專利名稱：溫控型遠(yuǎn)紅外激光器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型是溫控型遠(yuǎn)紅外激光器。在光泵或者放電泵浦情況下，溫控型遠(yuǎn)紅外激光器可以產(chǎn)生40～100μm的千余條遠(yuǎn)紅外激光譜線。輸出功率，連續(xù)波時(shí)在毫瓦量級(jí)，在脈沖狀態(tài)時(shí)為千瓦量級(jí)。因此是重要的遠(yuǎn)紅外和亞毫米輻射源。
由于遠(yuǎn)紅外激光的多普勒寬度小，遠(yuǎn)紅外激光腔必須在光軸方向平移調(diào)整腔長才能獲得激光振蕩。已有技術(shù)中的遠(yuǎn)紅外激光器，如L.B.Whitbourn，Novel resonator designs and optical components foroptically pumped submillimeter lasers，Proc.of the InternationalConference on Lasers’91(STS press McLean，VA 1992)，774～785，絕大多數(shù)是用機(jī)械平移調(diào)整機(jī)構(gòu)進(jìn)行腔長調(diào)諧，如用燕尾槽導(dǎo)向，用螺桿推(或拉)一面腔片的反射鏡架，以達(dá)到改變腔長目的。此機(jī)構(gòu)復(fù)雜，精度不容易達(dá)到要求；隨之而來的是激光輸出功率穩(wěn)定性差，激光器壽命較短。
本實(shí)用新型的目的是克服上述已有技術(shù)的缺點(diǎn)，不用機(jī)械結(jié)構(gòu)改變腔長，而設(shè)計(jì)一種溫控型遠(yuǎn)紅外激光器，使激光器結(jié)構(gòu)明顯簡單，并且容易達(dá)到腔長調(diào)整的精度要求。同時(shí)又能改善激光輸出的穩(wěn)定性和激光器壽命。特別是將大幅度地降低激光器成本，激光器制作技術(shù)也將容易掌握。
本實(shí)用新型溫控型遠(yuǎn)紅外激光器的結(jié)構(gòu)如附圖1所示。溫控型遠(yuǎn)紅外激光器是由激光管1，激光管1的兩端是激光諧振腔反射鏡2、5，置于激光管1外壁上的周圍有溫度控制器3和激光管1內(nèi)腔置有氣體激光工作物質(zhì)4所構(gòu)成。
上述的激光管1是玻璃管，或者是石英玻璃管，或者是金屬管，所說的激光腔反射鏡2、5是鍍金的全反射的球面反射鏡。位于激光管兩端的兩塊反射鏡2、5組成準(zhǔn)共焦諧振腔。反射鏡2、5中心帶有小孔，小孔用合適的光學(xué)窗口密封。入射泵浦之一端反射鏡2的小孔可以用硒化鋅窗口6密封。輸出遠(yuǎn)紅外激光束一端反射鏡5的小孔可以用石英窗口7密封。所說的溫度控制器3是由繞在激光管1外壁上的加溫元件31、伸進(jìn)加溫區(qū)的測溫元件32和與加溫元件31相連的溫度控制儀33所構(gòu)成。加溫元件31可以是電阻絲，或者是管狀電爐。測溫元件32可以是康銅熱電偶或者是溫度計(jì)。加溫元件31和測溫元件32安裝在激光管1外壁的周圍。根據(jù)需要可將激光管的一部分加溫，使其熱膨脹，或降溫，使其收縮，用以改變光學(xué)諧振腔的腔長。所述的氣體激光工作物質(zhì)4是甲醇或者甲酸，或者甲基氟，或者氰化氫等。
本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是(1)結(jié)構(gòu)簡單。不必用復(fù)雜而精密的機(jī)械腔長調(diào)整機(jī)構(gòu)。只用溫度控制器控制激光管長度隨溫度的變化，就可實(shí)現(xiàn)腔長調(diào)諧，而且調(diào)節(jié)精度高。
