[實用新型]一種固體和頻鈉導星光譜連續激光輸出裝置

有效

• 申請號: 201820103670.X
• 申請日: 2018-01-22
• 公開（公告）號: CN207946631U
• 公開（公告）日: 2018-10-09
• 發明（設計）人: 陳小明;張雷;魯燕華;許夏飛;任懷瑾;胡浩;童立新;龐毓;萬敏;石勇;劉芳
• 申請（專利權）人: 中國工程物理研究院應用電子學研究所
• 主分類號: G02F1/35
• 分類號: G02F1/35;G02B27/10;G02F1/355
• 代理公司: 北京同輝知識產權代理事務所(普通合伙) 11357
• 代理人: 張明利

本實用新型涉及一種固體和頻鈉導星光譜連續激光輸出裝置，屬于激光和天文自適應光學技術領域，包括固體1064nm基頻激光器、固體1319nm基頻激光器、平面高反鏡、合束鏡、會聚球透鏡、和頻晶體、準直球透鏡和分束鏡，本實用新型采用固體1064nm基頻激光器和固體1319nm基頻激光器非線性和頻產生589nm和頻激光，同時，固體1064nm基頻激光器和固體1319nm基頻激光器中至少一者輸出聲光移頻反饋光譜連續激光，促使589nm和頻激光為光譜連續和頻激光，能夠充分激發利用所有速率的大氣層鈉原子，實現高亮度、高效鈉導星回光，滿足天文自適應光學以及白光原子冷卻、氣體探測等應用，此外，整個裝置簡單緊湊，體積小，維護方便。

技術領域

本實用新型屬于激光和天文自適應光學技術領域，具體地說涉及一種固體和頻鈉導星光譜連續激光輸出裝置。

背景技術

隨著激光技術的發展，從20世紀80年代以來，世界地基天文望遠鏡開始走向自適應光學望遠鏡時代。望遠鏡自適應光學校正需以觀測目標附近的亮星作為導引星來獲取大氣造成的波前畸變信息，再通過實時反饋控制變形鏡補償該波前畸變，從而實現對導引星附近被觀測目標的高分辨成像。激光導引星技術最早由美國提出，即利用高功率激光在大氣層上方產生高亮度的人造導引星，從而實現對全天區目標的校正。海撥80～100km大氣電離層中存在豐富的鈉原子，采用589nm波長黃激光共振激發這些鈉原子可產生強的背向熒光輻射，稱為激光鈉導星。鈉導星生成高度高(已接近大氣頂層)、亮度高，對全程大氣造成的波前畸變都能很好校正，使望遠鏡實現近衍射極限的高分辨率。因此，激光鈉導星系統成為自適應光學望遠鏡的核心器件。而作為激光鈉導星系統的關鍵-高功率窄線寬鈉導星激光器成為國內外研究的熱點。

激光鈉導星最常用的激發波長是鈉原子的D₂譜線，其中又以吸收截面較強的超精細D_2a線(589.159nm)為最佳，其次為D_2b線(589.157nm)，呈現“雙峰”連續光譜結構。發展至今，高功率窄線寬589nm鈉導星激光的實現途徑主要有染料激光直接產生、固體激光非線性頻率變換和光纖激光非線性頻率變換方法，其又分為連續波、連續鎖模皮秒脈沖、微秒脈沖、宏微脈沖、納秒脈沖等多種工作體制。而由于鈉原子的吸收是非線性的、易產生飽和效應(D₂線飽和光強約95.4W/m²)，要求激光峰值功率密度不可太高，以連續波和微秒脈沖工作體制回光效率最佳。但是，在實際應用中，受傳統激光器的離散縱模光譜特征的影響，高功率窄線寬鈉導星激光只能共振激發很少一部分速率的大氣層鈉原子，產生的熒光回光效率依然受到飽和效應的制約、回光效率低。

實用新型內容

針對現有技術的種種不足，為了解決上述問題，現提出一種固體和頻鈉導星光譜連續激光輸出裝置。

為實現上述目的，本實用新型提供如下技術方案：

一種固體和頻鈉導星光譜連續激光輸出裝置，包括基頻激光輸出方向平行的固體1064nm基頻激光器和固體1319nm基頻激光器，且固體1064nm基頻激光器和/或固體1319nm基頻激光器輸出聲光移頻反饋光譜連續激光；

還包括平面高反鏡、合束鏡、會聚球透鏡、和頻晶體、準直球透鏡和分束鏡，所述合束鏡、會聚球透鏡、和頻晶體、準直球透鏡和分束鏡的中心均位于固體1064nm基頻激光器輸出的1064nm基頻激光的傳輸光路上且沿著1064nm基頻激光的傳輸方向依次設置，所述平面高反鏡的鏡面中心位于固體1319nm基頻激光器輸出的1319nm基頻激光的傳輸光路上，且其鏡面與1319nm基頻激光的傳輸光路的夾角為45°，所述合束鏡與平面高反鏡平行設置，用于將1064nm基頻激光和1319nm基頻激光合束形成1064nm和1319nm基頻激光。

進一步，所述固體1064nm基頻激光器和固體1319nm基頻激光器均輸出線偏振窄線寬基頻激光。

進一步，所述平面高反鏡的前鏡面鍍有1319nm高反膜，其后鏡面鍍有1319nm增透膜。