Устройство управления длиной волны излучения перестраиваемого лазера

 

Изобретение относится к квантовой электронике и может быть использовано в перестраиваемых лазерах с дисперсионными резонаторами, в которых в качестве селектора длин волн применяется дифракционная решетка. Цель изобретения повышение точности управления длиной волны генерации. В перестраиваемом лазере с электромеханическим исполнительным механизмом и цепью обратной связи с датчиком угла поворота электромеханический исполнительный механизм выполнен в виде шагового двигателя с редуктором и синусным механизмом, а датчик угла поворота механически соединен с ведущим валом синусного механизма. 1 ил.

Изобретение относится к приборостроению для спектроскопии и лазерной техники и предназначено для использования в перестраиваемых лазерах с дисперсионными резонаторами, в которых селектором длин волн является дифракционная решетка.

Целью изобретения является повышение точности управления длиной волны генерации.

На чертеже представлена блок-схема устройства управления длиной волны излучения перестраиваемого лазера.

Устройство содержит микропроцессорное устройство 1, включающее в себя все необходимые периферийные устройства (пульт управления, дисплей, блоки питания и т.д.), шаговый двигатель 2, редуктор 3, синусный механизм 4, дифракционную решетку 5, датчик 6 реперной точки и электрический датчик 7 угла поворота.

Микропроцессорное устройство 1 электрически соединено с шаговым двигателем 2, который через редуктор 3 и синусный механизм 4 соединен с дифракционной решеткой 5, закрепленной на оси вращения. Коэффициент редукции и длина рычага синусного механизма выбираются такими, чтобы изменение длины волны излучения лазера при одном шаге двигателя не превышало полуширину линии излучения. Типичные значения коэффициента редукции 15-20, длины рычага 110-130 мм при шаге резьбы на ведущем валу синусного механизма 0,5 мм. На оси вращения дифракционной решетки закреплен датчик 6 реперной точки, представляющий собой, например, диск с прорезью, разделяющий пару светодиод фотодиод. Датчик реперной точки электрически соединен с микропроцессорным устройством 1.

Указанная установка датчика 7 угла поворота позволяет добиться резкого (примерно на три порядка) увеличения чувствительности устройства к угловым перемещениям решетки, в результате чего отпадает необходимость в использовании уникальных прецизионных датчиков, необходимых для непосредственного контроля угла поворота дифракционной решетки. Линеаризация функции преобразования позволяет в несколько раз увеличить точность и повысить скорость обработки данных в системе управления. Таким образом, простыми средствами достигается решение задачи текущего контроля углового положения решетки и тем самым полностью исключаются ошибки, связанные с погрешностями работы шагового двигателя и механизма поворота дифракционной решетки. Результатом этого является резкое (не менее чем на порядок) повышение точности установки и индикации длины волны когерентного излучения перестраиваемых лазеров.

Формула изобретения

УСТРОЙСТВО УПРАВЛЕНИЯ ДЛИНОЙ ВОЛНЫ ИЗЛУЧЕНИЯ ПЕРЕСТРАИВАЕМОГО ЛАЗЕРА, содержащее электромеханический исполнительный механизм, электронное регулирующее устройство, выход которого электрически соединен с исполнительным механизмом, и датчик угла поворота, отличающееся тем, что, с целью повышения точности управления длиной волны генерации, электромеханический исполнительный механизм выполнен в виде шагового двигателя, который через редуктор механически соединен с синусным механизмом, содержащим ведущий вал с винтовой резьбой, каретку, рычаг и ось для закрепления перестраиваемого оптического элемента лазера, причем шаг резьбы h и длина рачага R связаны соотношением h/R ≲ 0,1, а датчик угла поворота механически соединен с ведущим валом синусного механизма и электрически соединен с входом электронного устройства.

РИСУНКИ

Рисунок 1