[发明专利]基于角锥阵列外腔反射镜的法拉第激光器及其实现方法在审

专利信息
申请号: 202110528856.6 申请日: 2021-05-14
公开(公告)号: CN113555766A 公开(公告)日: 2021-10-26
发明(设计)人: 陈景标;张同云 申请(专利权)人: 温州激光与光电子协同创新中心
主分类号: H01S5/00 分类号: H01S5/00;H01S5/12;H01S5/125
代理公司: 北京君尚知识产权代理有限公司 11200 代理人: 李文涛
地址: 325011 浙江省温州市*** 国省代码: 浙江;33
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摘要:
搜索关键词: 基于 阵列 反射 法拉第 激光器 及其 实现 方法
【权利要求书】:

1.一种基于角锥阵列外腔反射镜的法拉第激光器,其特征在于,包括沿激光出射方向的至少一激光管、一准直透镜、一FADOF装置和一角锥阵列外腔反射镜;该激光管为半导体激光管或线偏振激光管,若该激光管为半导体激光管,则该FADOF装置包括沿激光出射方向的起偏器、第一永磁铁、原子气室、第二永磁体和检偏器,该检偏器的偏振方向与该起偏器的偏振方向垂直;若该激光管为线偏振激光管,则该FADOF装置包括沿激光出射方向的第一永磁铁、原子气室、第二永磁体和检偏器,该检偏器的偏振方向与线偏振激光管的偏振方向垂直;其中,该激光管用于发射特定波长的激光,该准直透镜将上述激光变为准直激光,该准直激光为准直线偏振激光或经偏振器变为准直线偏振激光;该原子气室填充有旋光原子蒸汽,所述准直激光对应该旋光原子的特定跃迁频率的激光模式,该原子气室基于该旋光原子将所述准直线偏振激光的偏振方向旋转90°并经检偏器后照射到角锥棱镜外腔反射镜上;该角锥棱镜外腔反射镜将一部分激光透射输出,一部分激光沿原路返回到所述激光管形成窄线宽激光。

2.如权利要求1所述的法拉第激光器,其特征在于,激光管为多个时,各自发出不同特定波长的激光;其中一个激光管布置于FADOF装置所在的直线光路上,并配置有一所述准直透镜,发射出一第一准直激光;其余激光管垂直布置于前述激光管的旁侧,并都配置有一所述准直透镜,发射出至少一第二准直激光;第一准直激光与第二准直激光相互垂直且照射在同一半透半反镜上;该半透半反镜位于所述FADOF装置入光口外侧的所述直线光路上,且透射第一准直激光并射入所述FADOF装置,反射至少一第二准直激光并射入所述FADOF装置;

所述FADOF装置的原子气室中填充有多种旋光原子蒸汽,旋光原子的种类数与激光管发出的不同特定波长激光的数量相同,且每一种特定波长激光的准直激光对应一种旋光原子的特定跃迁频率的激光模式。

3.如权利要求1所述的法拉第激光器,其特征在于,半导体激光管为DFB激光器或DBR激光器;起偏器和检偏器采用格兰泰勒棱镜;原子气室内的旋光原子的种类为钾、铷、铯、碘或钙。

4.如权利要求1所述的法拉第激光器,其特征在于,FADOF装置还包括一磁屏蔽装置,该磁屏蔽装置将第一、第二永磁体和原子气室三者一同包围在内。

5.如权利要求1所述的法拉第激光器,其特征在于,角锥阵列外腔反射镜为三棱锥型或四棱锥型,三棱锥型角锥阵列外腔反射镜为由处于同一平面的多个三棱锥镜构成的三棱锥镜阵列,一侧为平面,另一侧为锥面;四棱锥型角锥阵列外腔反射镜为由处于同一平面的多个四棱锥镜构成的四棱锥镜阵列,一侧为平面,另一侧为锥面;通过改变三棱锥镜或四棱锥镜高度、底边形状和侧面相对于底面的倾角角度来优化的激光输出功率及对激光线宽。

6.如权利要求1或5所述的法拉第激光器,其特征在于,角锥阵列外腔反射镜锥面朝向FADOF装置,或者其平面朝向FADOF装置。

7.如权利要求1或5所述的法拉第激光器,其特征在于,角锥阵列外腔反射镜通过一压电陶瓷固定,该压电陶瓷固定于角锥阵列外腔反射镜的周缘的一侧。

8.一种权利要求1-7任一项所述的法拉第激光器的实现方法,其特征在于,包括以下步骤:

1)通过调节第一、第二永磁铁与原子气室的距离来调节磁场的大小;

2)激光管输出特定波长的激光,并经准直透镜变为准直激光;该激光管若为半导体激光管,则其准直激光经起偏器后变成准直线偏振激光;该激光管若为线偏振激光管,则其准直激光直接是准直线偏振激光;

3)准直线偏振激光穿过磁场中的原子气室,原子气室将准直线偏振激光的偏振方向旋转90°,并穿过检偏器照射到角锥棱镜外腔反射镜上;该角锥棱镜外腔反射镜将一部分激光透射输出,一部分激光沿原路返回到所述激光管形成窄线宽激光。

9.如权利要求8所述的实现方法,其特征在于,通过一磁屏蔽装置来使原子气室内部磁场为均匀磁场;通过改变激光的强度、原子气室的温度、磁场强度中的一种或几种来改变原子气室的透过率。

10.如权利要求8所述的实现方法,其特征在于,通过电信号控制一压电陶瓷的厚度,来改变角锥阵列外腔反射镜与激光管之间的腔长,进而改变激光的谐振频率。

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