专利名称：碱金属蒸汽激光器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种激光器，具体地，是一种对碱金属蒸汽原子激发形成激光的 碱金属蒸汽激光器。
背景技术：
金属蒸汽激光器作为一种可靠的高功率激光器，曾经广泛应用在多个领域，如铜、 金、铅等金属蒸汽激光器曾被广泛应用在同位素分离、飞秒脉冲产生及医疗等领域。但这些 金属蒸汽发生器存在工作温度高、使用操作不方便、效率较低等缺陷，逐渐被固体激光器及 光纤激光器所取代。但高功率固体激光器及光纤激光器存在热透镜效应，高功率激光束通过激光介质 时，由于热透镜效应，激光模式严重退化，导致激光束无法紧密聚焦、远距离传送过程中容 易发散、超高功率使用受限等缺陷，人们转而开始研发新型的高效率的无热透镜效应的碱 金属蒸汽激光器。如US6643311号美国专利公开了一种二极管泵浦的使用锂、钠、钾、铷、铯等碱金 属蒸汽作为媒质的碱金属蒸汽激光器，该激光器利用二极管泵浦光对碱金属蒸汽原子进行 激发产生激光，其激发原理如
图1所示。图1示出一个三能级的激光产生系统，碱金属原子中的电子未受到激发时处于基 态％1/2，即位于EO能级上。当碱金属原子的电子受到发光二极管发出的泵浦光激发时，即 从基态跃进至第二激发态2P3/2上，即位于E2能级上。由于EO能级与E2能级之间的距离为 D2，因此这一过程称为D2跃进。随后，处于E2能级上的电子由于寿命极短，将迅速地无辐射跃迁至第一激发态 2P172上，即位于El能级上，并从第一激发态2P1/2产生激光跃迁至基态，即返回EO能级 上。El能级与EO能级之间的距离为D1，因此电子从El能级跃进至EO能级的过程称为Dl 跃进。在Dl跃进过程中，碱金属原子的电子释放出能量，从而形成激光。所有的碱金属蒸汽均具有类似的能级结构，第一激发态与第二激发态之间的能量 差是一种能量损失，被称为量子能量缺陷，而Dl线与D2线之间的能量差很小，这就是碱金 属蒸汽激光器效率高的原因。表1列出了几种碱金属蒸汽的Dl跃进与D2跃进的波长及量 子能量缺陷。
权利要求1.碱金属蒸汽激光器，包括蒸汽盒，具有一个容纳碱金属蒸汽的腔体；泵浦光发生器，位于所述蒸汽盒的周壁外并向所述腔体发射泵浦光； 其特征在于所述蒸汽盒的第一轴向端外设有用于反射激光束的第一全反镜，所述蒸汽盒的第二轴 向端外设有用于反射激光束的第二全反镜；所述第一轴向端外设有光学元件，所述光学元件出射的激光束高于所述第一全反镜的 上端，且所述光学元件出射的激光束与所述第二全反镜之间形成的夹角为锐角。
2.根据权利要求1所述的碱金属蒸汽激光器，其特征在于 所述第一全反镜与所述第二全反镜平行设置。
3.根据权利要求2所述的碱金属蒸汽激光器，其特征在于所述第一全反镜及所述第二全反镜均与所述腔体的轴线垂直设置。
4.根据权利要求1至3任一项所述的碱金属蒸汽激光器，其特征在于 所述光学元件为用于反射激光束的第三全反镜；所述第二全反镜的下方设有与所述第三全反镜平行的输出镜。
5.根据权利要求1至3任一项所述的碱金属蒸汽激光器，其特征在于 所述光学元件为种子光源发生器。
6.根据权利要求1至3任一项所述的碱金属蒸汽激光器，其特征在于所述泵浦光发生器包括发光二极管阵列，所述发光二极管阵列与所述蒸汽盒之间设有 聚焦透镜。
7.根据权利要求6所述的碱金属蒸汽激光器，其特征在于所述碱金属蒸汽激光器还包括与所述聚焦透镜平行设置的用于反射所述泵浦光的第 四全反镜，所述第四全反镜位于所述蒸汽盒周壁外与所述聚焦透镜相反的另一侧。
8.根据权利要求1至3任一项所述的碱金属蒸汽激光器，其特征在于 所述泵浦光发生器出射的泵浦光与所述腔体的轴线形成的夹角为锐角；所述蒸汽盒的周壁外设有两块平行设置的用于反射所述泵浦光的第五全反镜，所述泵 浦光与所述第五全反镜之间形成的夹角为锐角。
专利摘要本实用新型提供一种碱金属蒸汽激光器，包括蒸汽盒，其具有一个容纳碱金属蒸汽的腔体，蒸汽盒的周壁外设有向腔体发射泵浦光的泵浦光发生器，其中，蒸汽盒的第一轴向端外设有用于反射激光束的第一全反镜，蒸汽盒的第二轴向端外设有用于反射激光束的第二全反镜，且第一轴向端外设有光学元件，该光学元件出射的激光束高于第一全反镜的上端，且光学元件出射的激光束与第二全反镜之间形成的夹角为锐角。本实用新型提供的碱金属蒸汽激光器能减少泵浦光能量的浪费，提高碱金属蒸汽激光器的输出激光束的功率。
文档编号H01S3/227GK201868728SQ20102057737
公开日2011年6月15日 申请日期2010年10月26日 优先权日2010年10月26日
发明者黄振国 申请人:光库通讯(珠海)有限公司