Введение к работе
Актуальность темы. Лазеры в отличие от известных ранее сточннков света характеризуются высокой .когерентностью и онохроматичностыо. что делает перспективным их использование в іістемах связи, дальнометрии и т.п... Для передачи информации в истемах связи, повышения точности измерении в дальномерах и нтерферомеграх. и т.п. излучение должно быть про.моду.шропано по дному пли нескольким параметрам. 'Это делает актуальным сследованне различных методов модуляции как амплитуды, гак и астоты и фазы.излучения. При пом угловая модуляция (г.е. модуляция астоты и фазы излучения) пото.іяег ооеспечімь большую омехоустйчивость. чем амплитудная и дает поіможноеть применять ля обработки сигналов методы, хорошо известные и освоенные для адночастотного диапазона.
Использование частотно-модулированного когерентного излучения ривело к возникновению нового раздела спектроскопии- модуля-ионной спектроскопии, привлекательного своей универсальностью и тноснтелыюй простотой реализации. Сущность модуляционной іетодикн состоит в том, что регистрация сигнала ведется в узкой полосе іа частоте модуляции, есть возможность выбора частоты модуляции (и іегистрацин). где влияние шумов было бы минимально. При этом юеспечнвается высокая чувствительность, повволяющая регистрировать іастотно-модуляцнонньїе резонансы (ЧМР) в газах сверхнизкого іавлення. Это важно для повышения стабильности частоты лазеров.
Методы модуляции можно разделить на два типа по воздействию ta излучение: внешние и внутрпрезонаторные. Частотная модуляция іегко реализуется именно внутрирезонагорными методами.
В большинстве существующих информационно-измерительных истемах используются одномодовые лазеры, в т.ч. с внутри-
резонаторной ЧМ. Частотно-модуляционные резонансы хорошо изучен также именно для одномодовых лазеров, в частности, He-Ne с метанове поглощающей ячейкой.
При использовании двухмодовых лазеров с фазоанизотропны резонатором для внутрирезонаторной спектроскопии можно получат оптические резонансы с более высокими параметрами (контрастиост ширина), чем для одномодовых; возможно выделение резонанснь структур в частоте межмодовых биений. Можно предположить, 41 применение внутрирезонаторной модуляции в двухмодовом лазере поглощающей ячейкой позволит совместить преимущества двухмодовь лазеров и модуляционной методики.
Двухмодовые лазеры с фазоанизотропным . резонаторо» работающие в режиме генерации двух ортогонально поляризованны мод. обеспечивают также дополнительные возможности дх использования в системах связи, локации, дальномстрии. Например, пр использовании двухмодового лазера с управляемым межмодовы расщеплением для передачи информации можно избежал необходимости использования лазера-гетеродина и оптической схем совмещения лучей. При этом возможно снижение уровня флуктуації частоты биений, поскольку в данном случае один и тот же лазер являете передатчиком и гетеродином, и флуктуации частот мод могут бьп частично скоррелированы и, следовательно, влиять на частоту биений меньшей степени. Важной задачей остается поиск способов дальнейшег снижения уровня флуктуации излучения двухмодового лазера.
Цель работы. Исследование генерации двухмодовых He-Ne He-Ne/CH^ лазеров с фазоанизотропным резонатором, работающим режиме генерации двух линейно и ортогонально поляризованных мо при внутрирезонаторной частотной модуляции (синхронной несинхронной). Исследование модуляционных резонансов в двухмодово
Ie-Ne/СНц лазере при различных частотах модуляции и получение новых
езонансных структур в амплитудных и частотных характеристиках
акого лазера. . .
Научная новизна работы. .
1. Проведены исследования генерации двухмодового He-Ne при
астоте модуляции, отличной от частоты межмодовых биений
несинхронная модуляция). Показана возможность независимого
правления частотами мод. Реализован режим работы лазера, при
отором модуляция межмодового расстояния практически не
опровождается амплитудной модуляцией.
Для двухмодового Не-Хе/СІІ4 ' лазера с »н\трпрсзонаторнон юдуляниеіі частот мод получены ремнансные стр\кт\ры в девиации астоты межмодовых биений: получены частотно-модуляционные езонансы интенсивности, форма их устойчива при изменении рабочих араметров.
-
Исследован режим синхронной модуляции двухмодовых He-Ne и le-Ne/CH.i лазеров. Предложена модель, объясняющая эффект инхронизации ортогонально полярнзованых мод в таком лазере. снованная ни учете взаимного расположения мод и комбинационных онов и их поляризаций. Экспериментельно и теоретически исследованы мплптудные и частотные характеристики в режиме синхронной одуляции. В He-Ne/CHj лазере получены резонансные структуры с [припой меньше, чем однородная ширина линии поглощения.
-
Проведены исследования флуктуации интенсивности и частоты вухмодового лазера с ортогонально поляризованными модами при шхроннон модуляции. Предложена теоретическая модель такого азера. Установлено, что в диапазоне частот, определяемом полосой іхвата происходит снижение уровня флуктуации частоты межмодовых пений.
Практическая ценность работы. Полученные результаты могу быть использованы при разработке оптических стандартов частоты, научных исследованиях в области спектроскопии, разработке оптически систем связи (волоконных и открытых), лазерных дальномерої локаторов и т.п.
Вклад автора. Изложенные в работе результаты получены авторої лично или в соавторстве при его непосредственном участии.
Апробация работы. Основные результаты диссертации был
представлены на II Всесоюзної! научно-технической конференції.
"Метрологическое обеспечение измерения частотных л спектральны
характеристик излучения лазеров" (Харьков. 1990 г.). Международно
конференции "Laser^l". (Сан-Дпего. Сша, 1991 г.), -5-й Европейско
конференции по квантовой электронике (Амстердам, Нидерланды, 199
г.), 5-м Симпозиуме по стандартам частоты и метрологии FSFSM'9f
(Боулдер. США. 1995 г.). 1-й, Международной конференції
"Поляризационные эффекты в лазерах и спектроскопии" PELS'9
(Канада, Торонто, 1997). »
Публикации. По материалам* диссертации опубликовано 1 печатных работ.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введенії? трех глав' и заключения. В каждом разделе основному содержат» предшествует обзор литературы, приводятся известные результаты формулируются проблемы, решению которых посвящено изложени оригинального материала. Обший объем составляет 104 страниц] машинописного текста, включая 26 рисунков, 4 таблицы и списо литературных ссылок из 94 наименований.
