[发明专利]一种增大化学激光粒子数反转的装置及其操作方法

摘要

本发明提供一种增大化学激光粒子数反转的装置及其操作方法。该方法利用一束连续波红外激光作为诱导光耦合进光腔，将氟化氢化学激光体系中的振动量子数为v＝1的特定转动量子态诱导到振动数v＝0的转动量子态上，以增大振动量子数v＝2上特定转动态与振动量子数v＝1上的特定转动态之间的粒子数反转，以增强激光输出能量。此方法原则上也可运用于其他化学激光体系。

主权项

1.一种增大化学激光粒子数反转的装置，其特征在于：装置的光路系统中包括：可调谐连续波光源(1)，连续波诱导激光(2),光电调制器(3)，偏振反射棱镜(4)，四分之一波片(5)，光腔后端镜(6)，光腔(7)，光腔外壁(8)，输出耦合镜(9)，输出光(10)，闭环控制系统(11)，光电探测器(12)，后端镜压电陶瓷(13)和压力恢复装置接口(14)；可调谐连续波光源(1),光电调制器(3)，偏振反射棱镜(4)，四分之一波片(5),后端镜压电陶瓷(13)，光腔后端镜(6)，光腔(7)，输出耦合镜(9)依次连接，光腔外壁(8)包围在光腔(7)外；光电探测器(12)连接偏振反射棱镜(4)；闭环控制系统(11)连接可调谐连续波光源(1)，光电调制器(3)，光电探测器(12)；光腔后端镜(6)和压力恢复装置接口(14)在光腔外壁(8)上；可调谐连续波光源(1)为能产生HF/DF化学激光范围内(2.6～4.0μm)连续可调谐的连续波激光，用于将较低振动能级上的HF/DF分子诱导到更低振动能级上；连续波诱导激光(2)用于将较低振动能级上的HF/DF分子诱导到更低振动能级上，它的波长与HF分子自发辐射向下跃迁相匹配；光电调制器(3)用于改变连续波诱导激光(2)的相位和频率用于将诱导激光耦合进化学激光光腔(7)；偏振反射棱镜(4)可以完全透过P光而完全反射S光；四分之一波片(5)用于改变激光的偏振，其快轴与线偏振的连续波诱导激光(2)成45°角；光腔后端镜(6)为平凹镜，弧度能满足实现稳定腔，对HF/DF化学激光范围(2.6～4.0μm)高度反射(反射率＞99.9％)；光腔(7)为由光腔后端镜(6)和输出耦合镜(9)组成的稳定腔；光腔外壁(8)为由金属组成的腔体，上端连接喷嘴，下端连接压力恢复装置；输出耦合镜(9)为平凹镜，弧度能满足实现稳定腔，对HF/DF化学激光范围(2.6～4.0μm)高度反射(反射率＞99％)，其反射率小于光腔后端镜(6)；输出光(10)为最终由光腔输出的化学激光；闭环控制系统(11)为由信号发生器，中央电脑，数据采集卡组成的系统，与可调谐连续波光源(1)、光电调制器(3)、光电探测器(12)、后端镜压电陶瓷(13)相连接；根据从光电探测器(12)探测到的反射光信号来调节后端镜压电陶瓷(13)上的电压从而改变光腔(7)的长度或者直接改变可调谐连续波光源(1)的输出波长来使连续波诱导激光(2)可以耦合进光腔(7)；光电探测器(12)为对HF/DF化学激光范围内(2.6～4.0μm)可响应的光电探测器，将光强信号转为电压值；后端镜压电陶瓷(13)为用于装载光腔后端镜(6)的装置，可以根据输入电压来改变后端镜压电陶瓷(13)长短，从而控制光腔后端镜(6)与输出耦合镜(9)之间的距离来改变光腔(7)的长度；压力恢复装置接口(14)用于与压力恢复装置相连接，将使用完的H2，F，He等气体抽出。