[發明專利]一種鈉導星激光器

在審

• 申請號: 202310405323.8
• 申請日: 2023-04-17
• 公開（公告）號: CN116435863A
• 公開（公告）日: 2023-07-14
• 發明（設計）人: 楊學宗;劉雨萱;孫玉祥;李牧野;馮衍
• 申請（專利權）人: 國科大杭州高等研究院
• 主分類號: H01S3/30
• 分類號: H01S3/30;H01S3/109;H01S3/094
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 李林娟

1.一種鈉導星激光器，其特征在于，所述激光器包括：1092nm光纖激光泵浦源、第一空間光隔離器、倍頻模塊、第二空間光隔離器、金剛石拉曼諧振模塊、輸出激光調制模塊和溫控模塊；

所述1092nm光纖激光泵浦源經第一空間光隔離器后，注入倍頻模塊獲得546nm激光；通過第二空間光隔離器后注入金剛石拉曼諧振腔模塊，實現單頻589nm激光輸出，再經過輸出激光調制模塊后，將線偏振589nm激光變為圓偏振，并對單頻589nm激光光譜線寬進行展寬，實現匹配鈉原子吸收譜線寬的589nm激光輸出；溫控模塊用于調節和穩定金剛石晶體和倍頻晶體的工作溫度。

2.根據權利要求1所述的一種鈉導星激光器，其特征在于，所述1092nm光纖激光泵浦源包括：

第一1092nm連續波窄線寬種子源為低功率窄線寬激光器，光譜寬度小于45GHz；第一光纖隔離器用于隔離后向回光；第一摻鐿光纖激光放大器、第二摻鐿光纖激光放大器和第三摻鐿光纖激光放大器分別由第一驅動電源、第二驅動電源和第三驅動電源對其激光二極管進行供電；第一驅動電源、第二驅動電源和第三驅動電源由時序控制單元控制供電時序，進行連續或微秒脈沖形式的同步供電；實現連續或微秒脈沖形式的、光譜線寬小于45GHz的1092nm泵浦光輸出。

3.根據權利要求1所述的一種鈉導星激光器，其特征在于，所述1092nm光纖激光泵浦源包括：

第二1092nm連續波窄線寬種子源為低功率窄線寬激光器，光譜寬度小于45GHz；第二光纖隔離器用于隔離后向回光；高功率1042nm微秒脈沖或連續運轉的摻鐿光纖激光器作為1092nm種子激光的拉曼泵浦源，與1092nm種子激光共同通過第一光纖波分復用器進入拉曼光纖，在拉曼光纖中通過1042nm激光在光纖中的一階受激拉曼散射效應放大1092nm激光；再通過第二光纖波分復用器，將放大后的1092nm激光和剩余的未轉化的1042nm激光分開。

4.根據權利要求1所述的一種鈉導星激光器，其特征在于，所述倍頻模塊可為單通倍頻或諧振倍頻，

所述單通倍頻的倍頻模塊包括：第一聚焦鏡將1092nm泵浦光聚焦在倍頻晶體的中心位置，利用倍頻晶體產生546nm的倍頻光后，使用分色鏡分離未完全轉換的泵浦光和產生的倍頻光，最后經第一準直透鏡對輸出光做準直處理；

所述諧振倍頻的倍頻模塊包括：第一反射鏡、第二反射鏡、第三反射鏡和第四反射鏡組成倍頻諧振腔，由第一反射鏡注入的1092nm泵浦光在腔內諧振，第二倍頻晶體放置在第三反射鏡和第四反射鏡的中心位置用于產生546nm的倍頻光后經由第四反射鏡輸出。

5.根據權利要求1所述的一種鈉導星激光器，其特征在于，所述金剛石晶體拉曼諧振模塊為線性諧振腔結構或V型諧振腔結構；

所述線性諧振腔結構包括：經所述倍頻模塊產生的546nm激光經第一輸入鏡注入金剛石拉曼諧振腔，依次經第一金剛石晶體和倍頻晶體后在由第一輸入鏡和第一輸出鏡組成的諧振腔內振蕩并由第一輸出鏡輸出589nm激光；利用金剛石晶體受激拉曼散射過程的無空間燒孔效應和腔內倍頻的縱模模式競爭效應，輸出的589nm激光為單縱模運轉；

所述V型諧振腔結構包括：經所述倍頻模塊產生的546nm激光經第二輸入鏡注入由第二輸入鏡、第五反射鏡和第二輸出鏡構成的金剛石拉曼諧振腔中，諧振腔的激光振蕩波長設置在589nm并由第二輸出鏡輸出589nm激光；第二金剛石晶體設置在第二輸入鏡和第二輸出鏡之間的束腰位置，第四倍頻晶體設置在第二輸入鏡和第五反射鏡之間的束腰位置，利用金剛石晶體受激拉曼散射過程的無空間燒孔效應和腔內倍頻的縱模模式競爭效應，輸出的589nm激光為單縱模運轉。

6.根據權利要求1或5所述的一種鈉導星激光器，其特征在于，所述金剛石晶體拉曼諧振模塊還包括：光束整形系統、二分之一波片和聚焦透鏡。

7.根據權利要求1所述的一種鈉導星激光器，其特征在于，所述輸出光調制模塊包括：

589nm激光經第二準直鏡準直后，通過四分之一波片將589nm線偏振激光調制成圓偏振；通過空間光相位調制器實現對輸出589nm激光的線寬調節，實現匹配鈉原子吸收譜線所需的激光線寬。