[发明专利]双折射膜双频激光器

说明书

技术领域

一种双折射膜双频激光器，属于氦氖激光器领域，主要用作双频激光干涉仪和激光测振仪的光源。

背景技术

现有几种HeNe双频激光器：塞曼效应双折射双频激光器，晶体石英双折射双频激光器和应力双折射双频激光器。塞曼双频激光器是在氦氖激光器上加上外磁场由塞曼效应和激光器模牵引效应共同的作用，而使激光器形成两个频率，由物理原理决定两频率之差不大于3MHz。晶体石英或应力双折射双频激光器是由在激光腔内的双折射元件造成两个频率。由于有模竞争效应导致的闭锁现象(闭锁现象即频差小于40MHz时，一频率熄灭)，又提出两种方法。一种是同时在HeNe激光器外使用横向外磁场和在激光器内放入双折射元件(光弹效应双折射元件或晶体石英双折射元件)，使双折射双频激光消除频差闭锁现象，使双折射双频激光既可以输出40MHz以上的频差，也能输出从接近于零赫兹的小频差到几兆赫兹、十几兆赫兹的频差，和几十兆、上百兆赫兹的大频差。但这种方法在激光腔内元件较多，结构复杂。另一种是在使用磁场的同时，利用“偏振双反射膜反射镜”使HeNe激光输出40MHz以下的频差。这种方法的制作工艺比较复杂。

发明内容

发明的目的是提供一种激光腔内结构简单，且加工工艺较简单可行的双频激光器。

本发明双折射膜双频激光器由氦氖激光放电管，激光器窗片，腔镜，一对永久磁铁所组成，其特征是在基片上镀有含有双折射膜的迭层式膜系结构。本发明的迭层式膜系结构是在激光器腔镜的基片上一次镀有增透膜、双折射膜、反射膜的迭层结构或是在激光器窗片的基片上镀有增透膜、双折射膜的迭层结构。

本发明所说的双折射膜是一种具有双折射特性的各向异性的介质膜，对于不同偏振态的光具有不同的折射率。当光进入双折射膜时，变成两个互相垂直方向振动的偏振光，其传输速度不同。激光器的两个腔镜的反射膜之间构成了激光器的谐振腔。双折射膜可以镀在反射镜或激光管的窗片上，位于激光谐振腔之内。

本发明所说的镀有增透膜、双折射膜、全反射或部分反射膜的迭层结构的反射镜与有的文献上所说的偏振双反射膜反射镜不同。偏振双反射膜反射镜是指“特定工艺制作的多层反射膜”、“是借助于膜层上的残余应变形成的”、“首先对玻璃片施加外力，然后镀高反射膜，再去除外力，形成残余应力”。这种反射镜偏振双反射膜是将反射和双折射同时在一个膜系中实现。本发明的结构则是迭层式：反射的功能由反射膜完成的，双折射功能是由双折射膜完成的，增透膜是为了保护双折射膜并减少双折射膜对光的反射。本发明迭层式结构优点在于可对膜层反射特性、双折射特性分别在镀制中控制，易于实施。

在本发明中，两频率的产生及两频率的频差是由双折射膜决定的，而磁场的作用是消除激光器两频率间隔较小时相互之间的强模竞争，使两个频率都稳定振荡，激光器成为无频差闭锁的双频激光器。

附图说明

图1是本发明双折射膜双频激光器的全内腔结构示意图。

图2是带有双折射膜的激光反射镜的第一种结构示意图。

图3是带有双折射膜的激光反射镜的第二种结构示意图。

图4是带有双折射膜的激光器窗片的结构示意图。

图1中，1是氦氖激光放电管。2是一个反射镜，5是另一个反射镜，组成激光谐振腔。3、4是一对条形永久磁铁，两磁铁中间的磁场方向与1的轴线垂直。在图1中，如2是全反射镜、则5是部分反射镜(激光输出镜)，如2是部分反射镜(激光输出镜)、则5是全反射镜。2和5这两个反射镜中的一个的膜层中带有双折射膜。

实施例一图2是带有双折射膜的激光反射镜的第一种结构。20是反射镜基片，6是全反射膜或部分反射膜，7是增透膜，8是双折射膜。实际上，6、7、8仅有几个微米厚，为了表达清楚，图中放大了很多。20的左表面是封装在氦氖激光放电管管口上的。

实施例二图3是带有双折射膜的激光反射镜的第二种结构。20是反射镜基片，6是全反射(或部分)反射膜，8是双折射膜，7是增透膜。20的左表面是封装在管口上的。

实施例三图4是带有双折射膜的激光器窗片的结构，用于半内腔式激光器。20是窗片的基片，8是双折射膜，7是增透膜。