[发明专利]一种二极管泵浦碱金属蒸汽高压增益池

说明书

二极管泵浦碱金属蒸汽激光器属于气体激光器范畴，其常压下吸收带宽很窄，大大限制了激光器的发展。要想增加吸收带宽，研制高压增益池非常必要。研制二极管泵浦碱金属蒸汽高压增益池需要克服的技术难点在于：不采用非金属密封圈，如何在高压情况下使石英窗口与金属增益池主体之间密封，同时在加热‑冷却过程中石英池窗口不会因金属增益池的热应力挤压而破裂。这些问题成为研制二极管泵浦碱金属蒸汽高压增益池的技术瓶颈。本发明涉及新型激光器技术领域，更具体地，本发明涉及一种解决二极管泵浦碱金属蒸汽高压增益池的技术难题，使二极管泵浦碱金属蒸汽的吸收谱线更宽，更有利于泵浦光的吸收和激光的产生。

技术领域

本发明涉及新型激光器技术领域，更具体地，本发明涉及一种解决二极管泵浦碱金属蒸汽高压增益池的技术难题，使二极管泵浦碱金属蒸汽的吸收谱线更宽，更有利于泵浦光的吸收和激光的产生。

背景技术

二极管泵浦碱金属蒸汽激光器属于气体激光器范畴，其常压下吸收带宽很窄，大大限制了激光器的发展。要想增加吸收带宽，研制高压增益池非常必要。由于碱金属性质非常活泼，与绝大多数的非金属材料甚至大多数金属材料都会产生反应，同时考虑到增益池材质的承压能力，这就对增益池材质的筛选有了严格的限制，只能选择不与碱金属反应的金属材质。而增益池窗口采用石英材质。实验过程中需要对增益池进行加热并达到一定的温度(200℃以上)，以使碱金属蒸发产生碱金属蒸汽。这样，研制二极管泵浦碱金属蒸汽高压增益池需要克服的技术难点在于：不采用非金属密封圈，如何在高压情况下使石英窗口与金属增益池主体之间密封，同时在加热-冷却过程中石英池窗口不会因金属增益池的热应力挤压而破裂。这些问题成为研制二极管泵浦碱金属蒸汽高压增益池的技术瓶颈。

发明内容

本发明的目的是提供一种能够在高温高压下长时间使用、并能反复使用、对碱金属无污染的二极管泵浦的碱金属蒸汽高压增益池。

一种二极管泵浦碱金属蒸汽高压增益池，包括增益池主体、石英窗口、窗口法兰；增益池主体为圆柱体结构，于圆柱体的上下两端面上分别开设有圆柱形凹槽，即分别掏一个圆柱形的池子，两个圆柱形的池子与增益池主体不同轴，两个圆柱形的池子并以增益池主体的中心为对称中心呈对称结构；于两个圆柱形池子底部中心处之间开设有通孔，使两个圆柱形池子中心通过一个圆柱形贯通孔而贯通，圆柱形贯通孔的轴线连接两个圆柱形池子底面的中心，并通过增益池主体的中心；于两个圆柱形池子内分别设有缓冲卡环结构，缓冲卡环为轴截面为梯形的环形结构，即环形结构的一个圆形端面面积小于另一个圆形端面面积，缓冲卡环与圆柱形池子同轴，环形结构的较小的圆形端面面向池子的底面设置；于增益池主体的一个端面上设置一个通气孔，通气孔与增益池主体另一个端面的圆柱形池子贯通；于两个圆柱形池子内分别放置有石英窗口，于两个圆柱形池子的开口端分别设有窗口法兰。

缓冲卡环为由圆柱形池子的内壁面向轴心和池子底面方向延伸出来，缓冲卡环与圆柱形池子同轴，缓冲卡环为轴截面为梯形的环形结构，即环形结构的一个圆形端面面积小于另一个圆形端面面积，延伸方向与轴线呈3-5度倾斜角度，环形结构壁面厚度为0.1mm-0.5mm。

石英窗口为两块上下底面不等直径的圆锥台形结构，石英窗口顶面较大，面向池子底面的石英窗口底面较小。

两块石英窗口由底面向里嵌入增益池主体的两个圆柱形池子内，并与圆柱形池子的底面之间留有一定距离，石英窗口的底面与圆柱形孔的底面之间形成空腔，空腔内放置碱金属。

石英窗口与增益池主体之间通过缓冲卡环进行密封连接；除密封作用外，缓冲卡环还对石英窗口起缓冲作用，避免高压情况和加热-冷却过程由于应力过大导致石英窗口破裂；

石英窗口和增益池主体通过窗口法兰进行固定；窗口法兰和石英窗口间通过密封垫进行密封。

于增益池主体上的通气孔处设有气孔活塞，气孔活塞可与增益池主体上的通气孔连接，气孔活塞上设有阀门，增益池可通过气孔活塞阀门的开闭与外界连通或隔绝。