Nd:YAG/I2 оптический стандарт частоты для прецизионных физических измерений

Номер гранта:04-02-08062
Область научного знания:физика и астрономия
Тип конкурса: («офи»)(«офи») инициативные проекты ориентированных фундаментальных исследований
Год выполнения:2004г.
Руководитель: Скворцов М.Н.
Статус заявки:поддержана

Аннотация к заявке:

Проект направлен на разработку и создание технических средств и методов способных обеспечить высокую точность измерения частоты, времени и перемещения объектов. Предполагается на базе Nd:YAG/I2 оптического стандарта частоты и длины с использованием методов оптической интерферометрии осуществить регистрацию траектории движения объекта с относительной точность измерения не хуже 10-10. Адаптированный для проведения подобных измерений Nd:YAG/I2 оптический стандарт частоты и длины, планируется использовать в баллистических лазерных гравиметрах. Кроме того он может быть использован в системах прецизионного измерения малых перемещений в нанотехнологических операциях, для решения задач связанных с калибровкой спектральных приборов например «l - метров». Одним из достоинств данного оптического стандарта является, то что он двухволновый, в нем генерируются две длины волны 1064 нм и вторая гармоника 532 нм. Вторая гармоника необходима для получения узких нелинейных резонансов в парах молекулярного йода, которые служат реперами частоты для данного оптического стандарта. Наличие двух длин волн позволяет создать дисперсионный интерферометр, который может быть использован для измерения плотности плазмы для измерений перемещений в атмосфере в условиях меняющегося давления и температуры.

Аннотация к отчету по результатам реализации проекта:

За отчетный период работы проведены исследования по созданию оптического стандарта частоты на базе кольцевого одночастотного Nd:YAG лазера, работающего на длине волны 1064 нм с диодной накачкой и внутрирезонаторным удвоением частоты. Стабилизация частоты лазера осуществлялась по резонансам насыщенного поглощения в молекулярном йоде на второй гармонике частоты излучения лазера (длина волны 532 нм). Использовался метод «Гетеродинной спектроскопии насыщенного поглощения через частотную модуляцию насыщающего излучения» во внешней поглощающей ячейке. Выходное излучение лазера с помощью специального зеркала разделялось на две длины волны 1064 нм и 532 нм. Излучение 532 нм подавалось на акустооптический модулятор света после которого в результате дифракции на бегущей звуковой волне получалось два световых пучка нулевой и первый порядок дифракции. Нулевой порядок имел частоты падающего излучения, а первый порядок дифракции сдвинут по частоте относительно частоты падающего излучения на частоту звуковой волны. Частота звуковой волны задавалась стабильным генератором радио частоты. Обе световые волны навстречу друг другу заводились с помощью зеркал в поглощающую йодную ячейку. Поляризации встречных волн были линейными и ортогональными. Их ориентация задавались с помощью полуволновых пластинок. Одна волна из нулевого порядка была мощной насыщающей поглощение, другая из первого порядка слабой и выполняла роль пробного сигнала. Она выводилась после прохождения поглощающей ячейки на фотоприемник поляризационным кубиком. Сильная насыщающая волна модулировалась по фазе с частотой 1 МГц с помощью электрооптического модулятора света. На частотах соответствующих нелинейным резонансам насыщенного поглощения из сигнала пробной волны после синхронного детектирования выделялся сигнал ошибки, по которому частота лазера системой автоматического регулирования подстраивалась на частоту резонанса. Частота излучения самого лазера при данном методе стабилизации не модулируется, что позволяет использовать данное излучение в баллистическом гравиметре. В результате обработки полученных в эксперименте данных была построена функция Аллана. Значение долговременной стабильности частоты Nd:YAG-лазеров за времена более 100сек достигает величины лучше 10^10. Разработка и оптимизация методов стабилизации частоты Nd:YAG – лазера по резонансам насыщенного поглощения в молекулярном йоде позволила создать оптический стандарт частоты и длины волны с достаточно высокой долговременной стабильностью и воспроизводимостью частоты при небольших габаритах. Малые габариты и простота конструкции стандарта на базе Nd:YAG/I2 системы позволяет создавать стандарт в транспортируемом варианте.
Аннотации к заявке и отчету приведены в авторской редакции. по состоянию на 11.08.2022.
Помог ли вам материал?
-1    2