专利名称：圆柱形谐振腔的单模微波激励气体激光器的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种圆柱形谐振腔的单模微波激励气体激光器，特别涉及横向磁场(TM010)模微波激励激光器。
现有的圆柱形微波激励气体激光器由于激励谐振腔的电磁场分布往往是复杂的多模形式，并且随不同的激光工作气体和不同的管壳而变化，因而不利于产生均匀和稳定的激光输出。
本实用新型的目的在于针对现有技术的不足，提供一种能在激光管内形成均匀和稳定的电磁场TM010模，从而产生均匀和稳定的激光输出的气体激光器。
本实用新型可由圆柱形谐振腔和气体激光管组成，其特点是圆柱形谐振腔采用多节组合式结构，气体激光管沿谐振腔轴放置，激光管管轴与谐振腔轴重合。在充分考虑激光器管壳和等离子体对谐振腔的微波场的微扰效应的作用下，设计微波激励谐振腔，使其工作于TM010单模模式，由于TM010模的电场主要集中在谐振腔轴附近，故轴上电场最强，且沿轴线方向(纵向)分布是均匀一致的，有利于产生均匀和稳定的激光输出。在各种谐振腔模式中，只有TM010模的谐振频率与腔长无关，因而可以通过测量不同腔长的各模式谐振频率变化情况，确认不随腔长变化的谐振频率为TM010模。多节组合式结构谐振腔可由主腔体和可装卸腔体构成，主腔体由两部分构成，可装卸腔体位于主腔体的两部分之间。可装卸腔体可由一节或多节构成，各节之间以及与主腔体之间的连接可采用螺纹配合连接。为了消除设计误差和实际工作中各种因素的影响，使谐振腔真正工作于TM010模，谐振腔设有谐振频率调节装置，它可采用4排(相隔90°)均匀分布的调谐螺钉，每排调谐螺钉的数目可根据实际需要而定，例如5～7个。为了能适用于不同管壳和激光工作气体的激光管，对于调谐螺钉不足以补偿谐振频率的漂移时，由于TM010模谐振频率只与腔的直径有关，因此可以在腔内壁设置4条对称分布的可装卸的弧形金属脊，这相当于改变腔的内径，以便达到宽范围调节谐振频率。
本实用新型与现有技术相比，它可以使不同激光气体和管壳的激光管产生均匀和稳定的微波等离子体，以便能形成稳定的激光输出，同时，还可以通过改变谐振腔的长度确认TM010模，有利于输出稳定的激光。
图1为本实用新型结构的正视剖面示意图；图2为图1中A-A剖面示意图；图3为金属脊结构示意图。
本实用新型可采用附图所示的方案实现。图1中的谐振腔体1采用圆柱形金属筒结构；4排调节螺钉2呈对称分布，每排螺钉可取5～7个；可装卸的金属脊3采用图3所示的结构，例如采用四根黄铜条，用螺钉对称地连接在腔内壁上，其轴向长度略小于腔长；输入端可通过可调耦合探针4与微波信号源连接；输出端的探针5可与晶体检波器连接；激光管6的管轴与谐振腔腔轴重合。例如He-Ne激光管的内径(2b)2.5mm、外径9.4mm、玻壳材料介电系数εg＝4.5，可采用腔体内径(2a)88.2mm、外径108mm的谐振腔，腔体材料可采用黄铜，主腔体长度为210mm，每节可装卸腔体7的长度为35mm，每节可装卸腔体之间及与主腔体之间采用螺纹配合，可旋进装上，也可旋出卸下，调谐螺钉可采用长度为30～35mm的螺钉。图3所示的金属脊的长度l可取276mm，弧长S为50mm，厚度t可取三种规格，分别为2.3mm和8mm。
权利要求1.一种圆柱形谐振腔的单模微波激励气体激光器，由圆柱形谐振腔和气体激光管组成，其特征在于圆柱形谐振腔采用多节组合式结构，气体激光管沿谐振腔轴放置，激光管管轴与谐振腔轴重合。
2.根据权利要求1所述的圆柱形谐振腔的单模微波激励气体激光器，其特征在于多节组合式结构谐振腔由主腔体和可装卸腔体构成，主腔体由两部分组成，可装卸腔体位于主腔体的两部分之间。
3.根据权利要求1或2所述的圆柱形谐振腔的单模微波激励气体激光器，其特征在于可装卸腔体由1节或多节构成，各节之间以及与主腔体之间采用螺纹配合连接。
4.根据权利要求3所述的圆柱形谐振腔的单模微波激励气体激光器，其特征在于谐振腔设有谐振调节器，采用4排(相隔90°)均匀分布的调谐螺钉。
5.根据权利要求4所述的圆柱形谐振腔的单模微波激励气体激光器，其特征在于谐振腔内壁设置4条对称分布的可装卸的弧形金属脊。
6.根据权利要求5所述的圆柱形谐振腔的单模微波激励气体激光器，其特征在于金属脊采用弧形黄铜条，其弧长为50mm，长度为276mm，厚度为2.3mm、5.2mm或8mm。
专利摘要圆柱形谐振腔的单模微波激励气体激光器,由圆柱形谐振腔和气体激光管组成,两者的轴线重合,谐振腔为多节组合式结构,即由主腔体和可装卸腔体构成,各节可装卸腔体之间以及与主腔体的两部分之间采用螺纹配合连接,谐振腔设有4排(相隔90°)均匀分布的调谐螺钉,谐振腔内壁可设置4条对称分布的可装卸的弧形金属脊,可以使不同激光工作气体和管壳的激光管产生均匀和稳定的微波等离子体,有利于形成稳定的激光输出。
文档编号H01S3/08GK2276675SQ9622380
公开日1998年3月18日 申请日期1996年10月8日 优先权日1996年10月8日
发明者徐国昌 申请人:东南大学