[實用新型]一種窄線寬可調諧半導體縱向單端泵浦銣蒸氣激光光路系統

有效

• 申請號: 201220697904.0
• 申請日: 2012-12-17
• 公開（公告）號: CN203014157U
• 公開（公告）日: 2013-06-19
• 發明（設計）人: 楊靜;潘佰良;沈炳林;楊亞男;羅靜波;錢愛青
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: H01S3/0941
• 分類號: H01S3/0941;H01S3/081;H01S3/22;H01S3/13
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 林懷禹

技術領域

本實用新型涉及一種銣蒸氣激光光路系統，尤其是涉及一種窄線寬可調諧半導體縱向單端泵浦銣蒸氣激光光路系統。

背景技術

半導體激光泵浦堿金屬蒸氣激光DPALs(diode-pumped?alkali?vopor?lasers)?是具有高光束質量的高效高功率近紅外激光輸出的新型激光器件，這些近紅外激光在激光冷卻、定向能量傳輸、材料處理等方面有廣泛的應用前景，近些年來引起了研究人員的極大興趣和深入研究，并取得了重大進展。為了獲得穩定高效的銣蒸氣激光輸出，除需要達到泵浦閾值功率和閾值溫度外，還需要滿足以下條件：一是要有波長與銣原子D2吸收線中心波長吻合的泵浦光，將銣原子從基態泵浦到吸收線上能級，并且需要泵浦源的輸出波長無漂移無跳模；?二是需要將被泵浦到吸收線上能級的銣原子快速弛豫到激光上能級，以抑制吸收線上能級到基態的自發輻射，當原子在激光上能級聚集到一定程度后，在激光上能級和基態間形成粒子數反轉，產生受激輻射，進而產生銣蒸氣激光；三是要有提供激光振蕩的諧振腔，若是使用穩定腔，則腔鏡必須保持良好的同軸，并要求腔模和耦合到銣池中的泵浦光束有良好的模式匹配；四是有精確的銣蒸氣池溫度控制，溫度控制有兩個側重點，其一是溫度不能超過130℃，防止銣原子與緩沖氣體的化學反應產生，其二是蒸氣池窗口溫度要比其中間溫度高5℃，避免銣蒸氣在窗口的沉積。這些條件的滿足是制約半導體泵浦銣蒸氣激光出光及穩定輸出的技術難題。

發明內容

為解決背景技術中存在的問題，本實用新型的目的在于提供一種窄線寬可調諧半導體縱向單端泵浦銣蒸氣激光光路系統，該系統使用窄線寬可調諧的泵浦光源，將種子激光的波長精確調至銣原子的吸收中心波長780.24nm，調波長時盡量鎖定電流模塊，這樣便于泵浦光的穩定輸出；在銣池內充入600Torr的乙烷氣體，增加銣原子從泵浦上能級到激光上能級的弛豫速率；通過在凹面全反鏡與控溫箱間加入1/4波片，將凹面全反鏡與平面輸出耦合鏡精確調至同軸，構成穩定的平凹諧振腔；使用可控的溫度控制方法，使銣蒸氣池窗口的溫度高于其中間5度，避免了銣蒸氣在窗口的沉積。

本實用新型解決其技術問題所采用的技術方案是：

ECL801型窄線寬半導體激光器發出的種子激光依次經第一隔離器、第一平面全反鏡、第一半波片、第二平面全反鏡后通過TAL100型半導體激光放大器放大入射至第二隔離器后，再經第二半波片、聚焦透鏡、偏振分束鏡至溫控箱中的銣蒸氣池，銣蒸氣池中的基態銣原子吸收泵浦光后被激發到泵浦上能級，再與銣蒸氣池中的乙烷碰撞被轉移到激光上能級，產生銣蒸氣激光，未被吸收的泵浦光與產生的銣蒸氣激光傳輸至凹面全反鏡后，經銣蒸氣池被反射至偏振分束鏡的光被分為兩路，一路為被反射的水平偏振的泵浦光，透過偏振分束鏡依次經聚焦透鏡、第二半波片傳輸至第二隔離器處被隔離，另一路是被反射的垂直偏振的銣蒸氣激光，經偏振分束鏡被反射至反射率為22%的平面輸出耦合鏡后至功率計以探測銣蒸氣激光功率，或放置光纖光譜儀以探測銣蒸氣激光光譜；在同一直線上的各光學元件的中心在同一光軸上。

所述ECL801型Littrow?結構外腔半導體激光器輸出波長可調諧、線寬小于1MHz的種子激光，通過調節半導體激光電源中的壓電陶瓷驅動模塊，將種子激光的波長調至銣原子的吸收中心波長780.24nm，出射種子激光的偏振狀態為水平偏振；種子激光水平出射后進TAL100型半導體激光放大器進行功率放大，通過調節激光放大器的工作電流調節輸出泵浦光功率。

所述第一平面全反鏡與第二平面全反鏡垂直，調整第一隔離器和第二隔離器的角度使隔離度>60?dB；聚焦透鏡的焦距為15cm。

所述銣蒸氣池置于溫控箱內，銣蒸氣池中心置于聚焦透鏡的焦點處。

所述銣蒸氣池內充有600Torr的乙烷氣體；凹面全反鏡與平面輸出耦合鏡構成“L”型平凹諧振腔，平凹諧振腔“L”的長度小于凹面全反鏡的焦距50cm。

本實用新型具有的有益效果是：

本實用新型使用窄線寬可調諧的泵浦光源，將其波長調至銣蒸氣吸收線的中心波長，使銣蒸氣對泵浦光的單程吸收高達97%。在銣池內充入600Torr的乙烷氣體，增加銣原子從泵浦上能級到激光上能級的弛豫速率，保障了銣蒸氣激光產生的條件。通過在凹面全反鏡與控溫箱間加入1/4波片，將凹面全反鏡與平面輸出耦合鏡精確調至同軸，構成穩定的平凹諧振腔。使用可控的溫度控制方法，使銣蒸氣池窗口的溫度高于其中間5度，避免了銣蒸氣在窗口的沉積，在保持最小功率損耗的同時延長了銣池的使用壽命，保證了激光的穩定輸出。

附圖說明

附圖是本實用新型的光路圖。