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安定化HeNe レーザーについて

CVIメレスグリオの安定化HeNeレーザーシステムは、計測、干渉計、及び表面検査のような、単一で不変の周波数を必要とする用途に最適な製品です。これらの単一縦モードのシステムは、キロメーターに及ぶコヒーレント長を持ち、長時間にわたる非常に優れたパワー安定性を示します。これにより、高い精度と繰り返し精度を持つ測定が、優れた分解能で可能となります。出力ビームは、光ファイバー及びダイオードレーザーのテストを行なう際の、安価で信頼性の高いキャリブレーション用の参照光となり、また非常に低ノイズで単一周波数の光源となります。

周波数安定度は、1 MHz （473.61254THz において）
パワー変動は、＜±0.2 ％（8 時間において）
消光比は、＞5000 ：1

周波数安定化の方法

CVIメレスグリオの安定化HeNeレーザーシステムに使用されているレーザーは、直交する偏光方向を有する２本の縦モードを発振します（下の図を参照）。レーザーキャビティの長さの変化に伴い、モードはゲインカーブ上を移動し、周波数と強度の双方が変動します。２つのモードは、その偏光成分により２つのビームに分離され、強度を電気的に比較します。キャビティ長は、モード間の関係が適切に保持されるよう調整されます。システムからは、この内の１つのビームのみを発振します。周波数の安定化は一般的に、コンパリソン方式とスロープ方式の２つの異なる方式が採用されています。

コンパリソン方式では、直行する偏光を有する２本のビーム強度の比が測定され、これが一定に保たれます。この比は、出力パワーとは関係なく、ビームの出力周波数を正確に特定します。

スロープ方式では、出力ビームの強度のみがモニターされ、フィードバックループはパワーを一定に保つようにキャビティ長を調整します。レーザーゲインカーブが急な傾斜を持つことにより、周波数の変動は、出力パワーに対して直接的かつ著しい変化を引き起こします。従って、出力パワーを一定に保つようレーザーキャビティ長を調整することにより、周波数を一定に保持します。

レーザーの強度と周波数は密接に関係しており、これらは上記のいずれかの安定化手法を用いることにより安定させることができます。それにもかかわらず発振周波数の変動は、出力パワーの変化を常にもたらし、出力パワーを変化させることは、周波数の変動をもたらします。

コンパリソン方式は、もっとも正確な周波数コントロールの方式です。これは２つのモードの強度を測定し、基本的に変化しないゲインカーブのピーク近辺に、これらのモードを正確にセンタリングします。周波数は、老朽化その他の要因により起こる長期間のパワードリフトの影響を受けません。一方、慎重に簡素化された周波数コントロール回路を持つスロープ方式により、コンパクトなシステムが可能となり、安定化回路内蔵型のレーザーシステムに採用されています。短期間及び中期間の場合には、双方の方式共に同等の安定性を示します。しかしながら長期間（年月）での周波数ドリフトが特に重要である場合には、コンパリソン方式が最も適しています。

HeNeゲインカーブの、直行する偏光面をもつ2つのモード