[發明專利]一種三波長堿金屬蒸氣激光器

在審

• 申請號: 201711084003.8
• 申請日: 2017-11-07
• 公開（公告）號: CN107800037A
• 公開（公告）日: 2018-03-13
• 發明（設計）人: 王順艷;王浟;蔡和;安國斐;韓聚洪;張偉;余航;榮克鵬;王宏元
• 申請（專利權）人: 西南技術物理研究所
• 主分類號: H01S3/227
• 分類號: H01S3/227;H01S3/0941;H01S3/10
• 代理公司: 中國兵器工業集團公司專利中心11011
• 代理人: 劉二格

1.一種三波長堿金屬蒸氣激光器，其特征在于，包括：三套獨立的密閉堿金屬蒸氣池、溫控系統、泵浦源系統、泵浦耦合系統以及一個光學諧振腔；三個獨立的密閉堿金屬蒸氣池內分別充入固態或液態的鉀、銣和銫介質，以及預設壓強的緩沖氣體；三個獨立的溫控系統分別設置在各堿金屬蒸氣池外部，用于分別控制各堿金屬蒸氣池內的堿金屬蒸氣溫度；三個獨立的泵浦源系統由三種波長的窄線寬半導體激光器組成，各半導體激光器的輸出激光中心波長與其泵浦的堿金屬蒸氣池內堿金屬介質的吸收中心波長一一對應；泵浦耦合系統由多個聚焦透鏡、或偏振分光棱鏡、或雙波長合束器組成，用于將三束泵浦光同時耦合進三個堿金屬蒸氣池內；光學諧振腔由一個輸出耦合鏡和一個全反鏡組成，所有堿金屬蒸氣池置于光學諧振腔內部，當各堿金屬蒸氣池內的堿金屬介質受到相應泵浦光激勵后輻射出不同波長的受激光子，這些光子在光學諧振腔內來回振蕩，形成激光輸出。

2.如權利要求1所述的三波長堿金屬蒸氣激光器，其特征在于，各堿金屬蒸氣池內充入的緩沖氣體為甲烷、或乙烷、或丙烷單獨的烴類氣體，或是這些烴類氣體中的某一種與氦氣組成的混合氣體。

3.如權利要求1所述的三波長堿金屬蒸氣激光器，其特征在于，各個溫控系統均由加熱器、溫度傳感器和控制系統組成；各個溫控系統的加熱器分別套設在各堿金屬蒸氣池管腔外部，且各加熱器上開設有泵浦光透射口。

4.如權利要求1所述的三波長堿金屬蒸氣激光器，其特征在于，各窄線寬半導體激光器輸出的激光通過端面泵浦或側面泵浦方式進入其對應的堿金屬蒸氣池內。

5.如權利要求1所述的三波長堿金屬蒸氣激光器，其特征在于，所述光學諧振腔為直線型、或L型、或U型諧振腔。

6.如權利要求5所述的三波長堿金屬蒸氣激光器，其特征在于，所述光學諧振腔為U型諧振腔，三種波長的窄線寬半導體激光器中，第一窄線寬半導體激光器輸出的激光經過同軸布置的第一聚焦透鏡、第一偏振分光棱鏡耦合進入鉀堿金屬蒸氣池；第二窄線寬半導體泵浦激光器輸出的激光經過同軸布置的第二聚焦透鏡、第二偏振分光棱鏡耦合進入銣堿金屬蒸氣池；第三窄線寬半導體泵浦激光器3輸出的激光經過同軸布置的第三聚焦透鏡、第二偏振分光棱鏡耦合進入銫堿金屬蒸氣池；銫堿金屬蒸氣池位于第一偏振分光棱鏡和第二偏振分光棱鏡之間，輸出耦合鏡位于銣堿金屬蒸氣池出光側，全反鏡位于鉀堿金屬蒸氣池出光側。

7.如權利要求5所述的三波長堿金屬蒸氣激光器，其特征在于，所述光學諧振腔為L型諧振腔，三種波長的窄線寬半導體激光器中，第一窄線寬半導體激光器輸出的激光經過同軸布置的第一聚焦透鏡、第一偏振分光棱鏡耦合進入鉀堿金屬蒸氣池；第二窄線寬半導體泵浦激光器輸出的激光經過同軸布置的第二聚焦透鏡、第二偏振分光棱鏡耦合進入銣堿金屬蒸氣池；第三窄線寬半導體泵浦激光器3輸出的激光經過同軸布置的第三聚焦透鏡、第二偏振分光棱鏡耦合進入銫堿金屬蒸氣池；鉀堿金屬蒸氣池和銣堿金屬蒸氣池同軸位于第一偏振分光棱鏡、第二偏振分光棱鏡之間，輸出耦合鏡位于銫堿金屬蒸氣池出光側，全反鏡位于第一偏振分光棱鏡反光側。

8.如權利要求5所述的三波長堿金屬蒸氣激光器，其特征在于，所述光學諧振腔為U型諧振腔，三種波長的窄線寬半導體激光器中，第一窄線寬半導體激光器輸出的激光經過同軸布置的第一聚焦透鏡、第一偏振分光棱鏡耦合進入鉀堿金屬蒸氣池；第二窄線寬半導體泵浦激光器輸出的激光經過同軸布置的第二聚焦透鏡、波長合束器、第二偏振分光棱鏡耦合進入銣堿金屬蒸氣池；第三窄線寬半導體泵浦激光器3輸出的激光經過第三聚焦透鏡后由波長合束器90°轉折，再經由第二偏振分光棱鏡耦合進入銫堿金屬蒸氣池；銫堿金屬蒸氣池和銣并排同軸布置，輸出耦合鏡位于鉀堿金屬蒸氣池出光側，全反鏡位于銣堿金屬蒸氣池出光側。