SU1018515A1 - Optical frequency doubler - Google Patents
Optical frequency doubler Download PDFInfo
- Publication number
- SU1018515A1 SU1018515A1 SU813336512A SU3336512A SU1018515A1 SU 1018515 A1 SU1018515 A1 SU 1018515A1 SU 813336512 A SU813336512 A SU 813336512A SU 3336512 A SU3336512 A SU 3336512A SU 1018515 A1 SU1018515 A1 SU 1018515A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- input
- output
- mixer
- frequency
- amplifier
- Prior art date
Links
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 title claims abstract description 19
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 36
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims abstract description 33
- 230000009977 dual effect Effects 0.000 claims 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 9
- 230000008569 process Effects 0.000 description 9
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 8
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 7
- 230000008859 change Effects 0.000 description 5
- 230000002441 reversible effect Effects 0.000 description 4
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 3
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 3
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 230000003111 delayed effect Effects 0.000 description 2
- 239000010445 mica Substances 0.000 description 2
- 229910052618 mica group Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 2
- 230000010363 phase shift Effects 0.000 description 2
- 230000004044 response Effects 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 238000003491 array Methods 0.000 description 1
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000001934 delay Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000004069 differentiation Effects 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 230000002427 irreversible effect Effects 0.000 description 1
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000737 periodic effect Effects 0.000 description 1
- 230000011664 signaling Effects 0.000 description 1
- 230000002277 temperature effect Effects 0.000 description 1
- 238000010792 warming Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Stabilization Of Oscillater, Synchronisation, Frequency Synthesizers (AREA)
Abstract
ОПТИЧЕСКИЙ УДВОИТЕЛЬ ЧАСТОШ , содержащий термостат с помещенными в него температурным измеритель .иым мостом, нагревателем, нелинейным кристаллом с нанесенными на его противоположные грани, параллельные направлению распространени преоб- разованногй, излучени , токопровод щими электродами, делительную пластинку , фотоприемник, компаратор, генератор пилообразного напр жени , электронный ключ, электронной фильтр, усилитель, фазочувствительньй демодул тор , схему спр млени и задержки, генератор,первый смеситель, интегратор , дифференциальный усилитель, ёоедЕр1ненный входом с измерительным мостом, а выходом с первым входом Компаратора, второй вход которого соединен с генератором пилообразного напр жени , а выход - с входом электронного ключа, выход которого соединен с нагревателем термостата, клход фотоприемника соединен с входом электронного фильтра, выход ко;тррого соединен с входом усилител выход усилител соединен с первым входом фазочувствительного демодуп -; тора, второй вход которого соединен с выходом схемы спр млени и задертк ки, ВХОД которой соединен с выходом генератора, выход генератора соеди- нен также с первым входом первого смесител Jвыход которого соеда1нен с токопровод щими электродами на, нелинейном кристалле, второй вход первого смесител соединен с выходом интегратора, вход которого соединен с выходом фазочувствительного демодул тора , о т л и чающийс тем, что, с целью расширени диапазона допустимых флуктуации уровн мощности преобразуемого излучени ; в котором осуществл етс удвоение частоты излучени с высокой эффективностью , а также снижени числарегулировок в процессе работы, в него дополнительно ввод т второй и третий смесители, дифференцирующую схему, первый, второй и третий ограничители, преобразователи напр жение-частота импульсов, частота импульсов-двоичный код и цифро-аналоговый преобразователь , схему поиска, при этом 00 СП первый вход второго смесител соеди- . нен с выходом интегратора, а второй вход - с Ш.1ХОДОМ дифференцирующей схемы, вход которой соединен с выхоО1 дом интегратора, выход второго смесител соединен с входом третьего ограш1чител и с входом преобразовател напр жение-частота импульсов выход которого соединен с первым входом преобразовател частота импульсов - двоичный код, второй вход которого соединен с выходом третьего ограничител , а третий вход соединен с выходом первого ограничител .OPTICAL DOUBLE OFTCHASTOSH containing a thermostat with a temperature meter placed in it, a bridge, a heater, a non-linear crystal with deposited on its opposite sides parallel to the direction of propagation of the converted, radiation, conductive electrodes, dividing plate, photodetector, comparator, sawtooth generator electronic key, electronic filter, amplifier, phase-sensitive demodulator, delay and delay scheme, generator, first mixer, integrator, differential A potential amplifier, connected to the input with a measuring bridge, and an output from the first input of the Comparator, the second input of which is connected to the sawtooth generator, and the output to the input of the electronic key, the output of which is connected to the thermostat heater, the photodetector's input connected to the input of the electronic filter ko; three is connected to the input of the amplifier; the output of the amplifier is connected to the first input of the phase-sensitive demodup; a torus, the second input of which is connected to the output of the spreading and closing circuit, whose INPUT is connected to the generator output, the generator output is also connected to the first input of the first mixer J whose output is connected to conductive electrodes on a nonlinear crystal, the second input of the first mixer is connected with the integrator output, the input of which is connected to the output of the phase-sensitive demodulator, is required in order to expand the range of permissible fluctuations of the power level of the radiation being converted; in which radiation frequency doubling is performed with high efficiency, as well as reducing the number of adjustments during operation, the second and third mixers, a differentiating circuit, first, second and third limiters, voltage-frequency converters, pulse frequency-binary converters are additionally introduced into it code and a digital-to-analog converter; a search circuit; with this, the 00 joint venture is the first input of the second mixer; The second input is connected to the W.1 INPUT of the differentiating circuit, the input of which is connected to the output of the integrator, the output of the second mixer is connected to the input of the third limiter, and the input of the voltage-frequency converter whose output is connected to the first input of the frequency converter - a binary code, the second input of which is connected to the output of the third limiter, and the third input is connected to the output of the first limiter.
Description
вход которого соединен с выходом фотодетектора, выход преобразовател частота импульсов - двоичный код соединен с входом цифро-аналогового преобразовател , выход которого соединен с первым входом третьего смесител , второй вход которого соединен с выходом схемы поиска, первыйthe input of which is connected to the output of the photodetector, the output of the converter frequency of the pulses - the binary code is connected to the input of the digital-analogue converter, the output of which is connected to the first input of the third mixer, the second input of which is connected to the output of the search circuit, the first
вход которой соединен с выходом первого .ограничител , второй вход - с выходом интегратора, третий вход - с выходом второго ограничител , вход которого соединен с первым входом третьего смесител , выход которого соединен со вторым входом дифференциального усилител .the input of which is connected to the output of the first limiter, the second input - with the output of the integrator, the third input - with the output of the second limiter, the input of which is connected to the first input of the third mixer, the output of which is connected to the second input of the differential amplifier.
