專利名稱：高分辨率的光柵腔選支激光器的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及激光器，尤其涉及高分辨率的光柵腔選支激光器。
通常象CO2、CO、N2O等分子氣體可調諧激光器以及染料液體可調諧激光器等都采用光柵腔原理實施譜線的選擇。光柵腔由一塊球面反射鏡和一塊平面閃躍光柵所構成。評價光柵腔選支激光器性能的最主要的參量之一是它的譜線分辨率，即可調諧激光器可分辨的最小波長間隔。
本實用新型的目的是提供一種結構合理，制作方便的高分辨率的光柵腔選支激光器。
為了達到上述目的本實用新型采取下列措施它依次具有球面反射鏡，激光放電管和平面閃躍光柵，平面光柵置于轉臺上。
本實用新型結構合理、制作方便、分辨率高，能適用于所有的具有系列的分立譜線或準連續(xù)譜線輸出的激光器，如CO2、CO、N2O、準分子、遠紅外激光器，有機染料和無機液體激光器，以及半導體激光器。
以下結合附圖作詳細說明。


圖1是高分辨率的光柵腔選支激光器結構示意圖；圖2是選支原理分析圖。
高分辨率的光柵腔選支激光器，依次具有球面反射鏡1，激光放電管2和平面閃躍光柵3，平面光柵3置于轉臺4上，轉動平面閃躍光柵，實施光柵腔的選擇。
激光放電管為CO2激光器放電管，則球面反射鏡的曲率半徑R=3～7m，CO激光器放電管，則球面反射鏡的曲率半徑R=4～10m，染料激光器，則球面反射鏡的曲率半徑R=8～12m，N2O激光器放電管，則球面反射鏡的曲率半徑R=7～13m。激光放電管為CO2激光器放電管，則球面反射鏡的曲率半徑R=5m，CO激光器放電管，則球面反射鏡的曲率半徑R=7m，染料激光器，則球面反射鏡的曲率半徑R=10m，N2O激光器放電管，則球面反射鏡的曲率半徑R=9m。
本實用新型通過理論分析表明，光柵腔中對于滿足中心波長λo的振蕩光具有完全相同于通常平凹腔的光場分布，而對于偏離λo波長的光來說，相當于是腔失調損耗。因此，本實用新型認為，如果某一構型的光柵腔具有高的腔失調靈敏度，就意味著該腔具有高的譜線分辨率，即具有良好的可分辨最小波長間隔的本領。
在由平面閃躍光柵和球面鏡所構成的光柵腔中，對于偏離中心波長λo的光，腔內的光場分布形式等價于通常平凹腔失調時的情形，光柵調的選支過程，相當于平面鏡的換調過程。按照“維持基模振蕩”的觀點，只要基模光斑保持在反射鏡的有效尺寸范圍內，此基模仍能維持振蕩，因而，以此用為平凹腔失調的容限。假設反射鏡的有效半徑為a，基模在反射鏡上的光斑半徑為ωs，由“維持基模振蕩”的觀點，平面鏡(光柵)的最大容許傾角θmax(見圖1)為θmax=a-ωs/R(1)式中，R是球面反射鏡的曲率半徑。再根據(jù)本實用新型導出的微分光柵方程δ=Δλ/2dcosα (2)式中，δ是光柵傾角，即選支時的調諧角，d是光柵常數(shù)，α是光柵閃躍角。令δ=θmax的情況下，得到Δλ=2d(a-ωs/R)cosα(3)式中，Δλ即是光柵腔可分辨的最小波長間隔。按公式(3)來選取球面反射鏡的曲率半徑，例如，CO2分子激光器的00°1～02°0的R支躍遷的譜線R(46)與R(48)和波長間隔Δλ為7nm，按公式(3)，要使光柵腔選支激光器能分辨出這兩條譜線，光柵腔的球面反射鏡的曲率半徑R為5m。
權利要求1．一種高分辨率的光柵腔選支激光器，其特征在于它依次具有球面反射鏡[1]，激光放電管[2]和平面閃躍光柵[3]，平面光柵[3]置于轉臺[4]上。
2．根據(jù)權利要求1所述的一種高分辨率的光柵腔選支激光器，其特征在于所說的激光放電管為CO2激光器放電管，則球面反射鏡的曲率半徑R=3～7m,CO激光器放電管，則球面反射鏡的曲率半徑R=4～10m，染料激光器，則球面反射鏡的曲率半徑R=8～12m,N2O激光器放電管，則球面反射鏡的曲率半徑R=7～13m。
3．根據(jù)權利要求1或2所述的一種高分辨率的光柵腔選支激光器，其特征在于所說的激光放電管為CO2激光器放電管，則球面反射鏡的曲率半徑R=5m,CO激光器放電管，則球面反射鏡的曲率半徑R=7m，染料激光器，則球面反射鏡的曲率半徑R=10m,N2O激光器放電管，則球面反射鏡的曲率半徑R=9m。
專利摘要本實用新型公開了一種高分辨率的光柵腔選支激光器,它依次具有球面反射鏡,激光放電管和平面閃躍光柵,平面閃躍光柵置于轉臺上,球面反射鏡和平面閃躍光柵構成光柵腔。本實用新型結構合理,制作方便,分辨率高,能適用于所有系列的分立譜線或準連續(xù)譜線輸出的激光器,如CO
文檔編號H01S3/086GK2310403SQ97220378
公開日1999年3月10日 申請日期1997年7月9日 優(yōu)先權日1997年7月9日
發(fā)明者馬養(yǎng)武 申請人:浙江大學