Перестройка длины волны излучения

Электронная перестройка длины волны излучения СО2-лазера [4].

Лазеры с перестраиваемой длиной волны излучения имеют как научное, так и прикладное значение. Известны их применения при контроле и измерении толщины слоев в интегральных схемах, в многоволновой эллипсометрии, в системах анализа газовых смесей методами линейной лазерной оптико-акустической спектроскопии, а также нелинейной спектроскопии с использованием комбинационного рассеяния. Существует несколько способов перестройки частоты излучения газовых лазеров, например путем механического поворота дисперсионного элемента, введения подвижной маски или перестраиваемого зеркала.

Поиск новых способов быстрой перестройки частоты излучения СО2-лазера дополнительно стимулируется появлением специальных помехоустойчивых алгоритмов газоанализа, обеспечивающих повышение скорости и точности распознавания газовой смеси, если сканирование по спектру проводить не последовательно от одной линии к соседней, а по специальному закону, адаптивно формируемому компьютером в процессе газоанализа и предусматривающему переходы между некоторыми характерными спектральными линиями в диапазоне перестройки. Таким требованиям удовлетворяет СО2-лазер с внутрирезонаторной электронной перестройкой частоты.

При создании лазера с немеханическим изменением частоты излучения в качестве базовой конструкции используется излучатель лазера. Перестройка осуществляется электронным способом внутри оптического резонатора. На рисунке изображена схема оптического резонатора лазера, а на рисунке - поперечное сечение его рабочего газоразрядного зазора, в объеме которого формируются каналы генерации индуцированного излучения.

- плоское зеркало, 2 - сферическое зеркало, 3 - эшелетт,

- щелевой зазор, 5 - генерирующие каналы.

Оптический резонатор перестраиваемого лазера

Оптический резонатор построен по модификационной схеме Якоби и содержит плоское зеркало 1, а также сферическое зеркало 2, в фокальной плоскости которого расположен неподвижно закрепленный эшелетт 3.

,2 - ВЧ электроды, 3 - дополнительные электроды,

- диэлектрик, 5,6 - клеммы, 7 - плазменный объем,

- продольный канал по длине электрода i.

Поперечное сечение рабочего канала перестраиваемого лазера

Рабочий зазор лазера образован широкими ВЧ электродами 1,2, n дополнительных электродов 3 в виде узких продольных металлических полос, изолированных от ВЧ электрода диэлектриком 4. Перестройка частоты лазера основана на управляемом подавлении ВЧ разряда (напряжение накачки подводится к клеммам 5) электростатическим полем, формируемым одним из дополнительных полосковых электродов, например электродом i, к которому с помощью клеммы 6 подводится отрицательное, относительно ВЧ электродов, постоянное электрическое напряжение. Гасящий потенциал выбирается достаточным для уменьшения скорости ионизации в области, окружающей полосковый электрод i, ниже критической. Благодаря этому в широком плазменном объеме 7 по длине полоскового электрода «выжигается» узкий продольный канал 8. При подведении гасящего напряжения ко всем дополнительным электродам, кроме электрода i, ВЧ разряд (активная среда) существует только в объеме узкого канала 8.

Подобный режим является рабочим для перестраиваемой одноволновой генерации с любым (регулярным или нерегулярным) порядком чередования спектральных линии. Конкретной волне соответствует угол падения излучения на эшелетт, что однозначно определяет положение полоскового электрода i в щелевом зазоре 4 (рисунок 9). По этой причине набору волн отвечает система n дополнительных электродов, расположенных внутри рабочего зазора в соответствии с вышеописанным правилом. Состав набора волн может быть изменен переустановкой эшелетта под новым углом .

Работая на длине волны от 9 до 11 мкм и попадая при этом в одно из окон прозрачности атмосферы и имея лазер с перестраиваемой рабочей длиной волны мы можем сохранять устойчивую связь как при случайной помехе (дым от рядом расположенных заводов, котельных) так и при неслучайной - специальной помехе (распыление аэрозоля и других средств), перестраиваясь с одной несущей на другую по заданной программе, случайному закону известному на передающей и приемной стороне соответственно (осуществив синхронизацию передатчика и приемника)

Лучшие статьи по информатике

Электрический расчет ЛТ по волоконно-оптическим системам передачи
Научно-технический прогресс во многом определяется скоростью передачи информации и ее объемом. Возможность резкого увеличения объемов передаваемой информаци ...

Проектирование автоматизированного реабилитационного устройства, предназначенного для реабилитации кистевого сустава человека
В современном мире нас повсюду окружают новейшие достижения техники. Невозможно представить ни одну из сфер деятельности человека без использования мехатрон ...

Проектирование и расчет трассы радиорелейной линии
Одним из основных видов средств связи являются радиорелейные линии прямой видимости, которые используются для передачи сигналов многоканальных телефонных со ...