Изобретение относитс к лазерной технике, в частности к оптическим преобразовател м частоты, использующим нелинейные кристаллы, с температурным управлением услови ми синхронизации Известен удвоитель частоты излучени . Этот удвоитель содержит в цепи обратной св зи электрическое поле, приложенное к кристаллу-удвоителю частоты излучени , обеспечивает стабильный уровень мощности преобразованного излучени только при незначительных фпуктуаци х мощности вхор ного сигнала Известен также удвоитель частоты лазерного излучени , который содержит термостат, в который помещен тем пературный измерительный мост, нагреватель , нелинейный кристалл с нанесенными на его противоположные грани, параллельные направлению распространени преобразованного.излуче ни .токопровод щими электродами, делительную пластинку, фотоприемник, регистрирующий часть преобразованного излучени диф(Ьеренциального усили тел , соединенного первым входом с выходом измерительного моста, на вход которого подаетс напр жение выход дифференциального усилител соединен с первым входом компаратора , второй вход которого соединен с первым генератором, а выход - с вхо дом электронного ключа, выход котор го соединен с нагревателем термоста та, выход фотоприемника соединен с входом электронного фильтра, выход которого соединен через усилитель с первым входом фазочувствительного детектора, второй вход которого сое динен с выходом схемы спр млени и задержки, вход которой соединен с выходом генератора, выход генератоа соединен также с первым входом Первого смесител , выход которого соединен с токопровод щими электроами на нелинейном кристалле, на второй вход первого смесител подаетс через усилитель сигнал с выхода интегратора, вход которого соединен с выходом фазочувствительного демодул тора . Описанное устройство работает при небольших колебани х уровн мощности входного излучени - 1-2%, Однако на практике такую высокую стабильность получить очень трудно, она достигаетс ценой существенного усложнени лазерных систем. Реаль ные колебани уровн излучени отечественных лазерных систем достигают 5-10%. При таких колебани х входного излучени описанна система работает неустойчиво. С помощью ее в этих услови х практически невозможно получить, требуемую стабильность выходного Излучени удвоенной часто- ты. Кроме того, полоса частот отслеживаемых флуктуации в цеп х регулировани описанной системы недостаточно широка , с практической точки зрени . Это приводит к тому, что при резких колебани х (скачкообразных изменени х) уровн входного излучени или переключени х мод генерации лазера в описанной системе-происход т необратимые срывы процесса регулировани . В результате допустимЕЛЙ диапазон флуктуации уровн мощности преобразуемого излучени , в котором осуществл етс эффективное удвоение частоты, мал, что затрудн ет создание стабильных, работающих длительное врем без дополнительдах регулировок удвоителей оптического излучени . Недостатки работы описанной сист мы обусловлены следуищими обсто тельствами: при резком к значительном изменении уровн входного оптического сигнала температура кристалла также резко измен етс особе но это каса етс . отграниченной по объему зоны синхронизма кристалла) о При этом рабоча точка на колоколообразной кривой ныходнрй характеристики бптического удвоител частоты.смещаетс от максимального значени выходной энергии. В результате в системе намечаетс тенденци к резкому падению эффективности преобразовани . Система стремитс вернуть рабочую точку в исходное состо ние с помощью изменени температуры термостата, а также воздействием электрического пол . Однако на быстрое изменение температуры зоны синхронизма кристал ла не отреагирует цепь температурной регулировки, так:как эта цепь (кристалл , температурный датчик, спираль нагревател , кристалл) принципиально инерционна. Электрическое поле систе мы в состо нии быстро скомпенсироват температурный уход рабочей точки, но амплитуда электрического напр жени , прикладываемого к кристаллу, ог раничена пробивной величиной. В результате; температурна реакци систе мы не успевает за быстрой и большой флуктуацией в цеп х регулировани , а реакци пол ограничена по величине. В этом случае происходит необрат1 а)й {с точки зрени ав тематического управлени ) срыв процесса регулировани . Цель изобретени - расширение диапазона допустиМ)1Х флуктуации уровн МОЩНОСТИ;преобразуемого излучени , в котором осуществл етс удвоение излучени с высокой эффективностью и также снижение, числа регулировок преобразовател в процессе рабдты. Цель достигаетс тем, что в удвоителе частоты лазерного излучени , со держащем термостат с помещенными, в него температурным измерительным ностом , нагревателем, нелинейным кристаллом с нанесенными на его противо положные грани, параллельные направле нию распространени преобразованного излучени , токопровод щими электродами , делительную пластинку, фотоприемник , компараторы, генератор пиЛообг разного напр жени , электронный ключ электронный фильтр, усилитель, фазочувствительный демодул тор, схему Спр млени и задержки, генератор, пер 5 вьш смеситель, интегратор, дифференциальный усилитель, соединенный входдм с измерительным мостом, а выходом с первьм входом компаратора, второй вход которого соединен с генератором пилообразного напр жени , а выход с входом электронного ключа, выход которого соединен с нагревателем тер мостата, выход фотоприемника соединен с входом электронного фильтра, выход которого соединен с входом усилител , выход усилител соединен с первым входом фазочувствительного демодул тора , второй вход которого соединен с выходом схемы спр млени и задержки, вход которого соединен с выходом генератора, вь1ход генерато ра соединен также с первым входом первого смесител , выход которого соединен с токопровод щими электродают на нелинейном кристалле, второй вход первого смесител срединен с выходом интегратора, вход которого соединен с выходом фазочувствительного демодул тора, дополнительно . ввод т второй и третий смесители, дифференцирукицую схему, первый, второй и третий ограничители, преобразователи напр жение-частота импуль-. частота иьшульсов двоичный и цифро-аналоговый преобразователь , схему поиска, при этом перш11й вход второго смесител соединен с выходом интегратора, а второй вход с выходом дифференцирующей схемы, вход которой соединен с выходом интегратора , выход второго смесител соединен с входом третьего ограничител и с входом преобразовател напр жение - частота импульсов, выход которого соединен с первым входом преобразовател частота импульсовдвоичный код, второй вход которого соединен с выходом третьего ограничител , а третий вход соединен с выходом первого ограничител , вход которого соединен с выходом фотодетектора , выход преобразовател частота импульсов - двоичный код соединен с входом цифро-аналогового преобразовател , выход которого соединен с первым входом третьего смесител ,второй вход которого соединен с выходом поиска, первый вход которой соединен с выходом первого ограничител , второй вход - с выходом интегратора , третий вход - с выходом второго ограничител , вход.которогоThe invention relates to laser technology, in particular to optical frequency converters using nonlinear crystals, with temperature control of the synchronization conditions. A frequency frequency doubler is known. This doubler contains in the feedback circuit an electric field applied to the crystal doubler of the radiation frequency, provides a stable power level of the converted radiation only with a small input of the signal power. The laser frequency doubler is also known, which contains a thermostat in which the temperature is placed measuring bridge, heater, nonlinear crystal with deposited on its opposite sides, parallel to the direction of propagation of the transformed. radiation and the current-conducting electrodes, the dividing plate, the photodetector recording the part of the converted radiation of the differential (the potential force of bodies connected by the first input to the output of the measuring bridge, to the input of which the voltage of the differential amplifier is connected to the first input of the comparator, the second input to which is connected to the first the generator, and the output - with the input of the electronic key, the output of which is connected to the heater of the thermostat, the output of the photodetector is connected to the input of the electronic filter, the output of which is via an amplifier with a first input of a phase-sensitive detector, the second input of which is connected to the output of the arrays and delays, whose input is connected to the generator output, the generator output is also connected to the first input of the First mixer, the output of which is connected to conductive electrons on a nonlinear crystal, The second input of the first mixer is fed through an amplifier from the integrator output, the input of which is connected to the output of the phase-sensitive demodulator. The described device works with small fluctuations of the input radiation power level - 1-2%. However, in practice such high stability is very difficult to achieve, it is achieved at the cost of a considerable complication of laser systems. Real fluctuations in the radiation level of domestic laser systems reach 5–10%. With such fluctuations in input radiation, the system described is unstable. Using it in these conditions, it is almost impossible to obtain the required stability of the output radiation of twice the frequency. In addition, the frequency band of the monitored fluctuations in the control circuits of