A Simple Method for Single-Frequency Operation

PDF-файл A Simple Method for Single-Frequency Operation Английский язык (16005): Статья - 6 семестрA Simple Method for Single-Frequency Operation: Английский язык - PDF (16005) - СтудИзба2017-12-28СтудИзба

Описание файла

PDF-файл из архива "A Simple Method for Single-Frequency Operation", который расположен в категории "". Всё это находится в предмете "английский язык" из 6 семестр, которые можно найти в файловом архиве МГТУ им. Н.Э.Баумана. Не смотря на прямую связь этого архива с МГТУ им. Н.Э.Баумана, его также можно найти и в других разделах. Архив можно найти в разделе "остальное", в предмете "английский язык" в общих файлах.

Просмотр PDF-файла онлайн

Текст из PDF

Appl. Phys. B 26, 193-195 (1981)AppliedPhysics9 Springer-Verlag 1981A Simple Methodfor Single-Frequency Operationand Stabilization of a He-Ne LaserJ. KauppinenDepartment of Physics, University of Oulu, SF-90570 Oulu, FinlandReceived 8 December 1980/Accepted 30 June 1981Abstract. A simple method for single-frequency operation and stabilization of a low powerHe-Ne laser has been described and used. With a proper resonator length very weak sideband modes on each side of the strong mode produce a feedback signal to a piezoelectricpusher which controls the resonator length. The long-term frequency stability wasestimated to be about _ 10 MHz.PACS: 42.55The aim of this work was to construct a singlefrequency stabilized He-Ne laser for the measurementof long optical path differences in the Fourier transform spectrometer at the University of Oulu [1].In the Michelson interferometer adjacent modes of themultimode laser will be exactly out of phase, when theoptical path difference is an odd multiple of the opticallength of the laser resonator and the modes producedeconstructive interference minima.

If the laser hasonly two modes equal in intensity the amplitude of theinterferogram due to the laser light decreases to zero atthose minima. This makes it more difficult to measurelong optical path differences in the interferometer. Inaddition, high frequency stability is also needed toachieve sufficient precision in the optical pathdifference.An excellent way to overcome these problems in themeasurement of long optical path differences is toconstruct a stabilized, single-frequency gas laser usingcommercial components.GainUnsaturated ~gain envelope ~/Intensity~resholdIfFig.

1. Output frequenciesin a low power gas laser0340-3793/81/0026/0193/$01.00194J. KauppinenUnsaturated /f_i!llation thresholdloseroutput\\\N,,fFig. 2. Output spectrum of the constructedlaser1. Basic PrinciplesAs we know, the frequencies of the longitudinal modesin the gas laser obey the following formula:kcf k - 2L'(1)where c is the speed of light, k is an integer, and L is theoptical length of the resonator. However, the modesM3Jln~rfer~IJM2,~~ffItvoltagel scon L ~are active only around the emission line of amplifyinggas, as shown in Fig. 1.There are many methods of obtaining single-frequencyoperation and frequency stabilization [2-5] of a gaslaser, for example: a short resonator, a short intracavity etalon, or a long etalon outside theresonator.In this work the optical length L of the resonator iscontrolled by feedback so that we have a situationshown in Fig, 2.

The intensities of the side-band modesare equal and less than 1% of the strong mode at themidpoint. The optical length of the resonator is about50 cm in this case. The stabilization is accomplished bykeeping the side-band modes equal in intensity. Thearrangement of the laser system is shown in Fig. 3.

Thelaser tube used is from Spectra-Physics (model 120).Theintensity difference between the side-band modesA and B produces an error signal which is integratedand amplified, then connected to the piezoelectricpusher to correct the length of the resonator. Theintensities of the side-band modes are measured by a//M4p=piezoetectricpusherspectrum]Ifeedbocki (., ,.,'~,Fig. 3. Arrangementof the constructedsingle,frequencylaser__mOptical I~thlength.....=time tO"5l........Ltime tFig. 4. Optical path length and theoutput voltage versus time in theFabry-Perot interferometerdrivenbyff~escan generatorSingle-FrequencyOperation and Stabilizationof a He-Ne Laser195_Llk-7.sv.-A~-12V=A_L .*zsv0,47lk-~[MC14066 ~HtOHVOLTAGE9OUTAMPLIFIERti-12V=-12VFig.

5. Circuit of the feedbackelectronicsused for stabilizationfast-scanning Fabry-Perot interferometer (SpectraPhysics model 470). The scan generator (SpectraPhysics 476) drives the mirror in the Fabry-Perotinterferometer so that the optical path length and thephoto detector output of the Fabry-Perot interferometer change in the manner shown in Fig. 4.The circuit of the feedback electronics is presented inFig.

5. The strong mode of the laser triggers a monostable multivibrator T~ (MC 14528) followed by twomonostable multivibrators T z and T 3. The timingperiods are adjusted so that these multivibrators, usingswitches (MC t4066), allow one of the t5 nF capacitorsto charge by a tiny mode A and the other by B. Thedifference of the voltages across the 15 nF capacitors isconnected to an integrator through an inverting amplifier during a short time interval. This is repeatedafter every strong mode (Fig.

4). The output of theintegrator is amplified before the high voltageamplifier.The points C and D are connected to a circuit whichdischarges quickly the 6.8 gF capacitor if the outputvoltage goes beyond a certain voltage range. At suchtimes the laser performs very fast mode hopping. Thisis because the range of the piezoelectric pusher may betoo small to compensate for the greatest temperaturechanges of the resonator.2. Test and ResultsThe frequency stability of the constructed laser wasestimated comparing its frequency with the frequencyof a reference laser.

Tropel 100 (Coherent), a singlefrequency He-Ne laser, with a long-term frequencystability of better than • 10MHz was used as areference laser. The frequency difference of the laserswas estimated looking at the simultaneous interferencefringe pattern due to the laser beams at the output ofMichelson interferometer [1]. With an optical pathdifference of 1.5 m the frequency difference of 100 MHzis just from one fringe to another in the interferencepattern. Modulating one of the laser beams by amechanical chopper it is possible to find frequencydifferences of about 5MHz. Using the method described above we estimated that the frequency difference between the lasers was about 30_+ 5 MHz duringthree days.References1. J.Kauppinen: Appt.

Opt. 18, t788-1796 (1979)2. A.L.Bloom:Gas Lasers (John Wiley& Sons, New York 1968)3. A.LBloom: In Progress in Optics IX, ed. by E.Wolf (NorthHolland, Amsterdam1971)4. K.M.Baird,G.R.Hanes: Rep. Prog. Phys. 37, 927 (1974)5. N.Umeda,M.Tsukiji,H.Takasaki: Appl.Opt. 19, 442--450(1980).

Свежие статьи
Популярно сейчас
Почему делать на заказ в разы дороже, чем купить готовую учебную работу на СтудИзбе? Наши учебные работы продаются каждый год, тогда как большинство заказов выполняются с нуля. Найдите подходящий учебный материал на СтудИзбе!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Нашёл ошибку?
Или хочешь предложить что-то улучшить на этой странице? Напиши об этом и получи бонус!
Бонус рассчитывается индивидуально в каждом случае и может быть в виде баллов или бесплатной услуги от студизбы.
Предложить исправление
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
5137
Авторов
на СтудИзбе
441
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее