ერთსიხშირიანი ნახევარგამტარული ლაზერის გამოყენება სინათლის ტალღის ინტერფერენციის ზუსტ გაზომვაში

გამოყენებაერთსიხშირიანი ნახევარგამტარული ლაზერისინათლის ტალღის ინტერფერენციის ზუსტი გაზომვა
ერთჯერადი სიხშირის გამოყენებანახევარგამტარული ლაზერიგანხილულია ისეთი ზუსტი გაზომვის სფეროებში, როგორიცაა ბოჭკოვანი ოპტიკური ჰიდროფონები და მიწისზედა მოსმენის ინტერფერომეტრები, და სიღრმისეულად არის გაანალიზებული ლაზერის მუშაობის ძირითადი გავლენა ინტერფერომეტრული სისტემების მუშაობაზე.

სისტემის ძირითადი სტრუქტურა და მუშაობის პრინციპი: ბოჭკოვანი ოპტიკური ჰიდროფონური სისტემა ძირითადად შედგება სენსორული თავისა და ინტერფერომეტრისგან (მაგალითად, MZ ინტერფერომეტრი). ძირითადი პრინციპია, რომ ხმოვანი სიგნალი (ხმის წნევა Δ p) მოქმედებს სენსორულ თავზე, რაც იწვევს ღრუ ცილინდრში შემოხვეული სენსორული ბოჭკოს სიგრძისა და გარდატეხის ინდექსის ცვლილებებს, რითაც იწვევს ოპტიკურ გზაში ცვლილებებს. ოპტიკური გზის ეს მცირე ცვლილება (ანუ ფაზის ცვლილება) მაღალი მგრძნობელობით აღირიცხება ინტერფერომეტრის მიერ.

1. სენსორული თავი: მისი ძირითადი ფუნქციაა ხმის ვიბრაციების ინტერფერომეტრის ოპტიკური ტრაექტორიის ცვლილებებად გარდაქმნა. მგრძნობელობის კოეფიციენტი s დაკავშირებულია ისეთ ფაქტორებთან, როგორიცაა ბოჭკოს სიგრძე L, ხოლო უფრო გრძელი სენსორული ბოჭკოები სასარგებლოა სისტემის მგრძნობელობის გასაუმჯობესებლად.
2. ინტერფერომეტრი: ეს არის „საუკეთესო იარაღი“ მცირე ფაზური ცვლილებების აღმოსაჩენად. გამომავალი სინათლის ინტენსივობას აქვს კოსინუსური დამოკიდებულება ფაზურ სხვაობასთან. სტატიკური ფაზური გადახრის φ ₀ სტაბილიზაციით ორთოგონალურ სამუშაო წერტილში ((m+1/2) π), სისტემას შეუძლია მიაღწიოს ყველაზე მაღალ აღმოჩენის მგრძნობელობას.
3. სისტემის მუშაობაზე მოქმედი სინათლის წყაროს ძირითადი პარამეტრები: სტატია ფოკუსირებულია ლაზერის მუშაობის შეზღუდვების ანალიზზე მაღალი ფაზური გარჩევადობის მისაღწევად (≤ 1 μ rad სამიზნით).
4. ლაზერისიხშირის ხმაური და ხაზის სიგანე: ლაზერის სიხშირის ხმაურმა შეიძლება გამოიწვიოს ინტერფერენციული ფაზის ხმაური, რითაც მცირდება ინტერფერენციული ზოლების ხილვადობა. დაახლოებით 1 მეტრის ოპტიკური ბილიკის სხვაობის მქონე ინტერფერომეტრისთვის, 1 μ რადიის ფაზური გარჩევადობის მისაღწევად, ლაზერის ხაზის სიგანე დაახლოებით 30 ჰც-ზე ნაკლები უნდა იყოს. ეს ძალიან მაღალი მოთხოვნაა სიხშირის სტაბილურობისთვის.სინათლის წყარო.
5. ლაზერის ინტენსივობის ხმაური: ლაზერის ფარდობითი ინტენსივობის ხმაური (RIN) პირდაპირ გარდაიქმნება ინტერფერენციის სიგნალის ფაზურ შეცდომად. ტიპიური დეტექციის სინათლის სიმძლავრის (~100 μ W) დროს 1 μ rad ფაზური გარჩევადობის მისაღწევად, ლაზერის RIN უნდა შემცირდეს -120 dB-ზე ქვემოთ. ეს ძალიან მაღალი მოთხოვნაა სინათლის წყაროს ინტენსივობის სტაბილურობისთვის.

შეჯამებისთვის, ბოჭკოვანი ოპტიკური ჰიდროფონური სისტემის ანალიზით, შემუშავებულია ძირითადი სინათლის წყაროს - ერთსიხშირიანი ნახევარგამტარული ლაზერის - მკაცრი მოთხოვნები ინტერფერენციის პრინციპზე დაფუძნებული ზუსტი გაზომვისას უკიდურესად ვიწრო ხაზის სიგანის (მაღალი სიხშირის სტაბილურობა) და უკიდურესად დაბალი ინტენსივობის ხმაურის თვალსაზრისით და წარმოდგენილია ლაზერული სიხშირის სტაბილიზაციის გამოწვევები, რომელთა წინაშეც დგას მასშტაბური სისტემური აპლიკაციები.