the described system is not wide enough, from a practical point of view. This leads to the fact that with sharp fluctuations (jump-like changes) of the input radiation level or switching modes of laser generation in the described system, irreversible disruptions in the control process occur. As a result, the acceptable range of fluctuations in the power level of the converted radiation, in which effective frequency doubling is carried out, is small, making it difficult to create stable, long-term operation without additional adjustments of optical radiation doublers. The drawbacks of the operation of the described system are due to the following circumstances: with a sharp change in the level of the input optical signal, the crystal temperature also sharply changes, but this is particularly true. bounded by the volume of the zone of synchronism of the crystal). At the same time, the operating point on the bell-shaped curve of the characteristic characteristics of the optical frequency doubler is displaced from the maximum value of the output energy. As a result, the system tends to drastically decrease the conversion efficiency. The system tends to return the operating point to its original state by changing the temperature of the thermostat, as well as by the action of an electric field. However, the temperature control circuit does not react to the rapid change in the temperature of the zone of synchronism of the crystal, since this circuit (crystal, temperature sensor, heater coil, crystal) is essentially inertial. The electric field of the system in the state will quickly compensate for the temperature drift of the operating point, but the amplitude of the electrical voltage applied to the crystal is limited by the breakdown value. As a result; The temperature response of the system does not keep pace with the rapid and large fluctuations in the control circuits, and the field response is limited in magnitude. In this case, a non-return {from the point of view of automatic control) disrupts the regulation process. The purpose of the invention is to expand the range of tolerances) 1X fluctuations of the POWER level, convertible radiation, which doubles the radiation with high efficiency and also reduces the number of adjustments of the converter in the process of working. The goal is achieved by the fact that the laser frequency doubler contains a thermostat with a temperature measuring nozzle, a heater, a nonlinear crystal with its opposite sides, parallel to the propagation direction of the converted radiation, conductive electrodes, a separator plate, a photodetector placed in it. , comparators, piLoob generator of different voltages, electronic key, electronic filter, amplifier, phase sensitive demodulator, Arrangement and delay circuit, generator , lane 5, mixer, integrator, differential amplifier, connected to the measuring bridge, and output to the first input of the comparator, the second input of which is connected to the sawtooth generator, and output to the input of the electronic switch, the output of which is connected to the heater of the thermostat, output photodetector is connected to the input of the electronic filter, the output of which is connected to the input of the amplifier, the output of the amplifier is connected to the first input of the phase-sensitive demodulator, the second input of which is connected to the output of the circuit and a delay, whose input is connected to the generator output, the generator's input is also connected to the first input of the first mixer, the output of which is connected to conductive electrodes on a nonlinear crystal, the second input of the first mixer is connected to the output of the integrator, whose input is connected to the output of the phase-sensitive demodulator, in addition. The second and third mixers are introduced, the differential circuit, the first, second and third limiters, voltage-frequency converters, pulse-. the frequency of pulses is a binary and digital-analog converter, a search circuit, while the 11th input of the second mixer is connected to the output of the integrator, and the second input is connected to the output of the differentiating circuit whose input is connected to the output of the integrator, the output of the second mixer is connected to the input of the third limiter and to the input of the converter voltage - the frequency of the pulses, the output of which is connected to the first input of the converter; the frequency of the pulses; a binary code, the second input of which is connected to the output of the third limiter, and the third input of the with the output of the first limiter, whose input is connected to the output of the photodetector, the output of the frequency converter pulses - the binary code is connected to the input of the digital-analog converter, the output of which is connected to the first input of the third mixer, the second input of which is connected to the search output, the first input of which is connected to the output the first limiter, the second input - with the integrator output, the third input - with the output of the second limiter, the input of which
соединен с первым входом третьего смесител , выход которого соединен со вторым входом дифференциального усилител оconnected to the first input of the third mixer, the output of which is connected to the second input of the differential amplifier
На фиг о 1 дана схема оптического удвоител частоты; на фиг.2 - зависимость мезеду входными и выходными величинами отдельных элементов удвоител Fig 1 shows the optical frequency doubler circuit; figure 2 - dependence mesedu input and output values of the individual elements of the doubler
На фиго входной луч лазера 1 с оптической частотой, подлежащей удвоению , попадает на оптический нелинейный кристалл 2оFigo input laser beam 1 with an optical frequency to be doubled, falls on the optical nonlinear crystal 2o
Кристалл помещен в термостат, имеюпщй корпус 3, термоизол ционный слой 4, металлический тепловой экран 5, спираль нагревател 6, держатель кристалла 7, слюд ную прокладку 8 о На кристалл со стороны его противоположных широких граней напылены токопровод щие электроды 9, к которым подводитс электрическое |1апр жение дл образовани электрического пол в кристалле. Между держателем 7 и слюд ной прокладкой 8 размещен температурный измерительный мост 10, в плече которого установлен медный термометр сопротивлени о Выходной луч 11 содержит составл кщую удвоенной частоты, Со стороны входа и выхода крист.шла в термостате вьшолнены оптические окна 12„ Преобразованное излучение проходит через узкополосный оптический фильтр 13, вьщел ю щий удвоенную частоту Часть излучени удвоенной частоты, отразившись от полупрозрачного зеркала 14, попадает на фотодетектор 15, в котором излучение преобразуетс в электричес кий сигнал Начальна температура нагрева термостата задаетс с помощь переключател 16, соединненого с измерительным мостом 10 Сигнал разбаланса температурного моста подаетс на вход А дифференциального усилител 17, на вход Б этого усилител подаетс сигнал схемы поиска, смешанный с выходным сигналом узла тонкой температурной подстройки. Ге нератор пилообразного напр жени 18 подключен к входу Б компаратора 19 на второй вход А которого поступае сигнал с выхода усилител 17. Выходной сигнал компаратора 19 в виде импульсов управл емой длительности поступает на вход ключа 20, нагрузкой которого служит спираль нагревател 6 термостата. Управл ющее электрическое напр жение, подводимое к электродам 9 подаетс с выхода смесител 21. Это напр жение промодулировано напр жением синусоидальной формы, вырабатываемым генератором 22, выход которого соединен с входом Б смесител 21.The crystal is placed in a thermostat, housing 3, thermal insulation layer 4, metal heat shield 5, heater coil 6, crystal holder 7, mica gasket 8 o Conductive electrodes 9 are deposited on the crystal from its opposite wide faces, which are electrically connected | Conduction to form an electric field in a crystal. A temperature measuring bridge 10 is placed between the holder 7 and the mica gasket 8, in the arm of which a copper thermometer of resistance is installed. The output beam 11 contains a double frequency component. On the input and output side of the crystal pin in the thermostat are optical windows 12 a narrowband optical filter 13, imparting a double frequency; A portion of the radiation of a double frequency, reflected from a translucent mirror 14, falls on a photodetector 15, in which the radiation is converted into an electric Cue signal The initial heating temperature of the thermostat is set by the switch 16 connected to the measuring bridge 10 The signal of the unbalance of the temperature bridge is fed to the input A of the differential amplifier 17, and to the input B of this amplifier, the search circuit signal is mixed with the output signal of the fine tuning node. The generator sawtooth voltage 18 is connected to the input B of the comparator 19 to the second input A of which receives a signal from the output of the amplifier 17. The output signal of the comparator 19 in the form of pulses of controlled duration enters the input of the switch 20, the load of which is served by the thermostat heater coil 6. The control electrical voltage applied to the electrodes 9 is supplied from the output of the mixer 21. This voltage is modulated by a sinusoidal voltage produced by the generator 22, the output of which is connected to the input B of the mixer 21.
