[发明专利]一种和频钠信标激光器

说明书

技术领域

本发明涉及全固态激光器领域，尤其涉及和频钠信标激光器。

背景技术

钠信标激光器用来激发海拔80-105km大气电离层中的钠原子，产生高亮度的钠导引星，以之作为信标源获取光通过大气产生的波前畸变信息，再利用自适应光学技术校正大气扰动，可以极大地提高地基光学望远镜的分辨率，达到近衍射极限，这对于天文观测与空间目标探测等具有重要意义。

钠信标激光器的技术难点在于须与大气电离层中的钠原子共振并实现高亮度，为此对其几乎所有性能指标都提出了严格要求，如极窄线宽(小于大气电离层中钠原子D2谱线宽度1.2GHz)、高平均功率、高光束质量、波长精确锁定在钠D2线、高偏振度等，是目前激光技术研究的国际热点和难点之一。

全固态激光器、和频钠信标激光器为钠信标激光技术的重要研究方向。为满足应用需求，钠信标激光系统研制的技术难度非常大，对和频激光钠信标系统中1064nm基频激光激光子系统、1319nm基频激光激光子系统、和频子系统、及频率控制系统提出巨大挑战。其中，高功率高光束质量激光输出、以及频率及其稳定性高精度控制为和频钠信标激光技术亟待解决的核心问题；高功率高光束质量激光输出技术难点在于：1064nm激光子系统以及1319nm激光子系统激光功率及光束质量提高，相比于1064nm激光，1319nm激光量子效率低，热效应严重，且发射截面较小，因此1319nm激光子系统功率提高以及高稳定性频率控制更加困难。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的钠信标激光器的缺陷，从而提供一种具有较高选频、稳频能力的钠信标激光器。

为了实现上述目的，本发明提供了一种和频钠信标激光器，包括：1064nm基频激光子系统、1319nm基频激光子系统、和频子系统以及频率控制子系统；其中，

所述1064nm基频激光子系统发射波长为1064nm的基频激光并对该基频激光做功率放大，所述1319nm基频激光子系统发射波长为1319nm的基频激光并对该基频激光做功率放大；放大后的1064nm基频激光与1319nm基频激光在和频子系统中进行非线性频率变换，产生波长为589nm的钠信标激光；所述频率控制子系统实时监测波长为589nm的钠信标激光的中心频率以及频谱，并对1064nm基频激光子系统或者1319nm基频激光子系统进行反馈式频率控制，使得和频后的589nm钠信标激光对准钠原子D2a与D2b双峰谱线；

所述1064nm基频激光子系统包括：1064nm基频激光振荡器、1064nm基频激光放大器以及1064nm激光精密波长线宽调控器；所述1064nm激光精密波长线宽调控器位于所述1064nm基频激光振荡器内，对1064nm基频激光振荡器所产生的激光做频率选择与频率稳定性控制，以生成高光束质量、窄线宽的1064nm种子激光，所述1064nm基频激光放大器对1064nm种子激光做功率放大；

所述1319nm基频激光子系统包括：1319nm基频激光振荡器、1319nm基频激光放大器以及1319nm激光精密波长线宽调控器；所述1319nm激光精密波长线宽调控器位于所述1319nm基频激光振荡器内，对1319nm基频激光振荡器所产生的激光做频率选择与频率稳定性控制，以生成高光束质量、窄线宽的1319nm种子激光，1319nm基频激光放大器对1319nm种子激光做功率放大。

上述技术方案中，所述1064nm激光精密波长线宽调控器对1064nm基频激光振荡器所发出的激光具有小于0.001ppm的超低损耗系数与选频能力优于1.5GHz的高精度选频稳频能力；所述1319nm激光精密波长线宽调控器对1319nm基频激光振荡器所发出的激光具有小于0.001ppm的超低损耗系数与选频能力优于600MHz的高精度选频稳频能力。

上述技术方案中，所述1064nm基频激光振荡器进一步包括激光谐振腔、激光增益介质，所述激光增益介质置于所述激光谐振腔内，在泵浦条件下，形成1064nm激光振荡；所述1064nm基频激光放大器进一步包括：用于对1064nm种子激光的模式进行控制及优化的1064nm激光模式控制系统、用于对模式优化后的1064nm种子激光进行功率放大的1064nm功率放大模块；