一种长光程碱金属蒸气池的制作方法

本发明是一种新型的长光程碱金属蒸气池，它是利用镀有高反射率银膜的反射面实现泵浦光在蒸气池中的折返传播从而增大泵浦光与铷蒸气原子接触的光程，进而增大激发态能级的放大自发辐射，最终实现提高蓝光激光的产生效率，并且有效缩小激光体系的体积的目的。该发明设计是一种高效的蓝光激光发生装置。

背景技术：

蓝光激光器在军事、存储、显示、通讯等领域具有巨大的应用潜力。由于碱金属原子独特的能级结构以及较高的量子效率、蒸气介质具有流动散热等特性而使其可能在蓝光激光器的研究中具有重要的应用，引起科研工作者的广泛关注与探索。

在纳秒脉冲近红外光泵浦碱金属铷蒸气产生蓝光激光的过程中，实验发现通过增加泵浦光与铷蒸气的接触光程可以有效的提高激发能级的放大自发辐射过程进而提高蓝光激光的产生效率，而目前的碱金属蒸气激光体系多采用提高加热温度，增大蒸气浓度以及增加蒸气池体积的方法来提高蓝光激光的产生效率，这就会存在增大实验难度和安全隐患、提高设备成本和加大激光体系的体积等问题。

本发明设计的思路是利用在碱金属蒸气池两端镀高反射金属膜的方法提高泵浦光在蒸气池中的光程，促进放大自发辐射过程的进行，进而提高蓝光激光的产生效率。

技术实现要素：

本发明的实用性是泵浦光能够利用该装置实现对碱金属蒸气原子的长光程泵浦，最终提高蓝光激光的产生效率。

其过程是：泵浦光通过碱金属蒸气池以与池身成微小的倾角入射到出射透明窗口的高反射金属膜上之后，经反射后再次通过蒸气池入射到入射透明窗口的高反射金属膜上，如此循环数次，最终经入射透明窗口高反射金属膜反射后从出射透明窗口射出出射激光。

本发明的技术解决方案如下：

一种长光程碱金属蒸气池，包括一内部充填有碱金属蒸气的密闭容器；于容器的左右二端分别设有透明窗口，于容器内部的左右二端分别设有反射镜，泵浦光经右端透明窗口进入容器，于左右二端的反射镜之间往复反射后由左端透明窗口输出；

或，于容器的右端设有透明窗口，于容器内部的左右二端分别设有反射镜或于容器内部的左端设有反射镜，泵浦光经右端透明窗口进入容器，于左端的反射镜反射后或于左右二端的反射镜之间往复反射后由右端透明窗口输出。所述反射镜为于容器内部的透明窗口或容器内壁面上镀有高反射膜的区域构成。

镀制的高反射膜对泵浦光、放大自发辐射光和蓝光激光的反射率T≥95％。反射镜为平面反射镜，反射镜与透明窗口平行设置。

反射镜的面积大小可根据所要求的应用条件和蒸气池中的光程数决定，泵浦光在长光程碱金属蒸气池内经过的光程数越多，反射镜的面积越大；左右二端的反射镜应以所述长光程碱金属蒸气池的几何中心为对称中心，中心对称设置。

泵浦光从透明窗口射入并与容器内、光轴与反射镜反射面间成90-θ的夹角，于容器的左右二端往复后出射激光，一般取值0.1度≤θ≤10度。

于容器的左右二端分别设有相对应的透明窗口，于容器内部的左端上部设有反射镜或镀有高反射膜形成反射镜、右端下部设有反射镜或镀有高反射膜形成反射镜，泵浦光经右端透明窗口进入容器，照射至左端反射镜上、经左端反射镜反射至右端反射镜上，光于左端反射镜反射和右端反射镜之间经0次或1次以上往复，最后经右端反射镜反射后由左端透明窗口输出。

附图说明

图1结构示意图之一,其中的器件名称如下：

1入射透明窗口

1-1入射透明窗口高反射膜

2池身

3出射透明窗口

3-1出射透明窗口高反射膜

图2结构示意图之二,其中的器件名称如下：

1入射透明窗口

2池身

3出射透明窗口

4反射镜

5反射镜

具体实施方式

为详细描述本发明的具体工作过程及使用方法，结合实际应用情况，举例说明本发明的具体实施方式。

实施例，为提高纳秒脉冲近红外激光泵浦铷蒸汽光程，本实施例中使用镀有高反射银膜的碱金属蒸气池，可以实现泵浦光在蒸气池中的折返泵浦。高反射银膜对778.1nm的近红外泵浦光的反射率在95％以上，对5.2μm自发放大辐射光的反射率在97.5％以上，对420nm蓝光激光的反射率在95％以上，均有很高的反射率和很低的吸收率，所以采用镀银膜作为高反射膜非常适宜。工作时，调节纳秒脉冲激光的发射波长为778.1nm，使其从入射透明窗口射入，以与池身成微小的倾角射向出射透明窗口的高反射银膜，经出射透明窗口的高反射银膜反射后，射向入射透明窗口的高反射银膜，再经入射端的高反射银膜反射后从出射透明窗口射出。

碱金属蒸气池包括入射窗口、池身、出射窗口三部分。选用优质的不锈钢加工池身，两端选用高透射率的玻璃作为窗口，采用真空蒸镀的方法在前后两个窗口内表面分别镀上一层半圆形的银膜。蒸气池总体长度50cm，窗口直径30mm。蒸气池中充装有高纯度的铷蒸气，蒸气温度可以通过蒸气池外围的加热炉调节，蒸汽压力为激光体系工作温度下铷的饱和蒸汽压。

该实施例的后续分光可采用棱镜或者镀有778.1nm高反射率和420nm高透射率膜的二相色镜就能得到420nm的蓝光激光输出。