На второй вход А смесител 21 подаетс смешивающее напр жение заведомо большого уровн по сравнению с модулирующим.At the second input A of the mixer 21, a mixing voltage of a deliberately high level is applied in comparison with the modulating voltage.
Синусоидальное напр жение с выхода генератора 22 подаегс на усилитель 23, а также на схему спр млени и (регулируемой в процессе настройки удвоител ) временной задержки 24„ Сигнал модул ции выходного излучени полученный как результат воздействи синусоидального напр жени генератора 22.на электроды 9 кристалла, присутствует и на выходе фотодетектора 15. Выход фотодетектора 15 соединен с входами фильтра 25 и ограничител уровней 26 о Выходной сигнал фильтра 25, усиленный усилителем 27, поступает на вход А фазочувствительного демодул тора 28, на второй вход Б которого поступает задержанный и спр мленный на схеме 24 синусоидальный сигнал генератора 22. Последний служит дл демодул тора 28 опорным сигналом Демодул тор 28 осуществл ет анализ совпадени (или отклонени в ту или другую сторону) рабочей точки удвоител с точкой максимума его выходной характеристики. Выход фазочувствительного демодул тора 28 соединен с входом интегратора 29. Интегратор 29 формирует сигнал основного воздействи (смещак дее электрическое напр жение) на кристалл. Этот-сигнал подаетс на вход смесител 21.A sinusoidal voltage from the output of the generator 22 is fed to the amplifier 23, as well as to the timing circuit and (adjustable during the doubler setting) the time delay 24 "The output modulation signal obtained as a result of the sinusoidal voltage of the generator 22. on the electrodes 9 of the crystal, present at the output of the photodetector 15. The output of the photodetector 15 is connected to the inputs of the filter 25 and the level limiter 26 o The output signal of the filter 25, amplified by an amplifier 27, is fed to the input A of a phase-sensitive demodulator 28, n the second input B of which receives the sinusoidal signal of generator 22 delayed and chirped on the diagram 24. The latter serves as a reference signal for demodulator 28 Demodulator 28 analyzes the coincidence (or deviation to one side or the other) of the doubler operating point with the maximum point of its output characteristic . The output of the phase-sensitive demodulator 28 is connected to the input of the integrator 29. The integrator 29 generates a signal of the main action (shifting the electrical voltage) on the crystal. This signal is fed to the input of the mixer 21.
Кроме того, выход интегратора 29 соединен также с входом А смесител 30 и входом дифференцирующей схемы 31, выход которой соединен-с входом Б смесител 30. Смеситель 30 входит в узел тонкой температурной настройки (обозначено на фиг„1 пунктирной линией).In addition, the output of the integrator 29 is also connected to the input A of the mixer 30 and the input of the differentiating circuit 31, the output of which is connected to the input B of the mixer 30. The mixer 30 enters the node of the fine temperature setting (indicated in Fig. 1 by the dotted line).
Сигнал на выходе смесител 30 имеет две составл ющие: перва составл нща пропорциональна величина смещающего электрического пол , а втора его производной по времени. Выход смесител 30 соединен с входами ограничител 32 и преобразовател напр жение-частота импульсов 33. ИмпульсыThe signal at the output of the mixer 30 has two components: the first component is proportional to the magnitude of the bias electric field, and the second is its time derivative. The output of the mixer 30 is connected to the inputs of the limiter 32 and the voltage-frequency converter of the pulses 33. Pulses
Ч с выхода преобразовател 33 подаютс на вход А преобразовател часто та импульсов-двоичный код 34. На второй вход Б преобразовател 34 по даетс сигнал с выхода ограничител 32, а на третий вход В - блокирующий сигнал с выхода ограничител 26, Выход преобразвател 34 соединен с входом ци фо-аналоговогЬ преобразовател (ЦАП) 35 о С выхода ЦДЛ 35 ступенчатый сигнал, пропорциональный зафиксированному преобразователем 34 числу электрических импульсов, поступает на вход А смесител 36 и на вход о:граничител больших уровней 37. На входы схемы поиска38 поступают три сигнала:, по входу А сигнал с выхода ограничител 37, служащий командой на включение схемы поиска при достижении уровн выходного сигнала схемы тонкой температурной настройки, близкого к максимуму, по входу Б - с выхода интегратора 29 сигнал, который служит указанием.на нап (.равленце поиска при срыве процесса регулировани удвоител , по входу в jc выхода ограничител 26 сигнал,да ,Ю1ций команду на включение (или бпбк ровку ) работы схемы поиска при скачкооб разном уменьшении (увеличении) уровн выходного излучени оптического удвоител . Сигнал невыходе схемы поиска, когд она не блокирована, имеет форму линейноизмен ющегос (в сторону увеличени или уменьшени ) напр жени . Когда работа схе№1 поиска блокирована, на ее выходе удерживаетс неизме.ненный по величине уровень напр жени , соответствую 1ций моменту блокировки. Выход схемы tufin MUMtSiiry , ио1лид ,f fiai . поиска 38 соединен с входом Б смеси тел 36, Вы:4од смесител 36 соединен с входом Б усилител 17 Работа оптического удвоител частоты заключаетс в следующем. При помощи переключател 16 (фиг, 1 ),положени которого быть проградуиррваны в единицах измерени температуры (в данном слзгчае в единицах градусов с), на панели прибора устанавливают требуемую температуру начального нагрева термостата,- Эта температура может находитьс в достаточно широкой зоне (в данном случае ±10 С) от действительной температуры синхронизма кристалла, например, от , После включени электрического пита-J. нн ,прибора на вход Б усилител 17 прибора на вход Б усилител подаетс нулевой потенциал, а на вход додаетс сигнал, величина которого-пропорциональна отклонению температуры термостата от заданной с no-J мощью переключател 16. Усиленный на усилителе 17 сигнал разбаланса температурного моста 10 подаетс на вход А компаратора 19, В св зи с тей, что на вход Б компаратора 19 подаетс периодический пилообразный сигнал от генератора 18, на его выходе формируютс импульсы с частотой следовани генератора 18 ц измен емой длительностью, котора зависит от величины разбаланса температурного моста 10, Эти импульсы управл ют ключом 20, нагрузкой которого вл етс спираль нагревател 6 термостата, ерез некоторое врем после включени термостат выйдет на заданную температуру нагрева кристалла. На прот жении всего времени, пока потенциал на входе Б усилител 17 равен нулю, температура термостата будет удержи-, ватьс на заданном значении. После прогрева термостата включают входной луч лазера 1, В данном случае входной луч имеет длину волны 1,06 мкм. Он проходит через, прогретый до заданной температзфы кристалл, В кристалле происходит преобразование части энергии входного луча в энергию ниже температуры си1гхронизма Т-, при которой эффективность преобразовани кристалла максимальна, В этом случае выходной луч удвоенной частота будет иметь некоторую начальную энергию , уровень которой заведомо ниже требуемой. Выходное излучение удвоенной частоты бтфипьт , X Ровываетс оптическим фильтром 13. Часть его, отразившись от полупрозрачного зеркала 14, попадает на вход фотодетектора 15. ЕНДЦ соответствуе.т некоторому начальному напр жению с«- фиг,2б) на в 1ходе фотодетектора 15 IL . цдц, попада на вход ограничител 26, преобразуетс на его выходе в определенный уровень напр жени , который по входу в схемы поиска 38 запускает ее, а по входу В преобразовател 34 блокирует работу узла тонкой температурной настройки. Работа схемы -поиска подробно будет описананиже, отметим, что выходной сигнал схемы поиска 38, пройд че- , рез смеситель 36 попадает на вход Б дифференциального усилител 17. Возникший разбаланс на входе усилител 17 начинает увеличивать -темпера1 туру термостата, в результате чего рабоча точка оптического удвоител смещаетс по выходной характеристике (см.