Лазерный мир

П. Джиакомо // Квантовая электроника, 3:4 (1976), 879–885 [Sov J Quantum Electron, 6:4 (1976), 477–480]

Аннотация: Рассмотрены различные аспекты использования лазеров в метрологии. Основные достоинства лазеров – высокая интенсивность, высокая пространственная и временная когерентность, главный недостаток – малая долговременная стабильность. Рассмотрены методы стабилизации частоты лазера, применения лазеров в качестве стандартов частоты и длины, установки для измерения длины, силы тяжести и емкости.

Сразу же после своего появления лазеры привлекли внимание метрологов. Причиной этого были три основных свойства лазеров: 1) высокая интенсивность, означающая лучшее отношение сигнал — шум или меньшую длительность измерений (последнее важно не только для промышленных, но и для чисто метрологических измерений, где уход частоты за время измерения ограничивает точность); 2) пространственная когерентность, что делает лазеры наилучшим приближением к точечному источнику; 3) временная когерентность, обеспечивающая узкую спектральную полосу источника, или монохроматичность. Последние два свойства позволяют наблюдать интерференцию от одного источника почти между любыми частями лазерного луча и при любой разности хода, а также биения между двумя различными лазерами. Легкость, с которой удается наблюдать интерференцию лазерных лучей, иногда оборачивается трудностью—необходимостью бороться с паразитными (рассеянными или отраженными) лучами. Все упомянутые свойства были хорошо известны и широко использовались в радиочастотном диапазоне. Создание лазеров открыло для этой техники и оптический диапазон. Однако эти достоинства лазеров в значительной мере обесцениваются одним их недостатком — плохой долговременной стабильностью. Частота генерации лазера соответствует частотам мод резонатора, которые определяются оптическими размерами последнего. Поскольку резонатор включает в себя сильно возбужденную активную среду, его оптическая длина не может быть очень стабильной. Некоторого улучшения можно достигнуть, используя в качестве резонатора массивные объемные структуры.

Большим шагом вперед явилось также использование подстройки частоты лазера к какой-либо спектральной линии, используемой как репер.

Полное содержание статьи: http://www.mathnet.ru/links/c5703bab1062502a95c641071df16fc6/qe11184.pdf