[发明专利]一种双光子泵浦高功率铯蒸气蓝光激光的产生系统

说明书

本发明公开一种双光子泵浦高功率铯蒸气蓝光激光的产生系统，涉及激光生成领域，第一、第二激光束单元调制激光束生成单元出射的第一、第二泵浦调制激光束，自由改变第一、第二泵浦调制激光束的频率、角度以及功率，从而将出射的相干蓝光激光束的强度提高；相比现有技术中采取提高蒸气室温度从而提高相干蓝光功率，本发明设置的相干蓝光生成单元可以调制激光束的强度，使其强度自由提高，从而在蒸气室温度达到阈值时，仍然可以继续通过提高激光束强度提高相干蓝光功率，本发明证明了相干蓝光功率对于激光束强度的依赖性，同时解决了相干蓝光功率受蒸气温度限制的问题。

技术领域

本发明涉及激光生成领域，特别是涉及一种双光子泵浦高功率铯蒸气蓝光激光的产生系统。

背景技术

二极管泵浦碱激光器DPAL(Diode-pumpedalkalilasers)是一种具有极佳功率以及可扩展性极高的激光器，DPAL通常的活性介质是中性碱原子的蒸气或这种蒸气与缓冲气体的混合物，不同碱金属原子态的不同组合通过四波混频FWM(four-wavemixing)和放大自发辐射两种非线性光学效应可以产生多个波长的光，其中涉及碱原子的四个电子能级以及三个电偶极子的跃迁。

自从前人开创了基于近红外激光泵浦的DPAL设计以来，其研究范围已从近红外光扩大至紫外光，研究人员对Rb原子使用两个激光的两步激发或使用单个激光的双光子激发，实现Rb原子的5S→5P→5D跃迁，在Rb蒸气中产生了相干蓝光。而与Rb原子同为碱金属原子的Cs原子，在相干蓝光功率上却远远低于Rb原子，但由于Cs原子是为全世界所接受的原子时的计时标准，因此基于Cs原子的DPAL一直是领域内的研究热点。

使用Cs原子产生相干蓝光的重要变量是Cs蒸气室的温度，当Cs蒸气室温度升高时，Cs原子的数密度相应增加，增强了上转换所产生的相干蓝光功率。但是在蒸气室的较高温度下，相干蓝光功率的提高速度随着Cs原子介质的深度增加却显著衰减，Cs原子介质自吸收效应逐步增强，产生的相关蓝光被Cs原子介质吸收，最终当蒸气室温度达到105℃时，相干蓝光功率呈下降趋势，因此一般认为105℃为提高Cs蒸气室温度以提高相干蓝光功率的阈值，即当蒸气室温度达到105℃时，相干蓝光功率受蒸气室温度限制，相干蓝光功率不再随蒸气室温度增加而增加。

发明内容

本发明的目的是提供一种双光子泵浦高功率铯蒸气蓝光激光的产生系统，用于解决在基于Cs原子产生相干蓝光的过程中，相干蓝光功率受蒸气室温度限制的问题。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种双光子泵浦高功率铯蒸气蓝光激光的产生系统，包括：第一激光束生成单元、第一激光束调制单元、第二激光束生成单元、分色镜单元以及相干蓝光生成单元。

所述第一激光束生成单元，用于生成第一激光束，旋转所述第一激光束，并分束旋转后的第一激光束，得到第一泵浦激光束以及第一探测激光束，出射所述第一泵浦激光束至所述第一激光束调制单元。

所述第一激光束调制单元，用于旋转所述第一泵浦激光束，并分束旋转后的第一泵浦激光束，得到第一泵浦调制激光束以及第一泵浦反射激光束，调制所述第一泵浦调制激光束的工作参数，旋转调制后的第一泵浦调制激光束，并出射旋转后的第一泵浦调制激光束至所述分色镜单元，旋转所述第一泵浦反射激光束并出射旋转后的第一泵浦反射激光束所述分色镜单元；所述工作参数包括：频率以及功率。

所述第二激光束生成单元，用于生成第二激光束，旋转所述第二激光束，并分束旋转后的第二激光束，得到第二泵浦激光束以及第二探测激光束，旋转所述第二泵浦激光束，出射旋转后的第二泵浦激光束至所述分色镜单元；

所述分色镜单元，用于出射所述旋转后的第一泵浦反射激光束、所述旋转后的第一泵浦调制激光束以及所述旋转后的第二泵浦激光束至所述相干蓝光生成单元。