фиг..2а) вправо. При достижении температуры Т на выходе фотодетектора 15 установитс некоторое напр жение (напр жение захвата ,) оно вырабатывает на ограничителе 26 некоторый, отличный от начального, уровень выходного напр жени , который блокирует работу схемы поиска 38 и запускает узел тонкой температур ной подстройки. С этого момента происходит захват регулировани с помощью электрического пол в комбинации с тонкой температурной подстройкой с Происходит это следующим образом С выхода генератора 22 электрический синусоидальный сигнал (в данном случае с частотой 330 Гц) через смеситель 21 подаетс на электроды 9 Под действием переменного электричес кого пол , приложенного к кристаллу, выходной луч оптическогоудвоител частоты оказываетс промодулированным той же частотой. Эта же переменна частота в качестве составл ющей присутствует и на выходном напр жении фотодетектора 15. Она изображена .26 в виде синусоиды с началом в точке и соответствзющей температуре кристалла Т, Переменна составл юща с выхода фотодетектора 15 отфильтровываетс узкополосным фильт ром 25, усиливаетс усилителем 27 и поступает на вход А фазочувствител ного демодул тора 28, На вход Б де модул тора 28 поступает спр мпенный и задержанный на подстраиваемом элементе задержки 24 сигнал синусоидаль ного генератора 22, который дл демодул тора 28 служит опорным сигнало С помощью элемента задержки 24 устра н етс начальный сдвиг фаз между налами, поступающими на вход А и Б демодул тора 28о Указанный фазовый сдвиг необходимо устроить дл эффективной работы демодул тора 28„ Он образуетс за счет накапливани задержки при прохождении сигнала по цепи: от генератора 22 через смеситель 21, электроды 9, оптическое изл чение 11, фотодетектор 15, фильтр 25 и усилитель 27. На выходе фазового демодул тора 28 формируетс ступенчатый сигнап (см.фиг.2а,в), который принимает фиксированное значение в области выходной характеристике от 512 точки Т до T(j. Выходной сигнал демодул тора 28 интегрируетс на интеграторе 29 и поступает на смеситель 21 в виде посто нной составл ющей управл ющего напр жени подаетс на электроды 9 Это напр жение стремитс переместить рабочую точку удвоител в точку максимума его выходной характеристики при неизменной температуре кристалла (в описанном состо нии она равна Т). Одновременно выходной сигнал интегратора 29 поступает на вход А смесител 30 и на вход дифференцирующей цепи 31 о Так как выход дифференцирующей цепи соединен с входом В смесител 30, на выходе смесител 30 сигнал оказываетс пропорцио- нальным как амипитуде смещающего напр жени , так и его производной по времени Рассмотрим далее работу узла тонкой температурной подстройки. Преобразователь 33 преобразует выходное напр жение смесител 30 в частоту импульсов, которые поступают на вход А преобразовател число импульсовкод 34. Преобразователь 34 в данном случае вьтолнен в виде двоичного реверсивного счетчика со счетным входом А. По входу Б к нему подходит управл ющий сигнал на переключение пр мого счета в реверсивный и наоборот. Этот сигнал формируетс ограничителем 32. По входу в преобразовател 34 поступает уже описанньй сигнал, блокирующий (деблокирукиций) работу узла тонкой температзфной настройки от ограничител 26. В рассмтриваемом состо нии узла тонкой температурной подстройки ре- / версивный счетчик 34 по входу Б включаетс на пр мой счет импульсов, в то врем как по входу В на него поступает деблокирующий сигнал. На выходе преобразовател 34 формирует с двоичный код, значение которого .пропорционально зафиксированному счетчиком количеству импульсов. При температуре Т (см.фиг.2а) смещающее напр жение, подаваемое через смеситель 21 на электроды 9, близко к максимальному, преобразователь 33 вырабатывает импульсы также с повышенной частотой следовани , близкой к максимальной.f Преобразователь (ЦАП) 35, соединенный своим входом с выходом преобразовател 34, на каждый зафиксированный счетчиком импульс вырабатывает один квант ступенчато нарас тающего напр жени , которое, пройд по входу А смесител 36, с его выхода поступает на вход Б дифференциального усилител 17, При этом на входе Б смесител 36 зафиксировано и удерживаетс на неизменном уровне некоторое напр жение с выхода схемы поиска 38о Описанным ранее способом на каждый квант напр жени с выхода преобразовател 35 термостат повьшает свою.температуру на определенную величину Т,.котора в данном случае ориентировочно равна 0,. Максимальна частота следовани импульсов преобразовател 33 подобрана экспериментально. Она не должна быть слишком высокой с тем, чтобы термостат успел отработать каждый импульс (в данном случае она равна 0,5. Гц), В результате описанных процессов после достижени термостатом темпера туры Т, дальнейшее ее повьш1ени.е происходит порци ми за счет работы узла тонкой температурной настройки. Приращение температуры термостата сопро вождаетс уменьшением амплитуды смещ ющего напр жени . Это будет происходить до тех пор, пока температура, термостата не достигнет значени Т, а амплитуда смещакнцего напр жени ((его посто нна составл юща ) не ста не равной нулю. На прот жении всего процесса повышени температуры термостата от значени Т, до Т уровень выходной энергии излучени удвоенной частоты близок к максимальному, т.к. любое повьшение температурного возде стви на кристалл сопровождаетс ком пенсирующим воздействием на него с помощью электрического пол . При дос тижении тe mepaтypы термостата значе ни Т0 переменна составл юща на .выходе фотодетектора 15 равна кулю, напр жени на выходе усилител 27 и фазового демодул тора 28 также равны нулю (см. фиг.26,в) На выходе интегратора 29 также установитс нулевой уровень. И если . резких скачков температуры в узкой окрестности точки (Тд) не наблюдает; с , напр жение на выходе дифференцирующей схеьш 31 также будет равно Нулю. В результате этого на выходе смесител 30 также установитс нулевой выходной сигнал, а преобразователь 33 прекратит генерацию импульсов . Преобразователи 34 и 35 зафик 5 Ц )Уют свое выходное напр жение, в 1514 результате чего на выходе усилител - , 17 также установитс некотора фиксирйванна величина напр жени и температура термостата застабилизируетс в точке Т,. Узел тонкой температурной настройки при этом не отключаетс . Высокий уровень посто нной составл ющей на выходе фотодетектора 15 через ограничитель 26 продолжает удерживать по входу А в рабочем положении преобразователь 34 и блокирует схему поиска 38 по входу В. Если в окрестности точки Тд возникнут быстрые флуктуации температуры, например, за счет нестабильности входного излучени удвоител , узел тонкой настройки будет вырабатывать серии ступенек выходного напр жени за счет работы дифференцирунлцей схемы 31. Эти серии ш 1зовут упреждающие изменени температуры термостата, направленные навстречу фпуктуаци мо Если по каким-то причинам темпе ратура термостата увеличитс и приобретет значение Tj (см.фиг.2а,б), уровень выходного излучени частоты будет стремитьс к уменьшению. При смещении рабочей точки удвоител впрач во от точки максимума (в сторону перегрева ) фаза синусоидального сигнала на выходе фотодетектора 15 опрокидываетс на 180°. Это иллюстрируетс на фнг.2а и б, на примере рабочей точки, соответствующей температуре Т. При этом сигнал на выходе фазо чувствительного демодул тора 28 помен ет свою пол рность (см.фиг.