[实用新型]一种固体和频钠导星光谱连续激光输出装置

说明书

本实用新型涉及一种固体和频钠导星光谱连续激光输出装置，属于激光和天文自适应光学技术领域，包括固体1064nm基频激光器、固体1319nm基频激光器、平面高反镜、合束镜、会聚球透镜、和频晶体、准直球透镜和分束镜，本实用新型采用固体1064nm基频激光器和固体1319nm基频激光器非线性和频产生589nm和频激光，同时，固体1064nm基频激光器和固体1319nm基频激光器中至少一者输出声光移频反馈光谱连续激光，促使589nm和频激光为光谱连续和频激光，能够充分激发利用所有速率的大气层钠原子，实现高亮度、高效钠导星回光，满足天文自适应光学以及白光原子冷却、气体探测等应用，此外，整个装置简单紧凑，体积小，维护方便。

技术领域

本实用新型属于激光和天文自适应光学技术领域，具体地说涉及一种固体和频钠导星光谱连续激光输出装置。

背景技术

随着激光技术的发展，从20世纪80年代以来，世界地基天文望远镜开始走向自适应光学望远镜时代。望远镜自适应光学校正需以观测目标附近的亮星作为导引星来获取大气造成的波前畸变信息，再通过实时反馈控制变形镜补偿该波前畸变，从而实现对导引星附近被观测目标的高分辨成像。激光导引星技术最早由美国提出，即利用高功率激光在大气层上方产生高亮度的人造导引星，从而实现对全天区目标的校正。海拨80～100km大气电离层中存在丰富的钠原子，采用589nm波长黄激光共振激发这些钠原子可产生强的背向荧光辐射，称为激光钠导星。钠导星生成高度高(已接近大气顶层)、亮度高，对全程大气造成的波前畸变都能很好校正，使望远镜实现近衍射极限的高分辨率。因此，激光钠导星系统成为自适应光学望远镜的核心器件。而作为激光钠导星系统的关键-高功率窄线宽钠导星激光器成为国内外研究的热点。

激光钠导星最常用的激发波长是钠原子的D₂谱线，其中又以吸收截面较强的超精细D_2a线(589.159nm)为最佳，其次为D_2b线(589.157nm)，呈现“双峰”连续光谱结构。发展至今，高功率窄线宽589nm钠导星激光的实现途径主要有染料激光直接产生、固体激光非线性频率变换和光纤激光非线性频率变换方法，其又分为连续波、连续锁模皮秒脉冲、微秒脉冲、宏微脉冲、纳秒脉冲等多种工作体制。而由于钠原子的吸收是非线性的、易产生饱和效应(D₂线饱和光强约95.4W/m²)，要求激光峰值功率密度不可太高，以连续波和微秒脉冲工作体制回光效率最佳。但是，在实际应用中，受传统激光器的离散纵模光谱特征的影响，高功率窄线宽钠导星激光只能共振激发很少一部分速率的大气层钠原子，产生的荧光回光效率依然受到饱和效应的制约、回光效率低。

实用新型内容

针对现有技术的种种不足，为了解决上述问题，现提出一种固体和频钠导星光谱连续激光输出装置。

为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种固体和频钠导星光谱连续激光输出装置，包括基频激光输出方向平行的固体1064nm基频激光器和固体1319nm基频激光器，且固体1064nm基频激光器和/或固体1319nm基频激光器输出声光移频反馈光谱连续激光；

还包括平面高反镜、合束镜、会聚球透镜、和频晶体、准直球透镜和分束镜，所述合束镜、会聚球透镜、和频晶体、准直球透镜和分束镜的中心均位于固体1064nm基频激光器输出的1064nm基频激光的传输光路上且沿着1064nm基频激光的传输方向依次设置，所述平面高反镜的镜面中心位于固体1319nm基频激光器输出的1319nm基频激光的传输光路上，且其镜面与1319nm基频激光的传输光路的夹角为45°，所述合束镜与平面高反镜平行设置，用于将1064nm基频激光和1319nm基频激光合束形成1064nm和1319nm基频激光。

进一步，所述固体1064nm基频激光器和固体1319nm基频激光器均输出线偏振窄线宽基频激光。

进一步，所述平面高反镜的前镜面镀有1319nm高反膜，其后镜面镀有1319nm增透膜。