements// International Workshop on New Ap-proaches to High-Tech Materials 97. NDTCS-97 St.Petersburg 1997.

22. Квантовая оптика и квантовая радиофизика/Под ред. О. В. Богданкевича, О. Н. Крохина. -М.: Мир, 1966. -452с.

23. Беннет. Эффект образования провалов на линиях лазера на смеси гелий-неон// вып. Лазеры, под ред. Жаботинского М. Е., 1963.

24. Терехин Д. К., Андреева Е. Ю., Фридрихов С. А. Одночастотный He-Ne лазер в магнитном поле//Журн. Приют. Спектроскопии. ЖПС. 1971. - Т. XIV, вып. 1. - с. 53.

25. Гончуков С. А. и др. Газовый лазер с фазовой анизотропией в постоянных магнитных полях//Квантовая электроника. 1981. - Т. 8. №2. - С.ЗЗЗ.

26. Гуделев В. Г. и др. Энергетические и частотные характеристики He-Ne лазера (X = 0,63 мкм) во взаимно ортогональных поперечных магнитных по-лях//Журнал приклада, спектроскопии: ЖПС. 1985. -T.XLII, №3. - С. 364368.

27. Bennet W. R. Hole Burning Effects in He-Ne Optical maser//Phys. Rev. 1962. - Vol. 126. №2. - P. 580-593.

28. А.П.Войтович. Магнитооптика газовых лазеров.Изд-во «Наука и техника»1. Минск, 1984г.

29. Войтович А. П., Шкадаревич А. П. Изучение энергентических характеристик конкурирующих переходов в He-Ne лазере с активной средой, помещенной в магнитное поле//Журн. Прикл. Спектроскопии. 1974. -Т. 20, вып. 4, С.606-611.

30. Дьяконов М. И., Перель В. И. К теории газового лазера в магнитном поле.// Оптика и спктроскопия, Т.ХХ, Вып. 3. —1966.

31. V 39. Tomlinson W.J., Fork R.Z. Frequensy stabilisation of a gas laser // Apppl. Opt.1969. Vol.8, № 1. - P.121-129

32. Quenelle R. C., Wues Z. Y. A new microcomputer controlled laser dimensional measurement and analyzing system//Hewlett-Packard J. - 1983. - Vol. 34. №4. -P. 3-13.

33. Техн. отчет №ГР Ф13235; Инв. №12/110-82.

34. Аутов С. Н. Воспроизводимость частоты излучения стабилизированного зеемановского лазера/Новосиб. ин-т инженеров геодезии, аэрофотосъемки и1Ш. картографии. 1979. Вып. 6(46) - С. 5-12.1. W/

35. Каковкин В.В., Каратеев В.П., Кулаков JI.B. Автоматическая стабилизация частоты излучения гелий-неонового лазера. — Электронная техника. Сер. Квантовая электроника, 1975, вып. 1, с. 60-62.

36. Бесемельцев В.П., Бурнашев В.Н., Воробьёв В.В Система экстремального регулирования для стабилизации частоты ОКГ. Автометрия, 1976, № 3, с. 102-103.

37. Копылов П.Н., Кошелявский Н.Б., Татаренков В.М. Экстремальная система стабилизации частоты лазера: В кн.: Исследование в области измерений времени и частоты. М.: Наука, 1980, с. 9-15.

38. Гуделев В.Г., Ясинский В.М. Простая система стабилизации частоты газового лазера. Приборы и техника эксперимента, 1980, № 1, с. 215-217.

39. Вергунов В.Б., Вольнов М.И., Тюриков Д.А. Электронная система для стабилизации разностной частоты двух лазеров. Приборы и техника эксперимента, 1978, № 3, с. 197-198.

40. Shimoda X. and Javan A. Stabilization of the He-Ne Laser on the atomic line center. -J. Appl. Phys., 1965, vol. 46, p. 717-726.

41. Атутов C.H. и др. Стабилизация гелий-неонового лазера с внутренними зеркалами в переменном магнитном поле. Автометрия, 1974, № 1, с. 83-88.

42. Бондаренко А.Н., Криницын Ю.М. Стабилизация частоты He-Ne лазера на X — 0,63 мкм в режиме конкуренции типов колебаний. Автометрия, 1978, №3, с. 115-120.

