УСТАНОВКА ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ЗОНЫ СТАТИЧЕСКОГО ЗАХВАТА В ЗЕЕМАНОВСКОМ КОЛЬЦЕВОМ ЛАЗЕРЕ

Полезная модель относится к приборостроению и может быть использована для измерения зоны статического захвата в зеемановском кольцевом лазере.
Известно устройство [SU 698468, H01S 3/083, A, 23.10.1985], содержащее расположенный в резонаторе активный элемент, изотропный по поляризации, элемент с линейно-фазовой анизотропией и невзаимное устройство, состоящее из двух четвертьволновых пластинок, одноименные оси которых развернуты на углы, соответственно 45 и -45 градусов относительно главной оси элемента с линейно-фазовой анизотропией, и магнитооптической ячейки, расположенной между четвертьволновыми пластинками, причем, в качестве магнитооптической ячейки использован элемент, обладающий магнитным круговым дихронизмом.
Недостатком устройства являются относительно узкие функциональные возможности, обусловленные отсутствием средств, позволяющих использовать его для определения параметров зоны захвата в кольцевом лазере.
Наиболее близким по технической сущности к предложенному является техническое решение [RU 2397446, G01C 19/68, C1, 20.08.2010], содержащее кольцевой лазер, две схемы сложения лучей, два фотоприемника, входы которых оптически сопряжены с выходами соответствующих схем сложения лучей, блок обработки и управления, информационные входы которого соединены с выходами фотоприемников, схема коммутации однонаправленной генерации, расположенная в резонаторе кольцевого лазера, управляющие входы которой соединены с управляющими выходами блока обработки и управления, оптический гетеродин, выходы которого оптически сопряжены с входами схем сложения лучей, а вторые входы схем сложения лучей оптически сопряжены со встречными лучами кольцевого лазера, причем, выходы блока обработки и управления содержат код приращения угла в инерциальном пространстве за период измерения.
Недостатком наиболее близкого технического решения является относительно узкие функциональные возможности, обусловленные тем, что, в нем производится исключение зоны захвата, но, при этом, не определяются параметры зоны захвата.
Задача, на решение которой направлена полезная модель заключается в расширении функциональных возможностей с целью обеспечения возможности определения параметров зоны захвата в зеемановском кольцевом лазере.
Требуемый технический результат заключается в расширении функциональных возможностей путем введения дополнительного арсенала технических средств, обеспечивающих возможность определения параметров зоны захвата в зеемановском кольцевом лазере.
Поставленная задача решается, а требуемый технический результат достигается тем, что в устройство, содержащее зеемановский кольцевой лазер с источником питания, фотоприемник, оптический смеситель световых сигналов и блок обработки, согласно заявленной полезной модели введены, генератор пилообразного тока, первая и вторая катушки магнитного поля, соединенные с выходом генератора пилообразного тока и установленные на зеемановский кольцевом лазере, а также цифровой осциллограф, вход-выход которого соединен с входом-выходом блока обработки, причем, фотоприемник и оптический смеситель световых сигналов, установленный перед фотоприемником, предназначены для формирования сигнала биений встречных волн оптически соединены резонатором зеемановского кольцевого лазера и размещены на вращающейся штаге, сигнал биений встречных волн подается на вход цифрового осциллографа, а блок обработки по сигналу с входа-выхода осциллографа определяет величины статической зоны захвата сверху и статической зоны захвата снизу зеемановского кольцевого лазера.
На чертеже представлены:
на фиг. 1 - функциональная схема установки для измерения зоны статического захвата в зеемановском кольцевом лазере и зеемановский кольцевой лазер с источником питания;
на фиг. 2 - графики, поясняющие работу установки.
В функциональной схеме установки для измерения зоны статического захвата в зеемановском кольцевом лазере, включающей и зеемановский кольцевой лазер с источником питания (фиг. 1), обозначены: расположенный на рабочем столике зеемановский кольцевой лазер 1 с источником питания 2, оптический смеситель световых сигналов с фотоприемником 3 сигналов вращения, оптически соединенный с резонатором зеемановского кольцевого лазера 1и размещенный на вращающейся штаге.