(2)穩(wěn)定性好。遠(yuǎn)紅外激光器輸出功率的穩(wěn)定性一直是難以解決的困難問題。本實(shí)用新型由于采用溫度控制腔長，比已有技術(shù)中調(diào)節(jié)機(jī)械結(jié)構(gòu)要精度高，從而使激光束輸出變得穩(wěn)定。
(3)成本低。本實(shí)用新型不用精密的機(jī)械腔長調(diào)整機(jī)構(gòu)，使激光器成本大幅度降低。
(4)技術(shù)容易掌握。溫控技術(shù)是成熟的技術(shù)，因此激光器制作技術(shù)變得十分容易掌握。


圖1是本新型溫控型遠(yuǎn)紅外激光器的結(jié)構(gòu)示意圖。
實(shí)施例1溫控型遠(yuǎn)紅外激光器整體結(jié)構(gòu)如圖1所示。激光管1采用φ50mm石英玻璃管，管長192cm。激光腔反射鏡2、5用鍍金球面反射鏡，其中注入端反射鏡2是平面鏡，中心帶φ2.7mm小孔，用φ5mm平面硒化鋅窗口6密封。輸出端反射鏡5是曲率半徑3m的鍍金球面鏡，中心帶有φ3mm的圓孔，用石英窗口7密封。溫度控制器3的加溫元件31是SK-4-10型管狀電阻爐，溫度控制儀采用KSW-40-16電阻爐溫度控制儀控制溫度。氣體工作物質(zhì)4是甲醇蒸氣，充氣壓強(qiáng)為100mtorr。用選支CO2激光器激光泵浦，結(jié)果如下遠(yuǎn)紅外波 長輸出功率 溫度 泵浦線泵浦激光功率70μm2mW 8℃(室溫) 9P(34)5W119μm 10mW36℃ 9P(36)5W570μm 10mW47℃ 9P(16)8W從上述結(jié)果的數(shù)據(jù)，充分說明了本新型結(jié)構(gòu)簡單，激光輸出功率穩(wěn)定性好等特點(diǎn)。
權(quán)利要求1.一種溫控型遠(yuǎn)紅外激光器，含有內(nèi)腔置有氣體激光工作物質(zhì)(4)的激光管(1)，激光管(1)的兩端是構(gòu)成激光諧振腔的反射鏡(2)、(5)，其特征在于置于激光管(1)的外壁周圍有溫度控制器(3)。
2.依據(jù)權(quán)利要求1所述的遠(yuǎn)紅外激光器，其特征在于溫度控制器(3)是由繞在激光管(1)外壁周圍的加溫元件(31)、伸進(jìn)加溫區(qū)的測溫元件(32)和與加溫元件(31)相連的溫度控制儀(33)所構(gòu)成。
專利摘要一種溫控型遠(yuǎn)紅外激光器，是一種遠(yuǎn)紅外和亞毫米的重要輻射源。含有內(nèi)腔置有氣體激光工作物質(zhì)的激光管，激光管的兩端是構(gòu)成激光諧振腔的反射鏡，在激光管外壁周圍有由加溫元件、測溫元件和溫度控制儀構(gòu)成的溫度控制器。相對(duì)已有技術(shù)以機(jī)械結(jié)構(gòu)調(diào)節(jié)腔長的結(jié)構(gòu)，本實(shí)用新型是以控制溫度調(diào)節(jié)腔長的結(jié)構(gòu)簡單、成本低，調(diào)節(jié)精度高，而且輸出激光功率穩(wěn)定性好。
文檔編號(hào)H01S3/02GK2262768SQ9622997
公開日1997年9月17日 申請日期1996年5月27日 優(yōu)先權(quán)日1996年5月27日
發(fā)明者傅恩生 申請人:中國科學(xué)院上海光學(xué)精密機(jī)械研究所