Зееманівський лазер, зееманівський лазерний гіроскоп. Пугач І. П

Зеєманівський лазер.Це лазер з повздовжнім магнітним полем. Лазер зазвичай з газовим активним середовищем, для якого поперечний ефект значно менший за повздовжній.(Хоча лазери з повздовжнім магнітним полем також існують). Поле призводить до розщеплення мод з циркулярною поляризацією. Зазвичай розглядають гелій-неоновий лазер.

а)

б)

В магнітному полі кожен рівень розщеплюється на ( ) компонент.(де - механічний момент з розмірністю ) Розщеплення відбувається на величину , де - фактор Ланде. ( це різниця двох розщеплених підрівнів). Якщо , то це лінії(або компоненти)(для них власна поляризація відємна ). Якщо , то це лінії. Якщо , то це лінії.(для них власна поляризація додатна ). Оскільки для підсилюючого середовищаща хар-но: , тому крива підсилення (значення ) (рис.а) та дисперсії (значення ) (рис.б) у випадку чисто повздовжнього поля матимуть вигляд:

Тепер оптичні шляхи для хвиль з різною поляризацією: . Тому для кожної з хвиль буде свій модовий склад. Відстань між модами: . Лазер став двочастотним з ортогональною поляризацією. Буде дублет:

.Якщо є різниця показників заломлення( і ), то є і різниця частот. Тобто магнітне поле спричиняє анізотропію активного сер-ща. Його власними хвилями стають дві циркулярно поляризовані хвилі , ,

Така система використовується в дальномірах – в них вимірюється різниця фаз, яка виникає через биття хвиль.

На фотоприймачах частота буде однакова, але фаза різна:

Розглянемо випадок повздовжнього поля: . При їх складанні отримаемо середню лінію(сірого(світлішого) кольору). Тобто поляризація у них однакова, але різна за напрямком. Розщеплення з’являється якщо компонента не співпадає з центральною

частотою . Тут власні хвилі є лінійно поляризовані хвилі: одна вздовж поля, інша їй ортогонально.

Якщо напрям поляризації для -компоненти співпадає з напрямом зовнішнього поля. Розщеплення та дає одну лінію, але через магнітне поле вона розходиться; тому інтенсивність спадає. Маємо справу ніби з розширеною лінією.

Можна таку систему використовувати як акселерометр: На п’єзокритсал ставлять груз, направляють промінь лазера. Биття буде пропорційно силі груза, яка пропорційна прискоренню.

Зееманівський лазерний гіроскоп (ZLAG). На активну речовину накладається магн. поле.

Сам резонатор представляє собою кільце, має бути ізотропним. Анізотропними є дзеркала. Мають різні коефіцієнти для S та Р-поляризацій. Для компенсаці анізотропії використовують схеми з різною кількістю ізотропних дзеркал (2-4).

Всю систему можна зробити анізотропною, але циркулярно анізотропною.

В другому випадку α – малий кут утворить циркулярну анізотропію S(α).

Щоб не було зсуву нуля слід використовувати 2 трубки. За рахунок геометрії та магнітного поля отримуємо анізотропію.

Дзеркала мають велику амплітудну анізотропію на прохід, яка б поляризація на вході не була, маємо лінійно поляризоване випромінювання на виході. Усі хвилі матимуть лінійну поляризацію.

Поиск по сайту: