基于Lamb理论的激光陀螺光强调谐线型研究

发布时间：2024-12-21 00:37

　　 He-Ne气体环形激光器是激光陀螺的核心器件。为了避免环形激光器内部与转动方向同、反向的运转模对产生模竞争效应,单纵模工作激光陀螺需要调整增益介质内Ne同位素构成,采取双同位素增益介质。为此,采用Lamb理论和等离子体色散函数,研究增益介质Ne同位素频率分裂、同位素配比、充气压力等因素对环形激光器光强调谐曲线线型的影响。实验上搭建了激光陀螺光强调谐曲线检测实验平台,在Ne²⁰和Ne²²充气比例分别为1:1和7:3,充气压力为400 Pa的条件下,检测环形激光器的光强调谐曲线,验证了理论分析的正确性,该研究为激光陀螺在双纵模频率非对称位置处实现稳频奠定了基础。

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【部分图文】：

图1 环形激光器结构示意图

环形激光器是激光陀螺的核心器件,其具体结构如图1所示[13]。环形激光器由四块反射镜构成环形光路。其中,两块反射镜为平面镜,另两块反射镜为凹面镜[14]。该环形激光器以He-Ne混合气体作为增益介质。按照生产工艺要求,为保证腔内He-Ne增益介质纯净、无杂气,环形激光器充入增益气....

图2 等离子体色散函数数值计算结果。

图2(a)为等离子体色散函数的实部在η取不同值时,函数值随频率参量ξ变化的函数关系图,可以看出,色散函数实部关于ξ为奇函数。图2(b)为等离子体色散函数虚部曲线,其关于ξ为偶函数。图2(c)、(d)分别为等离子体色散函数的一阶导数在η取不同值时,实、虚部函数随频率参量ξ变化的函数....

图3 环形激光器光强调谐曲线仿真结果。

将色散函数及其一阶导数的表达式代入(19)式,求解获得光强调谐曲线和ξ、η的关系,其中ξ与双同位素组分、配比相关;η与充气压力相关。单纵模工作激光陀螺光强调谐曲线仿真结果如图3所示,仿真时η取值对应的充气压力为400Pa。对比图3(a)、(b)可知,He-Ne增益介质Ne同位....

图4 环形激光器光强调谐曲线仿真结果。

由图3(a)可知,混气比例选择Ne20:Ne22=1:1,充气压力为400Pa,谐振腔合成光强调谐曲线线型轻微向高频端偏斜。由图3(b)可知,混气比例选择Ne20:Ne22=7:3,充气压力为400Pa,谐振腔合成光强调谐曲线线型向低频端偏斜。进一步,自然界中已知的Ne同位素....

本文编号：4018114