[发明专利]一种连续进气型二氧化碳泵浦甲酸激光器

说明书

本发明涉及一种连续进气型二氧化碳泵浦甲酸激光器，包括有远红外激光器主体，二氧化碳激光泵浦光路和配套辅助设备；所述的远红外激光器主体，包括有泵浦端真空腔体，输出端真空腔体，激光管，4根殷钢；所述的二氧化碳泵浦光路，包括有二氧化碳激光器，第一分光片、第二分光片，所述的泵浦端真空腔体包括有布诺斯特窗口，偏心孔铜镜，镜架和不锈钢腔体，腔体各个连接部分保持密封；偏心孔铜镜固定安装在泵浦端真空腔体内；输入端偏心孔铜镜的偏心孔用于使二氧化碳光多次谐振，提高泵浦效率，并且避免高功率的二氧化碳激光返回到泵浦光路中，损坏光学器件；输出端真空腔体，包括有聚4‑甲基戊烯‑1窗口，以及安装在输出端真空腔体内的中心孔铜镜。

技术领域

本发明涉及光学技术领域，尤其涉及一种连续进气型二氧化碳泵浦甲酸激光器。

背景技术

THz波是指频率在0.1～10THz(波长为3000～30微米)范围内的电磁辐射。其波段位于微波和红外光之间相当宽范围的电磁辐射区域。这段电磁频谱，包含了由部分毫米波段(约0.1THz)到远红外区(约25THz)的一段电磁频谱，在凝聚态物理研究中是个非常重要的频谱，因为它包含了许多决定材料特性的重要能阶。其它如电子和声子散射以及各种穿隧机制，在能量或时间尺度上大都与THz波区域重叠，又由于THz波段中包含了大多数分子的转动或振动能阶，因此在安全、反恐、空间遥感、通信和医学成像等方面也具有重要的应用价值；太赫兹光的核心波段(0.5THz～3THz)也是利用偏振干涉仪测量聚变等离子体电子密度和电流密度测量的窗口波段。THz光探测技术主要包括：高功率的太赫兹光源；THz辐射的探测技术、太赫兹成像技术及其应用。而这其中最重要的技术之一，也是限制太赫兹技术发展的关键技术之一，就是大功率连续波太赫兹激光源的发展。

大功率连续波太赫兹气体激光器是目前太赫兹波段应用最成熟、发展前景最好的光源，而二氧化碳泵浦太赫兹激光器，尤其是输出波长为432mm的二氧化碳泵浦甲酸激光器是磁约束等离子体远红外激光偏振干涉仪诊断极为合适的光源，在其它的很多关键应用领域医学成像和安检成像等方面也有着相当重要的应用前景。

现有技术中，期刊文章BIHE.DENG，et al.Innovative high-gain opticallypumped far-infrared laser.Applied Optics.Vol.55.NO21.July 20.2016.介绍了一种美国研制的二氧化碳泵浦远红外激光器，文章介绍了该款激光器的结构和输出特性。但是，目前国内外使用的二氧化碳泵浦太赫兹激光器都是单次充气，每次充气约8小时后，激光器输出功率将大幅度降低，影响偏振干涉仪正常运行，若想要连续运行，需要停机后重新开机，中途会有1-2小时的停机状态。大部分太赫兹设备和托卡马克装置实验都是长时间连续进行的，停机必会导致设备停止，影响设备使用或实验数据获取，所以，研制一种连续进气型的24小时连续运行的大功率太赫兹连续波激光器是很有必要的。

并且，光泵大功率连续波太赫兹激光器技术长期以来被欧美日等发达国家垄断，已被我国列为“卡脖子”技术，极大地限制了国内太赫兹技术的发展。

发明内容

本发明目的就是为了打破国外光泵太赫兹激光器技术垄断并首次实现光泵大功率连续波太赫兹激光器的24小时连续运行，提供了一种连续进气型二氧化碳泵浦甲酸激光器。

本发明是通过以下技术方案实现的：一种连续进气型二氧化碳泵浦甲酸激光器，包括有远红外激光器主体，二氧化碳激光泵浦光路和配套辅助设备；所述的远红外激光器主体，包括有泵浦端真空腔体，输出端真空腔体，激光管，4根殷钢；

所述的二氧化碳泵浦光路，包括有二氧化碳激光器，第一分光片、第二分光片，二氧化碳功率计，波长计，第一反射镜、第二反射镜，聚焦镜，整个光路器件和激光器主体固定在光学面板上；由二氧化碳激光器出射的激光，由第一分光片分为两束，一束由第二分光片再次分光，分别进入二氧化碳功率计和波长计中，波长计和功率计用于监测二氧化碳激光器的波长和输出功率，保证泵浦光的稳定性；由第一分光片分出的另一束激光通过第一反射镜、第二反射镜和聚焦镜进入布诺斯特窗中。