43. Сапрыкин Э.Г., Юдин Р.Н. Стабилизация частоты двухмодового лазера. -Журнал прикладной спектроскопии, 1970, т. XIII, № 6, с. 1072-1073.

44. Frequency stabilization of an internal-mirror He-Ne laser using axial-mode beat / A. Sasaki, T. Okada, J. Kawai, H. Aoyama // Appl. Physics Letters. 1997, Vol 61, N10. P. 1151-1153.

45. Власов A.H., Перебякин B.A., Поляков С.Ю., Привалов В.Е. Долговременная стабильность и воспроизводимость частоты He-Ne лазера с внутренними зеркалами. Квантовая электроника, 1986, т. 13, № 2, с. 320-325.

46. Пэт. 3534292, США. (H0is3/10). Frequency Stabilized laser System/Z. S. Cutler.

47. Справочник по лазерам. В двух томах. Том 1 / Под ред. А.М. Прохорова. -М.: Советское радио, 1978, с. 222.

48. Ciddor Р.Е. and Duffy R.M. Two-mode frequency stabilized He-Ne (633 nm) lasers: studies of short- and long-term stability. J. Phys. E: Sci. Instrum., v. 16, 1983, p. 1223-1227.

49. Bennet S.J., Ward R.E. and Wilson D.C. Comments on: frequency stabilization of internal mirror He-Ne lasers. Applied Optics, 1973, v. 11, p. 1406.

50. Brown N. Frequency stabilized lasers: Optical feed back effects. Applied Optics, 1981, v. 20, p. 3711-3714.

51. Funtambekar P.N., Dahiga H.S. and Chitnia V.T. Frequency stabilized and tunable raultimode He-Ne lasers. Optics Communications, 1982, v.42, p. 60.

52. Ciddor P.E. and Bruce C.F. Long-Term stability of a Termally-Stabilized He-Ne Laser. -Metrologia, 1981, v.17, p.17-18.

53. Nemes K., Valic M. Frequency stabilization He-Ne zeeman laser//Optoelectron Techn, vortr. 5 Int Kongr. Laser. — Munchen. 1975. — P. 23-25.

54. Наблюдение симметричного лэмбовского провала в He-Ne лазере на естес-ственной смеси изотопов неона/Юптика и спектроскопия, 2002, Том92, №3 С.518-520.

55. А. И. Клочко. Малогабаритный моноблочный He-Ne лазер для контрольно-измерительных приборов и систем.// «ЛАЗЕРЫ. ИЗМЕРЕНИЯ. ИНФОРМАЦИЯ». Тезисы докладов конференции. С.-Петербург. 5-6 июня 2002. С.80.

56. Беннет. «Эффект образования провалов на линиях лазера на смеси гелий-неон»// вып. Лазеры, под ред. Жаботинского М. Е., 1963.

57. Арефьев A.C., Кондрахин A.A., Чуляева Е.Г. Исследование поляризационно-частотных характеристик газового лазера в измерительных систе-мах.//Вестник РГРТА. Вып. 11.Рязань, 2003. С.88-90.

58. Арефьев А.С., Кондрахин А.А., Чуляева Е.Г. Исследование поляризационно-частотных характеристик газового лазера в измерительных систе-мах.//Известия академии наук. Серия физическая, Т. 67, №9, 2003. С. 1266— 1269.

59. Патент №2239266 РФ МП К 4HOS/13. Двухчастотный стабилизированный лазер/С. П. Борисовский, А. А. Кондрахин, Е. Г. Чуляева. Приоритет от 8.03.03.

60. M.A.Fedotov, E.G. Chulaeva Laser tube for frequency-stabilized laser. International Workshopon New Approaches to Hi-Tech 98 Nondestructive Testingand Computer Stimulations in Science and Enginerring 8-12 Iune 1998, A17.

61. E.G. Chulaeva, S.J. Polyakov Research of Polarization-Zeeman laser in collapse mode.- International Workshopon New Approaches to Hi-Tech 99 Nondestructive Testingand Computer Stimulations in Science and Enginerring 8-12 Iune 1999. V.3. P.A9- A10.

