[發明專利]一種長光程堿金屬蒸氣池

在審

• 申請號: 201611098750.2
• 申請日: 2016-12-04
• 公開（公告）號: CN108155549A
• 公開（公告）日: 2018-06-12
• 發明（設計）人: 李學楊;郭敬為;蓋寶棟;劉金波;蔡向龍;張百超;桑鳳亭;金玉奇
• 申請（專利權）人: 中國科學院大連化學物理研究所
• 主分類號: H01S3/08
• 分類號: H01S3/08;H01S3/094
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 馬馳

藍光激光器在軍事、存儲、顯示、通訊等領域具有巨大的應用潛力，通過納秒脈沖近紅外光泵浦堿金屬銣蒸氣可以實現420和421nm藍光激光的輸出。本發明的設計思路是利用鍍金屬的高反射膜使得泵浦光在蒸氣池中多次折返從而大大增加了對銣蒸氣的泵浦光程，進而實現提高藍光激光輸出效率，縮短蒸氣池長度的目的。本設計可以縮小光泵浦銣蒸氣藍光激光體系的體積，拓展其應用范圍。

技術領域

本發明是一種新型的長光程堿金屬蒸氣池，它是利用鍍有高反射率銀膜的反射面實現泵浦光在蒸氣池中的折返傳播從而增大泵浦光與銣蒸氣原子接觸的光程，進而增大激發態能級的放大自發輻射，最終實現提高藍光激光的產生效率，并且有效縮小激光體系的體積的目的。該發明設計是一種高效的藍光激光發生裝置。

背景技術

藍光激光器在軍事、存儲、顯示、通訊等領域具有巨大的應用潛力。由于堿金屬原子獨特的能級結構以及較高的量子效率、蒸氣介質具有流動散熱等特性而使其可能在藍光激光器的研究中具有重要的應用，引起科研工作者的廣泛關注與探索。

在納秒脈沖近紅外光泵浦堿金屬銣蒸氣產生藍光激光的過程中，實驗發現通過增加泵浦光與銣蒸氣的接觸光程可以有效的提高激發能級的放大自發輻射過程進而提高藍光激光的產生效率，而目前的堿金屬蒸氣激光體系多采用提高加熱溫度，增大蒸氣濃度以及增加蒸氣池體積的方法來提高藍光激光的產生效率，這就會存在增大實驗難度和安全隱患、提高設備成本和加大激光體系的體積等問題。

本發明設計的思路是利用在堿金屬蒸氣池兩端鍍高反射金屬膜的方法提高泵浦光在蒸氣池中的光程，促進放大自發輻射過程的進行，進而提高藍光激光的產生效率。

發明內容

本發明的實用性是泵浦光能夠利用該裝置實現對堿金屬蒸氣原子的長光程泵浦，最終提高藍光激光的產生效率。

其過程是：泵浦光通過堿金屬蒸氣池以與池身成微小的傾角入射到出射透明窗口的高反射金屬膜上之后，經反射后再次通過蒸氣池入射到入射透明窗口的高反射金屬膜上，如此循環數次，最終經入射透明窗口高反射金屬膜反射后從出射透明窗口射出出射激光。

本發明的技術解決方案如下：

一種長光程堿金屬蒸氣池，包括一內部充填有堿金屬蒸氣的密閉容器；于容器的左右二端分別設有透明窗口，于容器內部的左右二端分別設有反射鏡，泵浦光經右端透明窗口進入容器，于左右二端的反射鏡之間往復反射后由左端透明窗口輸出；

或，于容器的右端設有透明窗口，于容器內部的左右二端分別設有反射鏡或于容器內部的左端設有反射鏡，泵浦光經右端透明窗口進入容器，于左端的反射鏡反射后或于左右二端的反射鏡之間往復反射后由右端透明窗口輸出。所述反射鏡為于容器內部的透明窗口或容器內壁面上鍍有高反射膜的區域構成。

鍍制的高反射膜對泵浦光、放大自發輻射光和藍光激光的反射率T≥95％。反射鏡為平面反射鏡，反射鏡與透明窗口平行設置。

反射鏡的面積大小可根據所要求的應用條件和蒸氣池中的光程數決定，泵浦光在長光程堿金屬蒸氣池內經過的光程數越多，反射鏡的面積越大；左右二端的反射鏡應以所述長光程堿金屬蒸氣池的幾何中心為對稱中心，中心對稱設置。

泵浦光從透明窗口射入并與容器內、光軸與反射鏡反射面間成90-θ的夾角，于容器的左右二端往復后出射激光，一般取值0.1度≤θ≤10度。

于容器的左右二端分別設有相對應的透明窗口，于容器內部的左端上部設有反射鏡或鍍有高反射膜形成反射鏡、右端下部設有反射鏡或鍍有高反射膜形成反射鏡，泵浦光經右端透明窗口進入容器，照射至左端反射鏡上、經左端反射鏡反射至右端反射鏡上，光于左端反射鏡反射和右端反射鏡之間經0次或1次以上往復，最后經右端反射鏡反射后由左端透明窗口輸出。

附圖說明

圖1結構示意圖之一,其中的器件名稱如下：