[发明专利]半导体泵浦碱金属蒸气激光器的诊断装置及方法

权利要求书

1.一种半导体泵浦碱金属蒸气激光器的诊断装置，特征在于，该诊断装置包括光源子系统、光路子系统和信号采集处理子系统；其中，

光源子系统产生探测光和参考光，二者均为两路波长λ₁与λ₂相近但烷烃类气体对其吸收系数相差较大的激光的合束光，其中，波长λ₁等于烷烃类气体在中红外区域的特征峰，波长λ₂与波长λ₁相差小于或等于0.5μm，烷烃类气体对波长λ₁激光的吸收系数是波长λ₂激光的5倍以上；

光路子系统包括探测光路子系统和参考光路子系统，其中，探测光经探测光路子系统被烷烃类气体部分吸收；

信号采集处理子系统接收光路子系统的探测光和参考光，经光电转换、信号采集和处理得到烷烃类气体的浓度变化，并基于烷烃类气体的浓度变化得到半导体碱金属蒸气激光器的碳粒沉积速度。

2.根据权利要求1所述的诊断装置，其特征在于，

光源子系统包括第一中红外激光器(21)、第二中红外激光器(22)、斩波器(23)、半反半透镜(24)、第一反射镜(25)和分光片(26)，其中，第一中红外激光器(21)、第二中红外激光器(22)并排放置，斩波器(23)正对第一中红外激光器(21)、第二中红外激光器(22)的激光出口，半反半透镜(24)和分光片(26)呈135度、纵向同轴排列在斩波器(23)前方并正对第一中红外激光器(21)的激光出口，第一反射镜(25)呈135度、与半反半透镜(24)横向同轴放置在斩波器(23)前方并正对第二中红外激光器(22)的激光出口；

第一中红外激光器(21)、第二中红外激光器(22)作为差分吸收法的激光源，分别产生波长为λ₁和波长为λ₂的第一激光和第二激光；

斩波器(23)采用不同的调制频率对第一激光和第二激光进行调制，调制后的第二激光经第一反射镜(25)反射至半透半反镜，与调制后的第一激光在半透半反镜合束同轴，具有不同调制频率的第一激光和第二激光合束后经分光片(26)的反射光为探测光，透射光为参考光。

3.根据权利要求1所述的诊断装置，其特征在于，

光路子系统包括探测光路子系统和参考光路子系统，其中，探测光路子系统包括第一双色膜镜片(31)和第二双色膜镜片(32)，第一双色膜镜片(31)和第二双色膜镜片(32)与半导体泵浦碱金属蒸气激光器谐振腔同轴，第一双色膜镜片(31)放置于偏振片(13)和输出耦合镜(14)之间或蒸气室(12)和偏振片(13)之间，第二双色膜镜片(32)放置于高反射凹面镜(11)和蒸气室(12)之间，第一双色膜镜片(31)与光源子系统的分光片(26)横向同轴；

参考光路子系统包括第二反射镜(33)，第二反射镜(33)与光源子系统的分光片(26)纵向同轴；

第一双色膜镜片(31)和第二双色膜镜片(32)在碱金属激光器D1线波长增透，在探测光波长高反，探测光经第一双色膜镜片(31)反射后与激光同轴，经偏振片(13)后进入蒸气室(12)，蒸气室(12)内的烷烃类气体吸收部分探测光，探测光经蒸气室(12)后由第二双色膜镜片(32)反射至信号采集处理子系统；参考光经第二反射镜(33)反射至信号采集处理子系统。