[发明专利]一种三波长碱金属蒸气激光器

权利要求书

1.一种三波长碱金属蒸气激光器，其特征在于，包括：三套独立的密闭碱金属蒸气池、温控系统、泵浦源系统、泵浦耦合系统以及一个光学谐振腔；三个独立的密闭碱金属蒸气池内分别充入固态或液态的钾、铷和铯介质，以及预设压强的缓冲气体；三个独立的温控系统分别设置在各碱金属蒸气池外部，用于分别控制各碱金属蒸气池内的碱金属蒸气温度；三个独立的泵浦源系统由三种波长的窄线宽半导体激光器组成，各半导体激光器的输出激光中心波长与其泵浦的碱金属蒸气池内碱金属介质的吸收中心波长一一对应；泵浦耦合系统由多个聚焦透镜、或偏振分光棱镜、或双波长合束器组成，用于将三束泵浦光同时耦合进三个碱金属蒸气池内；光学谐振腔由一个输出耦合镜和一个全反镜组成，所有碱金属蒸气池置于光学谐振腔内部，当各碱金属蒸气池内的碱金属介质受到相应泵浦光激励后辐射出不同波长的受激光子，这些光子在光学谐振腔内来回振荡，形成激光输出。

2.如权利要求1所述的三波长碱金属蒸气激光器，其特征在于，各碱金属蒸气池内充入的缓冲气体为甲烷、或乙烷、或丙烷单独的烃类气体，或是这些烃类气体中的某一种与氦气组成的混合气体。

3.如权利要求1所述的三波长碱金属蒸气激光器，其特征在于，各个温控系统均由加热器、温度传感器和控制系统组成；各个温控系统的加热器分别套设在各碱金属蒸气池管腔外部，且各加热器上开设有泵浦光透射口。

4.如权利要求1所述的三波长碱金属蒸气激光器，其特征在于，各窄线宽半导体激光器输出的激光通过端面泵浦或侧面泵浦方式进入其对应的碱金属蒸气池内。

5.如权利要求1所述的三波长碱金属蒸气激光器，其特征在于，所述光学谐振腔为直线型、或L型、或U型谐振腔。

6.如权利要求5所述的三波长碱金属蒸气激光器，其特征在于，所述光学谐振腔为U型谐振腔，三种波长的窄线宽半导体激光器中，第一窄线宽半导体激光器输出的激光经过同轴布置的第一聚焦透镜、第一偏振分光棱镜耦合进入钾碱金属蒸气池；第二窄线宽半导体泵浦激光器输出的激光经过同轴布置的第二聚焦透镜、第二偏振分光棱镜耦合进入铷碱金属蒸气池；第三窄线宽半导体泵浦激光器3输出的激光经过同轴布置的第三聚焦透镜、第二偏振分光棱镜耦合进入铯碱金属蒸气池；铯碱金属蒸气池位于第一偏振分光棱镜和第二偏振分光棱镜之间，输出耦合镜位于铷碱金属蒸气池出光侧，全反镜位于钾碱金属蒸气池出光侧。

7.如权利要求5所述的三波长碱金属蒸气激光器，其特征在于，所述光学谐振腔为L型谐振腔，三种波长的窄线宽半导体激光器中，第一窄线宽半导体激光器输出的激光经过同轴布置的第一聚焦透镜、第一偏振分光棱镜耦合进入钾碱金属蒸气池；第二窄线宽半导体泵浦激光器输出的激光经过同轴布置的第二聚焦透镜、第二偏振分光棱镜耦合进入铷碱金属蒸气池；第三窄线宽半导体泵浦激光器3输出的激光经过同轴布置的第三聚焦透镜、第二偏振分光棱镜耦合进入铯碱金属蒸气池；钾碱金属蒸气池和铷碱金属蒸气池同轴位于第一偏振分光棱镜、第二偏振分光棱镜之间，输出耦合镜位于铯碱金属蒸气池出光侧，全反镜位于第一偏振分光棱镜反光侧。

8.如权利要求5所述的三波长碱金属蒸气激光器，其特征在于，所述光学谐振腔为U型谐振腔，三种波长的窄线宽半导体激光器中，第一窄线宽半导体激光器输出的激光经过同轴布置的第一聚焦透镜、第一偏振分光棱镜耦合进入钾碱金属蒸气池；第二窄线宽半导体泵浦激光器输出的激光经过同轴布置的第二聚焦透镜、波长合束器、第二偏振分光棱镜耦合进入铷碱金属蒸气池；第三窄线宽半导体泵浦激光器3输出的激光经过第三聚焦透镜后由波长合束器90°转折，再经由第二偏振分光棱镜耦合进入铯碱金属蒸气池；铯碱金属蒸气池和铷并排同轴布置，输出耦合镜位于钾碱金属蒸气池出光侧，全反镜位于铷碱金属蒸气池出光侧。