[發(fā)明專利]一種和頻鈉信標激光器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410539472.4
• 申請日: 2014-10-13
• 公開（公告）號: CN104269731A
• 公開（公告）日: 2015-01-07
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 彭欽軍;薄勇;許祖彥;宗楠;申玉;左軍衛(wèi)
• 申請（專利權(quán)）人: 中國科學(xué)院理化技術(shù)研究所
• 主分類號: H01S3/13
• 分類號: H01S3/13
• 代理公司: 北京方安思達知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11472
• 代理人: 王宇楊;王敬波

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及全固態(tài)激光器領(lǐng)域，尤其涉及和頻鈉信標激光器。

背景技術(shù)

鈉信標激光器用來激發(fā)海拔80-105km大氣電離層中的鈉原子，產(chǎn)生高亮度的鈉導(dǎo)引星，以之作為信標源獲取光通過大氣產(chǎn)生的波前畸變信息，再利用自適應(yīng)光學(xué)技術(shù)校正大氣擾動，可以極大地提高地基光學(xué)望遠鏡的分辨率，達到近衍射極限，這對于天文觀測與空間目標探測等具有重要意義。

鈉信標激光器的技術(shù)難點在于須與大氣電離層中的鈉原子共振并實現(xiàn)高亮度，為此對其幾乎所有性能指標都提出了嚴格要求，如極窄線寬(小于大氣電離層中鈉原子D2譜線寬度1.2GHz)、高平均功率、高光束質(zhì)量、波長精確鎖定在鈉D2線、高偏振度等，是目前激光技術(shù)研究的國際熱點和難點之一。

全固態(tài)激光器、和頻鈉信標激光器為鈉信標激光技術(shù)的重要研究方向。為滿足應(yīng)用需求，鈉信標激光系統(tǒng)研制的技術(shù)難度非常大，對和頻激光鈉信標系統(tǒng)中1064nm基頻激光激光子系統(tǒng)、1319nm基頻激光激光子系統(tǒng)、和頻子系統(tǒng)、及頻率控制系統(tǒng)提出巨大挑戰(zhàn)。其中，高功率高光束質(zhì)量激光輸出、以及頻率及其穩(wěn)定性高精度控制為和頻鈉信標激光技術(shù)亟待解決的核心問題；高功率高光束質(zhì)量激光輸出技術(shù)難點在于：1064nm激光子系統(tǒng)以及1319nm激光子系統(tǒng)激光功率及光束質(zhì)量提高，相比于1064nm激光，1319nm激光量子效率低，熱效應(yīng)嚴重，且發(fā)射截面較小，因此1319nm激光子系統(tǒng)功率提高以及高穩(wěn)定性頻率控制更加困難。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的鈉信標激光器的缺陷，從而提供一種具有較高選頻、穩(wěn)頻能力的鈉信標激光器。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了一種和頻鈉信標激光器，包括：1064nm基頻激光子系統(tǒng)、1319nm基頻激光子系統(tǒng)、和頻子系統(tǒng)以及頻率控制子系統(tǒng)；其中，

所述1064nm基頻激光子系統(tǒng)發(fā)射波長為1064nm的基頻激光并對該基頻激光做功率放大，所述1319nm基頻激光子系統(tǒng)發(fā)射波長為1319nm的基頻激光并對該基頻激光做功率放大；放大后的1064nm基頻激光與1319nm基頻激光在和頻子系統(tǒng)中進行非線性頻率變換，產(chǎn)生波長為589nm的鈉信標激光；所述頻率控制子系統(tǒng)實時監(jiān)測波長為589nm的鈉信標激光的中心頻率以及頻譜，并對1064nm基頻激光子系統(tǒng)或者1319nm基頻激光子系統(tǒng)進行反饋式頻率控制，使得和頻后的589nm鈉信標激光對準鈉原子D2a與D2b雙峰譜線；

所述1064nm基頻激光子系統(tǒng)包括：1064nm基頻激光振蕩器、1064nm基頻激光放大器以及1064nm激光精密波長線寬調(diào)控器；所述1064nm激光精密波長線寬調(diào)控器位于所述1064nm基頻激光振蕩器內(nèi)，對1064nm基頻激光振蕩器所產(chǎn)生的激光做頻率選擇與頻率穩(wěn)定性控制，以生成高光束質(zhì)量、窄線寬的1064nm種子激光，所述1064nm基頻激光放大器對1064nm種子激光做功率放大；

所述1319nm基頻激光子系統(tǒng)包括：1319nm基頻激光振蕩器、1319nm基頻激光放大器以及1319nm激光精密波長線寬調(diào)控器；所述1319nm激光精密波長線寬調(diào)控器位于所述1319nm基頻激光振蕩器內(nèi)，對1319nm基頻激光振蕩器所產(chǎn)生的激光做頻率選擇與頻率穩(wěn)定性控制，以生成高光束質(zhì)量、窄線寬的1319nm種子激光，1319nm基頻激光放大器對1319nm種子激光做功率放大。

上述技術(shù)方案中，所述1064nm激光精密波長線寬調(diào)控器對1064nm基頻激光振蕩器所發(fā)出的激光具有小于0.001ppm的超低損耗系數(shù)與選頻能力優(yōu)于1.5GHz的高精度選頻穩(wěn)頻能力；所述1319nm激光精密波長線寬調(diào)控器對1319nm基頻激光振蕩器所發(fā)出的激光具有小于0.001ppm的超低損耗系數(shù)與選頻能力優(yōu)于600MHz的高精度選頻穩(wěn)頻能力。

上述技術(shù)方案中，所述1064nm基頻激光振蕩器進一步包括激光諧振腔、激光增益介質(zhì)，所述激光增益介質(zhì)置于所述激光諧振腔內(nèi)，在泵浦條件下，形成1064nm激光振蕩；所述1064nm基頻激光放大器進一步包括：用于對1064nm種子激光的模式進行控制及優(yōu)化的1064nm激光模式控制系統(tǒng)、用于對模式優(yōu)化后的1064nm種子激光進行功率放大的1064nm功率放大模塊；