[其他]横向塞曼激光器

说明书

本实用新型属于气体激光器技术。

稳定的横向塞曼激光器（STZL）是光学测量用的新颖光源。其优异特性在于它能同时输出两个互相垂直偏振的线偏振光，其拍频频率f_b可以在几十千赫到几百千赫之间连续调谐，而且有优于10^－10的高频率稳定度和10^－9的频率复现度，因此它在干涉计量，晶体双折射和旋光性检测、多普勒测速等方面有重要用途。

拍频调谐曲线是STZL的基本特征标志，其线性区被作为稳频区。从应用角度来说，要求拍频调谐曲线有完整的S形或倒置的S形，因为这是达到良好的稳频效果和宽的调谐范围的基础。但目前国内外试制生产的横向塞曼激光器的拍频调谐曲线大多是不完整的S形〔1－2〕，而是呈现V形，即出现零频率的拍频，出现完整的S形拍频调谐曲线的几率较小，这样使得它在下述两个主要应用领域的应用带来如下的困难：第一，将使其作为长度标准使用实际上成为不可能。这是由于在此种情况下，不同的STZL的稳频工作点对应的光频频率是彼此不同的，为确定波长的光频就需要将每支STZL的实际光频与标准波长激光器的光频进行校准比对，而这种标准波长激光器只有国家计量部门才具备，且需要恒温恒湿的工作环境条件，这对一般生产STZL的厂家和STZL使用单位的工作环境条件实际上是办不到的；第二，当把STZL的拍频信号作为探测光源使用时，由于拍频调谐曲线线性区窄，这样就减小了拍频信号调谐的范围。

目前STZL的制作都是采用软介质膜反射镜作为STZL的二个反射镜或者硬介质膜反射镜作为STZL的二个反射镜〔1－2〕，因目前二种反射镜介质膜的应力双折射的方向不能予先测定，因此在制成的STZL的二个介质膜反射镜应力双折射的相对取向具有随机性，一旦它们的取向不一致或者可能相互垂直，拍频调谐曲线的中心频率就会减小或者甚至出现零频率的拍频，即呈现不完整的S形或者V形拍频调谐曲线。

本实用新型是STZL的二个反射镜采用软硬膜反射镜相搭配的结构，就能容易地实现拍频调谐曲线呈现完整的S形或倒置的S形，这样一来就很容易找到拍频调谐曲线中心工作点；尽管每支STZL拍频调谐曲线中心工作点的拍频频率各异，但它都对应着同一个光频频率（在频率复现性误差范围以内是增益曲线的中心频率）。因此将STZL的波长作为长度的尺度时就无需将每支使用或生产的STZL的光频与国家计量部门的标准波长激光器光频进行校准比对，这对于STZL使用者来说是非常方便的，既发挥了它良好的稳频性能的功能；同时，由于有完整的S形拍频调谐曲线，有较宽的线性拍频调谐范围，因此在将STZL用于探测光源使用时有较宽的调谐工作范围。这种技术的实现並没有增加STZL制作成本，相反，得到完整的S形拍频调谐曲线的合格率大大提高，无疑这是大大降低了制作STZL的成本，使STZL更加实用化，更能发挥出它的高频率稳定度（伏于10^－10）和高频率复现度（10^－9）的优异性能。

本实用新型的实现是很容易的，即采用软介质膜（例如ZnS／MgF₂）反射镜与硬介质膜（例如SiO₂）反射镜搭配使用的腔结构：全反射镜选用软介质膜，输出镜选用硬介质膜，或者全反射镜选用硬介质膜，输出镜选用软介质膜。由于软介质膜反射镜应力双折射较之硬介质膜反射镜小得多，软介质膜的应力双折射影响可略去不计，STZL腔反射镜总的应力双折射大小和方向基本上由硬介质膜反射镜决定。采用此种新结构极易获得完整的S形拍频调谐曲线和宽范围的线性区，且在此区域内的拍频波形不发生畸变。此方法方便可靠，为制造合乎要求的STZL提供了方便和保证。

附图说明：

附图为横向塞曼激光器简图。

1、2为二个反射镜，其中一个为硬膜反射镜，另一个为软膜反射镜；3为管壳；4为阴极；5为阳极；6为压电陶瓷腔长调节体；7、8为二块能产生横向磁场的磁体。