[发明专利]一种全固态和频钠信标激光器

说明书

技术领域

 本发明属于全固态激光器领域，具体涉及一种全固态和频钠信标激光器，是基于单纵模激光和多纵模激光和频产生的全固态钠信标激光器。用于天文自适应光学系统人造钠导星回光探测、大气波前测量及校正。

背景技术

当589.159 nm激光照射距离地面高度90km~100 km的大气中圈钠层时，将产生较强的后向共振散射回光，它可以为自适应光学系统提供人造导引星——钠信标。基于1064nm与1319nm两束全固态近红外激光和频，是产生钠信标激光器的有效途径，该类型激光器称之为全固态和频钠信标激光器。为了使全固态和频钠信标激光器中心波长及线宽与钠层原子最强吸收线D_2a线匹配，从而提高大气层钠原子的共振回光效率，需要精确控制1064nm与1319nm两束基频激光的中心波长和线宽。

现有的全固态和频钠信标激光器产生途径主要有两种形式：1）两台单纵模激光器和频：1064nm与1319nm两束近红外激光均为单纵模，所获得的钠信标激光为单纵模，线宽通常小于10MHz；2）两台多纵模激光器和频：1064nm与1319nm两束近红外激光均为多纵模，所获得的钠信标激光为多纵模，线宽等于两束近红外激光线宽之和，通常在1GHz~3GHz范围内。

这两种产生途径均存在一些不足和局限性：第一种方式获得的线宽过小，对于高能量或高平均功率钠信标激光器系统，极易引起大气层钠原子的吸收饱和效应；第二种方式获得的线宽较大，降低了大气层钠原子的回光效率，同时需精确匹配控制两台多纵模近红外激光器纵模数量，技术难度大、系统较复杂。

发明内容

为了克服现有技术中全固态钠信标激光器线宽控制区间窄、控制手段复杂的不足，本发明提供了一种全固态和频钠信标激光器。

本发明的一种全固态和频钠信标激光器，其特点是，所述的激光器包括单纵模1064nm激光器、第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜、多纵模1319nm激光器、45度全反镜、45度分光镜、缩束透镜、和频晶体、第一589nm分光镜、吸收池和第二589nm分光镜；第一透镜、第二透镜、45度全反镜依次设置在单纵模1064nm激光器传输光路上，第一透镜与第二透镜中心轴与单纵模1064nm激光器光轴平行，45度全反镜镜面与单纵模1064nm激光器光轴成45度夹角；多纵模1319nm激光器光轴设置与单纵模激光器光轴平行，第三透镜、第四透镜、45度分光镜依次设置在多纵模1319nm激光器传输光路上，第三透镜与第四透镜中心轴与多纵模1319nm激光器光轴平行，45度分光镜与多纵模1319nm激光器光轴成45度夹角，45度分光镜的镜面中心设置在单纵模1064nm激光器反射光轴与多纵模1319nm激光器光轴相交点；缩束透镜、和频晶体、第一589nm分光镜、吸收池依次设置在多纵模1319nm激光器透射通过45度分光镜的传输光路上，和频晶体设置于缩束透镜一倍焦距处，第一589nm分光镜镜面与多纵模激光器的光轴成45度夹角，第二589nm分光镜设置在第一589nm分光镜的反射光路上，镜面与反射光轴的夹角为45度。

所述的单纵模1064nm激光器为二极管泵浦全固态1064nm激光器，真空中心波长为1064.500nm至1064.700nm，线宽为1kHz~10MHz，工作体制既可以为连续体制，也可以为脉冲体制。

所述的多纵模1319nm激光器为二极管泵浦全固态1319nm激光器，真空中心波长为1319.082nm至1319.389nm，线宽为0.1GHz~1GHz，工作体制与1064nm激光器相同，其中心频率等于钠信标激光中心频率与1064nm激光中心频率之差。

所述的45度全反镜为平面镜，材料选用光学玻璃或光学晶体，表面对单纵模1064nm激光镀制45度高反膜，反射率R≥99.5%。

所述的45度分光镜为平面镜，材料选用光学玻璃或光学晶体，表面镀制45度双色分光膜，对一束单纵模1064nm激光高反，反射率R≥99.5%，对另一束多纵模1319nm激光增透，透过率T≥98%。

所述的第一透镜、第二透镜、第三透镜、第四透镜为同类型透镜，直径均为10mm~50mm，当为正透镜时焦距100mm~600mm，当为负透镜时焦距-100mm~-500mm。

所述的缩束透镜为正透镜，直径为10mm~50mm，焦距为直径的5倍~20倍。