Кроме того, установка для измерения зоны статического захвата в зеемановском кольцевом лазере содержит блок 4 обработки, выполненный, в частности, в виде персонального компьютера, генератор 5 пилообразного тока, имеющий функциональные возможности работать и в режиме постоянного тока, первую 6 и вторую 7 катушки магнитного поля, соединенные с выходом генератора 5 пилообразного тока и установленные на зеемановский кольцевом лазере 1.
Lснизу
Lснизу
Установка для измерения зоны статического захвата в зеемановском кольцевом лазере содержит также цифровой осциллограф 8, вход-выход которого соединен с входом-выходом блока 4 обработки, причем, оптический смеситель световых сигналов с фотоприемником 3 сигналов вращения предназначены для формирования сигнала биений встречных волн оптически соединены с резонатором зеемановского кольцевого лазера 1 и размещены на вращающейся штаге, сигнал биений встречных волн подается на вход цифрового осциллографа 8, а блок 4 обработки по сигналу с входа-выхода осциллографа 8 определяет величины статической зоны захвата сверху Ω и статической зоны захвата снизу Ω зеемановского кольцевого лазера.
Работает установка для измерения зоны статического захвата в зеемановском кольцевом лазере следующим образом.
Генератор 5 является генератором пилообразного тока. Период «пилы» может составлять, в частности, 300 с, а ее амплитуда может отличаться и лежит в пределах 100±10 мА…1А±100 мА. Вначале испытуемый кольцевой зеемановский лазер (резонатор) должен быть выведен из зоны захвата в достаточно линейную область и быть там стабилизирован. Для этого используется режим постоянного тока генератора 5.
Кольцевой зеемановский лазер (резонатор) закрепляется на рабочем столике с прижимами и винтами регулировки периметра. При испытаниях резонатора прижимы вводятся в катушечные пазы, а винты регулировки периметра должны упираться в центры пьезозеркал. Небольшим вращением этих винтов осуществляется подстройка периметра резонатора.
Для питания резонатора используется источник 2 питания кольцевого лазера. Он, как правило, состоит из нестабилизированного источника катодного напряжения -900±100 В, блока поджига, создающего постоянное напряжение +4…6 кВ относительно катодного напряжения, двухканального стабилизатора тока 2±0,1 мА и регулируемого источника напряжения подстройки периметра 0…-170±30 В.
При испытаниях резонатора для получения сигнала биений встречных волн используется смеситель световых сигналов с фотоприемником 3 сигналов вращения, который размещен на вращающейся штанге. Питание генератора 5 осуществляется напряжениями +15 В и -15 В, а фотоприемника 3 - напряжениями +5 В и -5 В от источника питания (на чертеже не показан).
-
+
+
-
I
Частота и амплитуда сигнала биений встречных волн и соответствующий им ток развертки измеряются при помощи цифрового осциллографа 8. Каждую 0,1 с блок 4 считывает значение тока развертки, а также частоту и амплитуду сигнала вращения. Считывание производится до получения двух полных проходов от «-» тока до «+» и от «+» до «-». По минимальному I и максимальному I значениям тока развертки и соответствующим им частотам sin f и f рассчитывается коэффициент передачи по току K:
i
Для каждого значения тока развертки I рассчитывается соответствующее эквивалентное значение частоты сигнала вращения:
i
эквi
Lсверху
снизу
При выполнении блока 4 в виде персонального компьютера на дисплей выводится график зависимости частоты биений f(f) (см. фиг. 2, которая иллюстрирует, как блок 4 измеряет две величины статической зоны захвата сверху Ω и снизу ΩL).
Таким образом, благодаря введению дополнительного арсенала технических средств (в частности тем, что, введены генератор пилообразного тока, первая и вторая катушки магнитного поля, соединенные с выходом генератора пилообразного тока и установленные на зеемановский кольцевом лазере, а также цифровой осциллограф, вход-выход которого соединен с входом-выходом блока обработки, причем, фотоприемник и оптический смеситель световых сигналов, установленный перед фотоприемником, предназначены для формирования сигнала биений встречных волн оптически соединены резонатором зеемановского кольцевого лазера и размещены на вращающейся штаге, сигнал биений встречных волн подается на вход цифрового осциллографа, а блок обработки по сигналу с входа-выхода осциллографа определяет величины статической зоны захвата сверху и статической зоны захвата снизу зеемановского кольцевого лазера), достигается требуемый технический результат, заключающийся в расширении функциональных возможностей, обеспечивающие возможность определения параметров зоны захвата в зеемановском кольцевом лазере.