Йв). На выходе интегратора 29 напр жение также изменит свою пол рность. Таким образом, управл ющее напр жение, подаваемое на злектроды 9, станет отркт цательным и будет компенсировать перегрев кристалла дл подаержани энергии выходного излучени удвоенной частоты на уровне близком к максимальному . Аналогично, как и в случае ухода рабочей точки удвоител влево от точки максимума выходной энергии, узел тонкой температурной настройки стремитс уменьшить температуру кристалла с тем, чтобы посто нна составл юща управл ющего электрического пол стала равной нулю. Происходит это следующим образом. Отрицательное напр жение с выхода интегратора 29 рмешиваетс с сигналом производной на- смесителе 30 и подаетс на преобразователь 33, В преобразователе оно выпр мIO л етс , т,е„ снова преобразуетс в положительное напр жение (выпр митель на фиго не обозначен с целью упрощени )„ На выходе преобразовател 33 образуетс сери импульсов , частота следовани которых пропорциональна величине этого напр жени о Ограничитель 32 при поступлении на него отрицательного сигнала с выхода смесител 30 вырабатывает на выходе сигнал, который по входу Б преобразовател ЗА переключает его в ревере о В результате на выходе преобразовател 35 образуетс ступенчато-убывающее напр жение, которое понижает температуру термостата„ Дл предотвращени срывов процесса управлени при достижении напр жением преобразовател 35 своего максимального минимального значени с его выхода через ограничитель 37 заведена св зь на вход А схемы поиска. Рассмотрим этотг процесс на примере максимального достижени выходного сигнала преобразователем 35. В этом случае после включени схемы поиска ее выходное напр жение увели- чиваетс по линейному закону. Это приведет к возрастанию температуры термостата в большой степени за счет схемы поиска. При этом управл ющее напр жение сначала уменьшитс , а затем помен ет свой знак. В результанте этого счетчик 34 переключаетс в реверс, происходит уменьшение значени выходного кода преобразовател 34, а также уменьшаетс величина выходного ступенчатого напр жени преобразовател 35 о Это происходит до тек пор, пока ограничитель 37 не отключит схему поиска, после чего состо ние снова застабилизируетс . Аналогичным образом процесс протекает и при достижении значени выходного напр жени преобразовател 35, близкого к минимальному. Разница состои в том, что он протекает в обратном направлении. Если срыв регулировани все же произошел (обычно он сопровож даетс резким падением выходной эне гии удвоител ), тогда рабоча точка 16 может уйти как в сторону недогрева, так и в сторону перегрева кристалла. В этбм случае в работу вступает снова схема поиска максимального значени выходной энергии. Дп определени направлени ухода рабочей точки удвоител от точки максимума выходной характеристики заведена св зь с выхода интегратора 29 на вход BV схемы поиска. Как уже указывалось, в этом случае схема поиска включаетс по сигналу, поступающему от ограничител 26о В момент возникновени этого сигнала с помощью расположенного внутри схемы поиска 38 триггера (на фиг.2 он не показан) в ней запоминаетс пол рность смещающего поп признак которого схема поиска получает повходу Б, В результате линейно измен ющеес напр жение на выходе, схема поиска 38 всегда возвращает рабочую точку в положение максимума выходной энергии. Этот же триггер перебрасьюает направление поиска на противоположное , если линейно измен ющийс сигнал в одном направлении достиг предела и точка, максимума при . этом обнаружена не была. Поэтому всегда наступает момент, когда рабоча точка выходит на максимальное значение выходного излучени и схема поиска по входу Б автоматически отключаетс . Использование изобретени обеспечивает в сравнении с известным (2) устойчивую работу удвоител в режиме номинальной выходной мощности удвоенной частоты. При 3том осуществ- л етс поиск и удержание максимума излучени второй гармоники в автомати- ческом режиме на прот жении сколь угодно большого промежутка времени. Обеспечиваетс высока стабильность (1-2%) выходной энергии преобразованного излучени при колебани х уровн входного излучени до 7% при расширенной полосе частот флуктуации. Достигнутый уровень стабильности выходного излучени в 2-3 раза вьше стабильности выходного излучени , дости гаемой существующими устройствами уд- воени оптической частоты. 34у , / , The output from the converter 33 is fed to the input A of the frequency converter of the pulses-binary code 34. The second input B of the converter 34 is given a signal from the output of the limiter 32, and to the third input B - the blocking signal from the output of the limiter 26, the input of a phi-analogue converter (DAC) 35 o From the output of the digital signaling module 35 is a step signal proportional to the number of electrical pulses recorded by the converter 34 and fed to input A of mixer 36 and to input o: a high-level limiter 37. There are three signals: On the A input, the signal from the output of the limiter 37, which serves as a command to turn on the search circuit when the output signal level of the fine temperature setting is close to maximum, to the output B on the output of the integrator 29, which serves as an indication. (. The search search error when the doubler control process is broken, the input to jc of the output of the limiter 26 signal, yes, the command to turn on (or bpbk) the search circuit operation at a stepwise decrease (increase) of the output radiation of the optical doubled it is The absent signal of the search circuit, when it is not blocked, has the shape of a linearly changing (upward or downward) voltage. When the operation of the search circuit 1 is blocked, the output level, unmeasured in magnitude, is kept at its output, corresponding to the first blocking moment. Output circuit tufin MUMtSiiry, io1lide, f fiai. Search 38 is connected to input B of the mixture of bodies 36, You: 4OD of mixer 36 is connected to input B of amplifier 17. The operation of the optical frequency doubler is as follows. Using switch 16 (FIG. 1), whose positions should be calibrated in units of temperature (in a given unit of degrees C), set the required temperature for the initial heating of the thermostat on the instrument panel. This temperature can be in a fairly wide area (in this the case of ± 10 ° C) of the actual temperature of the phase matching of the crystal, for example, from, After switching on the electrical pit-J. nn, the device at input B of amplifier 17 of the device at input B of the amplifier is supplied with zero potential, and a signal is given to the input, the value of which is proportional to the deviation of the thermostat temperature from the power given by the no-J switch 16. The signal of the unbalance of the temperature bridge 10 amplified at amplifier 17 At the input A of the comparator 19, In connection with the fact that a periodic sawtooth signal from the generator 18 is applied to the input B of the comparator 19, pulses are generated at its output with the generator frequency 18 c varying in duration, which depends on the magnitude of the unbalance of the temperature bridge 10. These pulses control the switch 20, the load of which is the spiral of the thermostat heater 6, some time after turning on the thermostat will reach the predetermined temperature of heating the crystal. During the entire time that the potential at the input B of the amplifier 17 is zero, the temperature of the thermostat will be kept at the specified value. After the thermostat is warming up, the laser input beam 1 is turned on. In this case, the input beam has a wavelength of 1.06 μm. It passes through a crystal heated to a predetermined temperature. In the crystal, a part of the energy of the input beam is converted into energy below the temperature of the synchronicity T-, at which the crystal conversion efficiency is maximum. In this case, the output beam will have a doubled frequency and some initial energy, which is obviously lower required. The output radiation of the doubled frequency BTF, X is lost by the optical filter 13. A part of it, reflected from the semi-transparent mirror 14, is fed to the input of the photodetector 15. The EEDC corresponds to some initial voltage from the FIG. 2b) to the first photodetector of the 15 IL. The CSD, arriving at the input of the limiter 26, is converted at its output to a certain voltage level, which triggers it at the input to the search circuit 38 and blocks the operation of the fine temperature setting node at the input B of the converter 34. The operation of the search circuit will be described in detail below. We note that the output signal of the search circuit 38, after passing through the mixer 36, goes to the input B of the differential amplifier 17. The resulting unbalance at the input of the amplifier 17 begins to increase — the temperature of the thermostat, resulting in an operating point the optical doubler is shifted from the output characteristic (see Fig. 2a) to the right. When the temperature T at the output of the photodetector 15 is set, a certain voltage (capture voltage) will be generated on the limiter 26 at a certain, different from the initial, level of the output voltage, which blocks the operation of the search