62. Э. Г. Пестов, Г. M. Лапшин. Квантовая электроника, М., Воениздат, 1972.

63. Ищенко Е.Ф., Климков Ю.М. «Оптические квантовые генераторы»// Москва, «Советское радио» 1968г.

64. А. Джеррард, Дж. М. Берч. Введение в матричную оптику//Под ред. канд. физ.-мат. наук В. В. Коробкина. М.: «Мир», 1978.

65. Физическая энциклопедия./Гл. ред. А. М. Прохоров. М.: Сов. энциклопедия. Т. 2. Добротность — Магнитооптика. 1990. 703 с.

66. Е. Ф. Ищенко, А. Л. Соколов. Поляризационный анализ. Часть1/М.: Изд-во «Знак». 1998. С.208.

67. А.С. Арефьев, С.П.Борисовский, А.А.Кондрахин Е.Г. Чуляева. Стабильная генерация в частотно-стабилизированном гелий-неоновом лазере//Вестник РГРТА, Вып. 14, Рязань 2004. С.80-83.

68. W.Van Haeringen. Polarisation Properties of a Single-Mode Operationg Gas Laser in a Small Axial Magnetic Field. Physical Review, v. 158, №2. p.256 272.

69. D.Lenstra, W.Van Haeringen. Mode polarization a single mode gas laser in transverse magnetic fields.//Optics Communications, 1977, V.23, №3, pp.311-314.

70. Троицкий Ю. В. Шебалин А. П. Условие одночастотной генерации в газовых лазерах малой длины. Квантовая электроника, 1976, Т.З, №11, с.2454— 2457.

71. DXenstra. On the theori polarization effects in gas lasers. Phisics Report v.59, №3, 1980, p.301-373.

72. W.E.Lamb Theory of an Optical Maser.-Phys.Rev.,1964, v.134, N6A, p.1429-1450.

73. Привалов П. Е., Федотов М. А., Чуляева Е. Г. Влияние возмущений в активной среде на нестабильность разностной частоты излучения.//Оптика и спектроскопия, 2000, Т.88, №1. С.149-153.

74. Оптические резонаторы с анизотропными элементами // М.А.Новиков,

75. A.Д.Тертышник. Изв.вузов Радиофизика,1976,т.19, №3, с.364-372.

76. Двухчастотный гелий-неоновый лазер с излучением на ортогональных поляризациях ЛГН-212—1: Проспект/ЦНИИ «Электроника». — М., 1983.

77. А. с. №12535307 с приоритетом от 4.03.1988. Двухчастотный газовый ла-зер//А. Н. Власов, С. Ю. Поляков, Г. Т. Тимошенко, И. С. Чуляев, Е. Г. Чуляева.

78. He-Ne лазер на X = 0.63 мкм в режиме генерации двух ортогонально-поляризованных мод// С.А.Гончуков, В.М.Ермаченко, Р.Д.Косумова,

79. B.В.Никитин, Е.Д.Проценко Квантовая радиофизика, Препринт №31, ФИАН им. Лебедева, М., 1981.

80. Вдовин Ю. А., Гончуков С. А., Губин М. А. Влияние атомных столкновений и пленения резонансного излучения на характеристики газовых лазеров. -Препринт ФИАН, 1972, № 116, с.57.

81. A.Sasakai, T.Okada, J.Kawai and H.Aoyama Appl.Phys.Lett. 61(10) ,7 September 1992 «Freqency stabilization of an internal-mirror He-Ne laser using axial-mode beat».

82. Richard H. Grote, Manufacturing the laser tube//Hewlett-Packard J. 1983. -№4. -P. 17-18.

83. Quenelle R. C., Wuez Z. J. A new microcomputer-controlled laser dimensional measurement and analysing system// Hewlett-Packard J. 1983. Vol. 34, №4. P.3-13.

84. Золотов А. В. Нестеров В. В., Пугач Ю. П. Влияние частотной модуляции излучения лазера на точность измерителя перемещений/Юптико-механическая промышленность. 1980. №7. С.1-3.

85. Золотов А. В. Кирюхин Ю. И, Кузнецова Н. А. Многофункциональные лазерные измерители перемещений//Оптико-механическая промышленность. 1983. №8. С.25-29.