He-Ne-Laser für den Einsatz in interferenzoptischen Päzisionsmesssystemen: Einsatzmöglichkeiten unstabilisierter und stabilisierter He-Ne-Laser in low-cost Interferometersystemen
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1994
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INHALTSVERZEICHNIS
II
INHALTSVERZEICHNIS
1
EINFUEHRUNG
UND
UEBERBLICK
1
2
DAS
INTERFEROMETRISCHE
MESSPRINZIP
4
2.
1
SI-METERDEFINITION
4
2.2
DIE
GRENZEN
DER
INTERFERENZOPTISCHEN
MESSTECHNIK
IN
LUFT
6
2.3
STRAHLUNGSQUELLEN
DER
INTERFERENZOPTISCHEN
MESSTECHNIK
11
3
DER
HE-NE-LASER
13
3.1
WIRKUNGSWEISE
DER
LASEROSZILLATION
-
ENTSTEHUNG
DES
LAMB-DIP
13
3.2
STRAHLEIGENSCHAFTEN
UND
POLARISATIONSRICHTUNG
DER
EMITTIERTEN
MODEN
18
3.3
DER
MODENABSTAND
EINES
HE-NE-LASERS
20
3.4
DER
ZEEMAN-EFFEKT
27
3.5
EXPERIMENTELLE
BESTIMMUNG
DES
VERSTAERKUNGSPROFILS
28
4
HE-NE-LASER
ALS
WELLENLAENGENNORMAL
DER
INTERFERENZOPTISCHEN
MESSTECHNIK
33
4.1
DIE
MITTENFREQUENZ
EINES
HE-NE-LASERS
33
4.1.1
HERSTELLUNGSBEDINGTE
EINFLUESSE
33
4.1.1.1
DER
ISOTOPE-SHIFT
DER
MITTENFREQUENZ
33
4.1.1.2
EINFLUSS
DES
LASERFUELLDRUCKES
AUF
DIE
MITTENFREQUENZ
35
4.1.2
ALTERUNGS
UND
UMWELTBEDINGTE
AENDERUNGEN
DER
MITTENFREQUENZ
35
4.1.2.1
ALTERUNGSBEDINGTE
AENDERUNGEN
35
4.1.2.2
UMWELTEINFLUESSE
UND
BETRIEBSBEDINGUNGEN
35
4.2
FREQUENZSTABILITAET
VON
UNSTABILISIERTEN
HE-NE-LASEM
36
4.2.1
DAS
EIN-FREQUENZ-INTERFEROMETER
37
4.2.2
MATHEMATISCHE
BESTIMMUNG
DES
PHASENFEHLERS
38
4.2.2.1
PHASENFEHLER
VON
I-MODEN-LASER-INTERFERENZEN
38
4.2.2.2
PHASENFEHLER
VON
MEHR-MODEN-LASER-INTERFERENZEN
39
4.2.3
RELATIVER
PHASENFEHLER
AUSGEWAEHLTER
1
UND
2-MODEN-LASER
44
4.2.3.
1
RELATIVER
PHASENFEHLER
VON
1-MODEN-LASEM
44
4.2.3.2
RELATIVER
PHASENFEHLER
VON
2-MODEN-LASEM
45
4.2.4
INTERFEROMETRISCHE
MESSUNG
DES
PHASENFEHLERS
46
4.2.5
APPIIKATIONSHINWEISE
FUER
UNSTABILISIERTE
LASER
52
4.3
DIE
GRENZEN
DER
STABILISIERUNG
BEI
BEZUG
AUF
DIE
MITTENFREQUENZ
54
5
STABILISIERUNGSVERFAHREN
FUER
HE-NE-LASER
55
5.1
INTENSITAETSSTABILISIERUNGEN
56
5.1.1
EIN-MODEN-LEISTUNGSSTABILISIERUNG
57
5.1.2
ZWEI-MODEN-VERGLEICHSVERFAHREN
58
5.2
LAMB-DIP-STABILISIERUNG
59
INHALTSVERZEICHNIS
III
5.3
ZEEMAN-STABILISIERUNG
60
5.4
STELLGLIEDER
FUER
HE-NE-INNENSPIEGELLASER
61
5.4.1
STELLGLIEDER
MIT
EINEM
GROSSEN
AUSSTEUERBEREICH
62
5.4.2
MODULATIONSSTELLGLIEDER
65
6
KOMMERZIELL
FREQUENZSTABILISIERTE
HE-NE-LASER
67
7
ENTWICKLUNG,
AUFBAU
UND
MESSTECHNISCHE
UNTERSUCHUNG
VON
STABILISIERTEN
LASERN
72
7.1
PROJEKTIERUNG
EINER
ZWEI-MODEN-FREQUENZSTABILISIERUNG
73
7.1.1
DER
MESSWANDLER
73
7.1
2
DIGITALE
STEUERUNGS
UND
REGELEINHEIT
76
7.1.3
DAS
STELLGLIED
DES
FREQUENZREGELKREISES
82
7
2
FREQUENZSTABILITAET
VON
ZWEI-MODEN-STABILISIERTEN
LASERN
84
7
2.1
ZWEI-MODEN-STABIIISIERTER
PRAEZISIONSLASER
84
7
2.2
LOW-COST
STABILISIERTER
LASER
88
7
3
DER
EINFLUSS
VON
RUECKREFLEXEN
IN
DEN
LASERRESONATOR
90
8
NEUARTIGE
STABILISIERUNGSVERFAHREN
FUER
HE-NE-LASER
93
8
1
LAMB-DIP
EINES
2-MODEN-LASERS
93
8.11
LOKALISIERUNG
DER
DIPS
-
PHYSIKALISCHE
DEUTUNG
93
8.1.2
DIE
STABILISIERUNGSEINRICHTUNG
96
8.2
STABILISIERUNG
EINES
ISOTOPENGEMISCH-LASERS
AUF
MAXIMALE
LEISTUNG
99
9
ZUSAMMENFASSUNG
101
10
ANHANG
103
10.1
MARKTUEBERSICHT
FREQUENZSTABILISIERTER
HE-NE-LASER
104
10
1.2
EIN-MODEN-LEISTUNGSSTABILISIERUNG
104
10.1
2
ZWEI-MODEN-VERGLEICHSVERFAHREN
105
10
1.3
ZEEMAN-STABILISIERUNG
107
10.2
INTENSITAETSPROFILE
VON
1
UND
2-MODEN-LASEM
108
10
2.1
INTENSITAETSPROFILE
VON
UNPOLARISIERTEN
1
UND
2-MODEN-LASEM
108
10.2.2
GESAMTINTENSITAET
EINES
POLARISIERTEN
HE-NE-LASERS
113
10
2.3
ALTERUNGSVERHALTEN
DES
INTENSITAETSPROFILS
EINES
HE-NE-LASERS
113
10.3
AUFBAU
DES
DIFFERENZFREQUENZ-MESSPLATZES
114
10
4
LINEARE
UEBERLAGERUNG
VON
SCHWINGUNGEN
117
10
5
DER
PHASENFEHLER
BEI
GROSSEN
GANGUNTERSCHIEDEN
1
19
10.5
1
BERECHNUNG
DES
PHASENFEHLERS
119
10.5
2
INTERFERENZOPTISCHE
MESSUNG
DES
PHASENFEHLERS
121
11
LITERATURVERZEICHNIS
124 |
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