circuit 38 and starts the node of fine temperature adjustment. From this moment on, the control is captured using an electric field in combination with a fine temperature adjustment. This happens as follows: From the generator 22 output, an electric sinusoidal signal (in this case with a frequency of 330 Hz) is fed through the mixer 21 to the electrodes 9 under the action of an alternating electric floor applied to the crystal, the output beam of the optical frequency divider is modulated by the same frequency. The same variable frequency as a component is also present at the output voltage of the photodetector 15. It is depicted .26 as a sine wave with a beginning at the point and the corresponding temperature of the crystal T, The variable component from the output of the photodetector 15 is filtered by a narrow-band filter 25, amplified by amplifier 27 and arrives at the input A of the phase-sensitive demodulator 28, the input of the B of the modulator 28 receives the signal of the sinusoidal generator 22, which is direct and delayed on the adjustable delay element 24, which for the demodulator 28 serves as a reference signal. Using the delay element 24, the initial phase shift between the currents arriving at inputs A and B of the demodulator 28o is eliminated. The specified phase shift must be arranged for the demodulator to work effectively. 28 This is due to the accumulation of a delay when the signal passes through the circuit. : from generator 22 through mixer 21, electrodes 9, optical radiation 11, photodetector 15, filter 25 and amplifier 27. At the output of phase demodulator 28 a step signal is formed (see Fig. 2a, c), which takes a fixed value Asti output characteristic 512 from point T to T (j. The output signal of demodulator 28 is integrated at integrator 29 and fed to mixer 21 as a constant component of the control voltage supplied to the electrodes 9 This voltage tends to move the doubler operating point to the maximum point of its output characteristic at a constant crystal temperature (in the described state it is equal to T). At the same time, the output signal of the integrator 29 is fed to the input A of the mixer 30 and to the input of the differentiating circuit 31o. Since the output of the differentiating circuit is connected to the input B of the mixer 30, the output of the mixer 30 is proportional to both the biased ampeeding and its derivative time Consider further the operation of the node fine temperature adjustment. Converter 33 converts the output voltage of the mixer 30 to the pulse frequency, which is fed to converter A in the number of pulses code 34. In this case, converter 34 is executed in the form of a binary reversible counter with a counting input A. On input B, the control signal for switching the output fits to it My account in reverse and vice versa. This signal is generated by the limiter 32. At the input to the converter 34, the already described signal is received, blocking (deblocking) the operation of the fine temperature control unit from the limiter 26. In the considered fine-tuning mode node, the reverse / version counter 34 at input B is switched on to the direct pulse count, while input B receives a deblocking signal. At the output of the converter, 34 generates with a binary code, the value of which is proportional to the number of pulses fixed by the counter. At temperature T (see Fig. 2a), the bias voltage applied through the mixer 21 to the electrodes 9 is close to maximum, the converter 33 produces pulses also with an increased tracking frequency close to the maximum. Converter (D / A) 35, connected by its input with the output of the converter 34, for each pulse recorded by the counter, one quantum is produced by stepwise increasing voltage, which, passing through the input A of the mixer 36, from its output goes to the input B of the differential amplifier 17, and at the input B mix 36 is fixed and held at a constant voltage level output from the search pattern 38o previously described manner for each quantum of voltage output from the converter povshaet svoyu.temperaturu thermostat 35 by a predetermined amount T, .kotora in this case roughly equal to 0 ,. The maximum pulse frequency of converter 33 is chosen experimentally. It should not be too high so that the thermostat has time to work out every pulse (in this case, it is 0.5. Hz). As a result of the described processes, after the thermostat reaches temperature T, its further increase occurs. node fine temperature settings. The temperature increment of the thermostat is accompanied by a decrease in the amplitude of the bias voltage. This will occur until the temperature, the thermostat reaches the value T, and the amplitude of the displacement voltage ((its constant component) does not become nonzero. During the whole process of increasing the temperature of the thermostat from the value T, to T the level The output energy of the doubled frequency is close to the maximum, since any increase in the temperature effect on the crystal is accompanied by a compensating effect on it by means of an electric field. When the thermostat reaches the thermostat, T0 is variable The output of the photodetector 15 is equal to Kull, the voltage at the output of the amplifier 27 and the phase demodulator 28 is also zero (see Fig. 26, c) The output of the integrator 29 will also be set to zero. does not observe the vicinity of the point (TD); c, the voltage at the output of the differentiating circuit 31 will also be equal to 0. As a result, the output signal of the mixer 30 also sets a zero output signal, and the converter 33 will stop generating pulses. The transducers 34 and 35 are fixed 5 C) Comfort your output voltage, in 1514, as a result of which, at the output of the amplifier, 17, some fixed voltage value will also be set and the thermostat temperature will stabilize at point T ,. The fine temperature setting is not turned off. The high level of the constant component at the output of the photodetector 15 continues to hold the converter 34 at the input A in the working position through the limiter 26 and blocks the search circuit 38 at the input B. If fast temperature fluctuations occur in the vicinity of the point Td, for example, due to the instability of the input radiation doubler , the fine tuning node will produce a series of output voltage steps due to the operation of the differentiation circuit of circuit 31. These series of w call for a preemptive change in the temperature of the thermostat directed towards If for some reason the temperature of the thermostat increases and becomes Tj (see Fig. 2a, b), the output level of the frequency will tend to decrease. When the working point of the doubler is shifted directly from the maximum point (in the direction of overheating), the phase of the sinusoidal signal at the output of the photodetector 15 is tilted by 180 °. This is illustrated in phn.2a and b, using the example of the operating point corresponding to temperature T. In this case, the signal at the output of the phase sensitive demodulator 28 changes its polarity (see Fig. IV). At the output of the integrator 29, the voltage will also change its polarity. Thus, the control voltage applied to the electrodes 9 will become negative and will compensate for the overheating of the crystal in order to supply the output radiation of the double frequency at a level close to the maximum. Similarly, as in the case of a doubling of the operating point to the left from the point of maximum output energy, the fine temperature setting node tends to reduce the crystal temperature so that the constant electric field component becomes zero. It happens as follows. The negative voltage from the output of the integrator 29 is mixed with the signal of the derivative of the mixer 30 and fed to the converter 33. In the converter, it is rectified, that is, the voltage is again converted into a positive voltage (the rectifier is not shown in Figo for the purpose of simplification) "At the output of converter 33 a series of pulses is formed, the frequency of which is proportional