專利名稱：二維施力方式的塞曼雙折射雙頻激光器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種激光器，特別涉及一種二維施力方式的氦氖塞曼-雙折射雙頻激光器的結(jié)構(gòu)設計。
背景技術：
目前現(xiàn)有技術中提出的一種《沒有頻差閉鎖的雙折射雙頻激光器及其頻差精度控制方法》(中國專利申請?zhí)?9103513.5)，該雙頻激光器由激光增益管、一維施力裝置、外加橫向磁場組成。該技術解決了雙頻激光器不能輸出大于3兆赫茲小于40兆赫茲的頻率差的問題，從而突破了現(xiàn)有雙頻激光干涉儀在測量速度上的限制，在雙頻激光器的實用新型史上有著重要意義。雖然此種激光器能夠輸出適合雙頻激光干涉儀應用的合適頻差，但是其頻差穩(wěn)定性還不能達到工業(yè)應用的具體要求。塞曼-雙折射雙頻激光器的頻率差仍有漂移現(xiàn)象，其原因主要有以下兩方面一是因為外界溫度變化時，加力環(huán)和光彈元件(半內(nèi)腔為增透窗片，全內(nèi)腔為輸出窗片)都會熱脹冷縮，但如果加力環(huán)和光彈元件的材質(zhì)不同、線膨脹系數(shù)不同，熱脹和冷縮的大小也不同。如加力裝置為殷鋼(線脹系數(shù)約為5×10-7)，窗片材料為K9玻璃(線脹系數(shù)約為4×10-6)，升溫時窗片的直徑比殷鋼的直徑膨脹的快，加力環(huán)對窗片的壓力加大，引起窗片的內(nèi)應力變大，雙折射效應加強，頻率差變大，反之亦然。由此引入的變化量在幾MHz。其二是現(xiàn)有塞曼-雙折射雙頻激光器中對光彈元件的施力裝置為一維加力方式，由于此種激光器的頻差與光彈元件內(nèi)產(chǎn)生的應力成正比，所以需要產(chǎn)生較小頻差時所加應力也較小，這使得加力裝置相對光彈元件容易松動，可靠性差。
本實用新型的目的是通過以下技術方案實現(xiàn)的一種二維施力方式的環(huán)的塞曼-雙折射雙頻激光器，包括一個He-Ne激光增益管，以及激光諧振腔內(nèi)的光彈元件(半內(nèi)腔為增透窗片，全內(nèi)腔為輸出窗片)及其施力裝置，反射透鏡，石英封裝殼，外加橫向磁場所用的磁條， 所述的施力裝置為其上帶有加力螺釘?shù)亩S加力環(huán)。
所述二維加力環(huán)可為園形、方形或可對光彈元件施加一對相互正交的直徑方向?qū)郊恿Φ钠渌螤畹募恿Νh(huán)。
為防止加力裝置相對光彈元件容易松動，進一步提供裝置的可靠性，加力環(huán)及其上的加力螺釘可采用與光彈元件的線膨脹系數(shù)相一致的可閥制成的加力環(huán)及其加力螺釘。
本實用新型由于以二維施力裝置代替原有的一維施力裝置，并對加力環(huán)的結(jié)構(gòu)及其所用材料進行了優(yōu)化選取，從而進一步減小了該種激光器的頻率差漂移，并提高了該裝置的可靠性，使得該激光器進入了可實際應用的階段。


圖1為二維加力方式的塞曼雙折射雙頻激光器的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為加力裝置為圓形時的結(jié)構(gòu)示意圖圖3為加力裝置采用方形時的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖4為加力環(huán)安裝結(jié)構(gòu)剖面示意圖。
具體實施方式
以下結(jié)合附圖詳細說明本實用新型的原理、結(jié)構(gòu)、具體實施及優(yōu)選方式二維施力方式的環(huán)的塞曼-雙折射雙頻激光器，包括一個He-Ne激光增益管11，以及激光諧振腔內(nèi)的光彈元件9及其施力裝置，反射透鏡16，石英封裝殼12，外加橫向磁場所用的磁條14、15，所述的施力裝置為其上帶有加力螺釘?shù)亩S加力環(huán)。即施力裝置為二維施力裝置，即在光彈元件的一對相互正交的直徑方向上垂直于光束對徑加力，我們稱這種施力裝置為二維加力環(huán)，可采用圓形7(如圖2所示)或方形10(如圖3所示)及其他可對光彈元件施加一對相互正交的直徑方向?qū)郊恿Φ钠渌螤畹募恿Νh(huán)。在圓形加力環(huán)的兩個相互垂直的直徑位置以及在方形加力環(huán)的四條邊的中心位置分別有四個螺孔，每個螺孔配有一枚平頭頂絲8向位于環(huán)內(nèi)的光彈元件加力。激光束通過此光彈元件時，激光器所產(chǎn)生的頻差與相互垂直的兩個加力方向的應力差成正比，它可表示為，Δv∝(Δn1-Δn2)=12n03(p12-p11)(s1-s2)----(1)]]>式中Δv為激光器輸出頻差，Δn1、Δn2為兩個主應力方向的的主折射率，n0為光彈元件的折射率，P12、P11為光彈系數(shù)張量，S1、S2為主應變張量。這種新型的二維施力裝置通過提供小的應力差來獲得小頻差，這使得我們在獲得小頻差時可以施加足夠大的力，以防止加力環(huán)松動，保證可靠性。
權(quán)利要求1.一種二維施力方式的塞曼-雙折射雙頻激光器，包括一個He-Ne激光增益管，以及激光諧振腔內(nèi)的光彈元件及其施力裝置，反射透鏡，石英封裝殼，外加橫向磁場所用的磁條，其特征在于所述的加力裝置為其上帶有加力螺釘?shù)亩S加力環(huán)。
2.按照權(quán)利要求1所述的一種塞曼-雙折射雙頻激光器，其特征在于所述二維加力環(huán)為園形、方形或可對光彈元件施加一對相互正交的直徑方向?qū)郊恿Φ钠渌螤畹募恿Νh(huán)。
3.按照權(quán)利要求1或2所述的二維施力方式的塞曼-雙折射雙頻激光器，其特征在于所述的加力環(huán)及其上的加力螺釘是由與光彈元件的線膨脹系數(shù)相一致的可閥制成的加力環(huán)及其加力螺釘。
專利摘要一種二維施力方式的塞曼雙折射雙頻激,涉及一種氦氖塞曼－雙折射雙頻激光器的結(jié)構(gòu)設計。該激光器包括一個He－Ne激光增益管,以及激光諧振腔內(nèi)的光彈元件及其施力裝置,反射透鏡,石英封裝殼,外加橫向磁場所用的磁條,其特點是施力裝置采用其上帶有加力螺釘?shù)亩S加力環(huán),即采用圓形、方形或可對光彈元件施加一對相互正交的直徑方向?qū)郊恿Φ钠渌螤畹募恿Νh(huán)。本實用新型進一步減小了該種激光器的頻率差漂移問題,并提高了該裝置的可靠性,使得該激光器進入了可實際應用的階段。
文檔編號H01S3/02GK2506002SQ01268038
公開日2002年8月14日 申請日期2001年10月31日 優(yōu)先權(quán)日2001年10月31日
發(fā)明者張書練, 肖巖, 李巖, 朱鈞, 徐俊澄 申請人:清華大學