[发明专利]基于圆偏振光极化泵浦的碱金属蒸气激光器及出光方法

摘要

本发明属于激光器技术领域，涉及一种基于圆偏振光极化泵浦的碱金属蒸气激光器及泵浦与出光方法，包括半导体激光器、一号柱透镜、斩波器、二号柱透镜、二分之一λ波片、聚焦光学系统、激光谐振腔一号反射镜、一号偏振分光棱镜、一号四分之一λ波片、碱金属蒸气池、二号四分之一λ波片、二号偏振分光棱镜、激光谐振腔二号反射镜、一号光电探测器、二号光电探测器。本发明通过对泵浦光以及出射激光偏振态的控制，从物理机理层面实现了碱金属激光器效率的提升；然后基于特定偏振态的泵浦光和激光，实现了特定能级之间的跃迁，通过提升跃迁截面实现对自发辐射的抑制；最后通过调节波片角度就能够实现线偏振和圆偏振两种方式的出光，可调节性强。

主权项

1.一种基于圆偏振光极化泵浦的碱金属蒸气激光器，其特征在于：包括半导体激光器(1)、一号柱透镜(3)、斩波器(4)、二号柱透镜(5)、二分之一λ波片(6)、聚焦光学系统(7)、激光谐振腔一号反射镜(8)、一号偏振分光棱镜(9)、一号四分之一λ波片(10)、碱金属蒸气池(11)、二号四分之一λ波片(12)、二号偏振分光棱镜(13)、激光谐振腔二号反射镜(14)、一号光电探测器(15)、二号光电探测器(16)；对于半导体激光器1发出的泵浦光(2)，经过一号柱透镜(3)、斩波器(4)和二号柱透镜(5)后转变为准连续平行光，二分之一λ波片(6)调节泵浦光的偏振方向使其与P光一致，聚焦光学系统(7)将泵浦光聚焦到碱金属蒸气池(11)中，泵浦光进入碱金属蒸气池(11)前经过一号偏振分光棱镜(9)和一号四分之一λ波片(10)，所述一号偏振分光棱镜(9)可以完全透射P光，反射S光，一号偏振分光棱镜(9)在光路中有两个作用：第一个作用是限制泵浦光的偏振方向，实现大截面能级之间的泵浦，泵浦光中只有P光能够透过一号偏振分光棱镜(9)进入碱金属蒸气池(11)，泵浦光中残留的S光会被一号偏振分光棱镜(9)向远离激光谐振腔一号反射镜(8)的方向反射到谐振腔外；第二个作用是限制出射激光的偏振方向，实现大截面能级之间的出光；所述一号四分之一λ波片(10)用于将线偏振泵浦光转化为左旋圆偏振泵浦光，左旋圆偏振泵浦光透过碱金属蒸气池(11)后经过二号四分之一λ波片(12)，重新转化为P光线偏振光，经过二号偏振分光棱镜(13)透射出系统，进入一号光电探测器(15)；激光谐振腔一号反射镜(8)反射的激光分为两部分，P光与泵浦光相同，直接透过一号偏振分光棱镜(9)，朝远离激光谐振腔一号反射镜(8)的方向出射，S光由于与泵浦光入射的方向不同，被一号偏振分光棱镜(9)反射，朝着碱金属蒸汽池(11)方向出射，而S光经过一号四分之一λ波片(10)转化为右旋圆偏振光，右旋圆偏振光在碱金属蒸汽池(11)中被放大之后，经过二号四分之一λ波片(12)重新转化为S光，转化后的S光由二号偏振分光棱镜(13)向上反射，进入激光谐振腔二号反射镜(14)，部分激光透射过激光谐振腔二号反射镜(14)后进入二号光电探测器(16)；部分激光被激光谐振腔二号反射镜(14)反射回谐振腔以提供反馈；所述一号光电探测器(15)用以检测泵浦光泵浦过程，所述二号光电探测器(16)用以检测激光出光过程。