Нелинейные эффекты в активной среде лазеров и измерение малых перемещений

Abstract

Рассмотрен лазерный детектор перемещений — двухмодовый лазер со сложным резонатором, оптические элементы которого размещены на пробных телах. Показано, что высокая чувствительность прибора (~10¹² Гц/см) обусловлена лэмбовским эффектом нелинейного "выталкивания" частоты лазерного излучения. Получено выражение для аппаратной функции лазерного детектора, зависящее от параметров лазерного резонатора и активной среды. Рассматривается задача обнаружения сигнала, связанного с относительным смещением пробных тел, на фоне шумов, обусловленных нестабильностью лазерной накачки. Переход к частотным измерениям, осуществляемый с помощью лазерного детектора перемещений, позволяет существенно увеличить разрешение абсолютных смещений пробных тел по сравнению с интерферометрами перемещений при тех же требованиях к оптическим элементам и стабильности лазерной накачки.