to the magnitude of this voltage. Limiter 32 when a negative signal arrives at it from the output of mixer 30, it generates a signal at the output that is input Inverter B switches it in the inverter. As a result, a step-down voltage is formed at the output of converter 35, which lowers the temperature of the thermostat. To prevent disruptions of the control process when the voltage of the converter 35 reaches its maximum minimum value, its connection through limiter 37 is connected at the entrance of a search pattern. Consider this process with an example of the maximum achievement of the output signal by the transducer 35. In this case, after switching on the search circuit, its output voltage increases linearly. This will increase the temperature of the thermostat to a large extent due to the search pattern. In this case, the control voltage will first decrease and then change its sign. As a result of this, the counter 34 switches to reverse, the output code of the converter 34 decreases, and the output step voltage of the converter 35 decreases. This happens until the limiter 37 turns off the search circuit, after which the state is again stabilized. Similarly, the process proceeds when the value of the output voltage of the converter 35 is close to the minimum. The difference is that it flows in the opposite direction. If the control failure has nevertheless occurred (usually it is accompanied by a sharp drop in the output energy of the doubler), then the operating point 16 can move both towards underheating and towards overheating of the crystal. In this case, the search for the maximum output energy comes into operation again. Dp determining the direction of departure of the working point of the doubler from the maximum point of the output characteristic is connected with the output of the integrator 29 to the input BV of the search circuit. As already mentioned, in this case, the search circuit is switched on by a signal coming from a 26 ° limiter. At the time of this signal, a trigger located in the search circuit 38 (not shown) is stored in it. receives turn B, as a result of a linearly varying voltage at the output, search circuit 38 always returns the operating point to the position of the maximum output energy. The same trigger reverses the search direction to the opposite if the linearly varying signal in one direction reaches the limit and the point, the maximum at. this was not detected. Therefore, there always comes a point when the operating point reaches the maximum value of the output radiation and the search circuit by input B is automatically turned off. The use of the invention ensures, in comparison with the known (2), stable operation of the doubler in the mode of nominal output power of double frequency. In the third mode, the maximum of the second harmonic radiation is searched for and held in an automatic mode for an arbitrarily large period of time. High stability (1-2%) of the output energy of the converted radiation is ensured with fluctuations in the input radiation level of up to 7% with an extended fluctuation frequency band. The achieved level of stability of the output radiation is 2–3 times higher than the stability of the output radiation achieved by the existing devices of the frequency of the optical frequency. 34y, /,
qbt/г. / /./.././.,/. S 6 7 3 s /oSffng/i точка ч,ХЧ (fffMI)qbt / g. / /./.././.,/. S 6 7 3 s / oSffng / i dot h, CX (fffMI)
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU813336512A SU1018515A1 (en) | 1981-09-02 | 1981-09-02 | Optical frequency doubler |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| SU813336512A SU1018515A1 (en) | 1981-09-02 | 1981-09-02 | Optical frequency doubler |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| SU1018515A1 true SU1018515A1 (en) | 1989-11-30 |
Family
ID=20976250
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| SU813336512A SU1018515A1 (en) | 1981-09-02 | 1981-09-02 | Optical frequency doubler |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| SU (1) | SU1018515A1 (en) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5151909A (en) * | 1990-10-16 | 1992-09-29 | Laserscope | Frequency doubled solid state laser having programmable pump power modes and method for controllable lasers |
| WO1997035369A1 (en) * | 1996-03-19 | 1997-09-25 | Daimler Benz Ag | Method of reducing amplitude noise of solid lasers with resonator-internal frequency doubling, and an arrangement for carrying out this method |
| RU198625U1 (en) * | 2020-03-18 | 2020-07-21 | Игорь Владимирович Мокрушин | MATRIX-TYPE THERMOSTATING DEVICE WITH CONTROLLED TEMPERATURE FIELD DISTRIBUTION FOR NONLINEAR-OPTICAL LASER FREQUENCY CONVERTERS |
| CN113933267A (en) * | 2021-11-17 | 2022-01-14 | 重庆三峡学院 | Zigzag step multimode fiber optic dual-channel SPR sensor and fabrication method thereof |
| CN119481918A (en) * | 2024-11-08 | 2025-02-18 | 北京乐博空间企业管理服务有限责任公司 | An optical frequency doubling device for laser engraving |
-
1981
- 1981-09-02 SU SU813336512A patent/SU1018515A1/en active
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| Патент ША 3524147, кл, Н 01 S 3/13, 1970. Патент СМА № 4019159, кп. Н 01 S 3/13, 1975. * |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5151909A (en) * | 1990-10-16 | 1992-09-29 | Laserscope | Frequency doubled solid state laser having programmable pump power modes and method for controllable lasers |
| WO1997035369A1 (en) * | 1996-03-19 | 1997-09-25 | Daimler Benz Ag | Method of reducing amplitude noise of solid lasers with resonator-internal frequency doubling, and an arrangement for carrying out this method |
| RU198625U1 (en) * | 2020-03-18 | 2020-07-21 | Игорь Владимирович Мокрушин | MATRIX-TYPE THERMOSTATING DEVICE WITH CONTROLLED TEMPERATURE FIELD DISTRIBUTION FOR NONLINEAR-OPTICAL LASER FREQUENCY CONVERTERS |
| CN113933267A (en) * | 2021-11-17 | 2022-01-14 | 重庆三峡学院 | Zigzag step multimode fiber optic dual-channel SPR sensor and fabrication method thereof |
| CN113933267B (en) * | 2021-11-17 | 2023-05-26 | 重庆三峡学院 | Zigzag step multimode fiber dual-channel SPR sensor and manufacturing method thereof |
| CN119481918A (en) * | 2024-11-08 | 2025-02-18 | 北京乐博空间企业管理服务有限责任公司 | An optical frequency doubling device for laser engraving |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US4510461A (en) | Phase lock loop having switchable filters and oscillators | |
| US5051880A (en) | Mixed mode regulation controller for a resonant power converter | |
| US4223207A (en) | Apparatus for controlling the power supplied to a load | |
| JPH04253023A (en) | Automatic bias controller for electric/optical modulator and control method thereof | |
| KR900007383B1 (en) | Power control circuit and method for 4-burner of electronic inductive cooker | |
| SU1018515A1 (en) | Optical frequency doubler | |
| US4325112A (en) | Counter controlled pulse width modulated inverter | |
| EP0043060B1 (en) | Electron emission regulator for an x-ray tube filament | |
| US3440517A (en) | Circuit employing silicon controlled rectifiers for regulating the rms value of an a.c. signal across a load | |
| US3254293A (en) | Electrical apparatus | |
| US4007425A (en) | Temperature sensor using pulse width modulator for duty cycle control | |
| US3932741A (en) | Circuit to reduce harmonic distortion in a triangular wave-form function generator | |
| JPS6244438B2 (en) | ||
| US4096559A (en) | Power supply circuit | |
| SU1653106A1 (en) | Method for bridge voltage inverter control | |
| SU851727A1 (en) | Discrete-action ac voltage regulator | |
| US4128869A (en) | Phase control arrangement of valve converter | |
| Lubkov et al. | A Generator of High-Voltage Bipolar Pulses | |
| SU739494A1 (en) | Temperature control system | |
| SU981959A1 (en) | Position regulator | |
| SU1394204A1 (en) | Temperature controller | |
| SU1437844A1 (en) | Pulsed voltage regulator | |
| SU995303A1 (en) | Multifunctional generator | |
| RU1798868C (en) | Method of phase shift of rectangular voltage for control over rectifier converter | |
| SU546984A1 (en) | Device for signaling a drop in a three-phase network |