Эволюция выходной мощности и поляризации мод при установлении стационарного теплового режима в двухмодовых гелий-неоновых лазерах

Об авторах:

Гармонов Александр Андреевич, старший преподаватель кафедры экспериментальной физики и нанотехнологий, Тюменский государственный университет; gamma125@mail.ru

Дубов Владимир Петрович, кандидат физико-математических наук, доцент кафедры радиофизики, Тюменский государственный университет; duboff@mail.ru

Потоцкий Антон Юрьевич, аспирант кафедры радиофизики, Тюменский государственный университет; ponab@yandex.ru

Аннотация:

Гелий-неоновые лазеры различных типов являются весьма распространенными и применяются в самых различных областях и отраслях хозяйственной и научной деятельности. Цель настоящей работы состояла в изучении эволюции выходной мощности и некоторых других параметров лазеров при установлении рабочего теплового режима.

В статье представлена первая часть материалов изучения поведения некоторых параметров маломощных гелий-неоновых двухмодовых лазеров в процессе установления стационарного теплового режима. Изучена работа нескольких экземпляров таких лазеров (от 3 до 6 в зависимости от экспериментов). Предпринята попытка разобраться в причинах эволюции и флуктуаций выходной мощности лазеров, мощности отдельных продольных мод и изменения их поляризации в первые 10-30 мин после начала работы лазеров, когда тепловое расширение основных элементов лазеров приводит к заметному изменению их параметров. Описаны эксперименты и оптические схемы установок с применением поляризационных и интерференционных приборов, таких как призма Волластона, интерферометр Фабри–Перо и некоторые другие оригинальные устройства.

В настоящей экспериментальной работе изучались выходные характеристики нескольких экземпляров гелий-неоновых двухмодовых лазеров типа ЛГН-207А, ЛГН-207Б мощностью от 1 до 2,2 мВт, излучение которых не обладает четко выраженной поляризацией. Даже при такой малой выборке показано, что: а) поведение излучения различных экземпляров этих лазеров в первые 30 мин заметно отличается друг от друга; б) существуют лазеры, в которых «перескоки» мод минимальны или отсутствуют; в) при даже малом электрическом пробое в трубке или блоке питания поляризационные характеристики лазеров приобретают хаотический характер.

Мы надеемся, что результаты работы позволят экспериментаторам и конструкторам более уверенно производить отбор лазерной техники для комплектования измерительных и исследовательских приборных комплексов.

Список литературы:

1. Басов Н. Г. Двухмодовые газовые лазеры и их применение в спектроскопии и оптических стандартах частоты (обзор) / Н. Г. Басов, М. А. Губин, В. В. Никитин, Е. Д. Проценко // Квантовая электроника. 1984. Том 11. № 6. С. 1084-1105. 
2. Борисовский С. П. Двухчастотные стабилизированные лазеры для точных измерений / С. П. Борисовский, С. Ю. Поляков, Е. Г. Чуляева // Тезисы доклада VI Всесоюзной конференции «Оптика лазеров». JI., 1990. 
3. Гончуков С. А. He-Ne лазеры на 0,63 мкм в режиме генерации 2-х ортогонально поляризованных мод: Препринт / С. А. Гончуков и др. М., 1981. 
4. Демтредер В. Лазерная спектроскопия / В. Демтредер. Наука, 1985. 2-е изд. 608 с. 
5. Дубов В. П. Получение модулированного неполяризованного излучения гелий-неонового лазера / В. П. Дубов, А. Ю. Потоцкий, В. А. Табарин // Вестник Тюменского университета. 2014. № 7. 
6. Керносов М. Ю. Подавление поляризационной нестабильности в частотно-стабилизированных гелий-неоновых лазерах / М. Ю. Керносов, Ю. В. Киселев, Г. В. Мельничук, Е. Г. Чуляева // Научно-технические ведомости СПбГТУ. Физико-математические науки. 2013. № 2(170). 
7. Goldwasser S. M. Sam’s LaserFAQ / S. M. Goldwasser. URL: http://laserfaq.ru 
8. Isknor N. R. Polarization and Hopping in a Gas Laser / N. R. Isknor. University of Waterloo, 1966. 34 pp. 
9. Zhang S. Orthogonal Polarization in Lasers. Physical Phenomena and Engineering Applications / S. Zhang, W. Holzapfel. Tsinghua University Press, 2013. DOI: 10.1002/9781118346501