口的正前方,以侧面栗浦的方式发出栗浦光31;或者,栗浦模块位于蒸气室下激光窗口的正下方,或上激光窗口的正上方,以端面栗浦的方式发出栗浦光31。
[0019](三)有益效果
[0020]从上述技术方案可以看出,本发明的增益介质局部双向交替流动的DPAL激光器具有以下有益效果:
[0021](I)碱金属蒸气仅在局部(碱金属蒸气利用通道)进行流动,因此仅有蒸气室附近的区域需要维持较高的温度,其他区域温度可处于常温,大大降低了激光器对真空耐热性能的要求;
[0022](2)由于将化学性质非常活跃的碱金属蒸气局限在蒸气室附近,避免了碱金属蒸气与管路及管路内器件发生反应导致碱金属的消耗;
[0023](3)由于碱金属蒸气局限在蒸气室附近,管道和风机无需暴露在高温环境下,且不接触碱金属蒸气,极大地减少了碱金属原子对风道和腔体的污染,避免了对管道和风机的污染和损坏;
[0024](4)本发明的DPAL激光器可以在顺时针循环模式和逆时针循环模式之间交替进行,实现碱金属蒸气的双向交替流动,达到重复利用碱金属的目的,可在无需更换或添加碱金属原料的情况下大大增加激光器的工作时间。
【附图说明】
[0025]图1为碱金属蒸气激光器的能级结构示意图;
[0026]图2为现有技术的一种侧面栗浦DPAL激光器;
[0027]图3为本发明第一、二、三实施例的增益介质局部双向交替流动的DPAL激光器的立体图;
[0028]图4为本发明第一、二、三实施例的增益介质局部双向交替流动的DPAL激光器的侧视图;
[0029]图5为本发明第一、二、三实施例的增益介质局部双向交替流动的DPAL激光器的蒸气室的结构图;
[0030]图6为本发明第四实施例的增益介质局部双向交替流动的DPAL激光器的立体图;[0031 ]图7为本发明第五实施例的增益介质局部双向交替流动的DPAL激光器的侧视图;
[0032]图8为本发明第六实施例的增益介质局部双向交替流动的DPAL激光器的侧视图。
[0033]【符号说明】
[0034]11-管道;12-第一热交换器;13-第二热交换器;14-第一鸭嘴型气体耦合接口; 15-第二鸭嘴型气体耦合接口; 16-第一风机;17-第二风机;18-蒸气室;
[0035]21-第一碱金属回收容器;22-第一碱金属蒸发器;23-第二碱金属回收容器;24-第二碱金属蒸发器;
[0036]31-栗浦光;
[0037]41-全反腔镜;42-输出耦合镜;
[0038]51-前激光窗口 ; 52-后激光窗口 ; 53-上栗浦窗口 ; 54-左风口 ; 55-右风口。
【具体实施方式】
[0039]为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,以下结合具体实施例,并参照附图,对本发明进一步详细说明。
[0040]—、第一实施例
[0041]请参见图3,图3示出了本发明第一实施例的一种增益介质局部双向交替流动的DPAL激光器,图4为图3的DPAL激光器的侧视图,其包括蒸气室18、碱金属生成装置、碱金属回收装置、循环子系统、栗浦模块和谐振组件。其中,
[0042]蒸气室18,其左右两侧分别连接至循环子系统,该循环子系统内充有缓冲气体;
[0043]碱金属生成装置,其连接至循环子系统靠近蒸气室一侧的第一位置;
[0044]碱金属回收装置,其连接至循环子系统靠近蒸气室另一侧的第二位置,从而在第一位置和第二位置之间形成碱金属蒸气利用通道;
[0045]栗浦模块,正对蒸气室的栗浦窗口,其发出栗浦光,该栗浦光通过蒸气室18,激励其中的碱金属蒸气形成粒子数反转;
[0046]谐振组件,正对蒸气室的激光窗口,将激光谐振放大并输出。
[0047]碱金属生成装置生成的碱金属蒸气进入循环子系统的一侧后与缓冲气体混合,经过蒸气室进入另一侧的循环子系统,碱金属蒸气由该侧的碱金属回收装置回收,从而不会扩散到循环子系统的其他区域。
[0048]其中,如图5所示,蒸气室18为水平放置的六面开口长方体,其前、后开口分别由窗口片密封,形成前、后激光窗口 51、52,其上、下开口分别由窗口片密封,形成上栗浦窗口 53和下栗浦窗口,其左、右开口作为左风口54和右风口55,碱金属蒸气在蒸气室18中沿水平方向流动。
[0049]优选地,蒸气室18可由不锈钢等对碱金属化学性质稳定的材料制成;前、后激光窗口 51、52的尺寸为8 X 8mm2,上栗浦窗口 53、下栗浦窗口的尺寸为8 X 20mm2,左、右风口 54、55的尺寸为8 X 20mm2;蒸气室18也可以为圆柱体、正方体或其它中空腔体。
[0050]循环子系统包括管道11、第一热交换器12、第二热交换器13、第一鸭嘴型气体耦合接口 14和第二鸭嘴型气体耦合接口 15;管道11为缺口朝上的“C”型管道,其截面为矩形;管道的第一开口与第一热交换器的第一端口尺寸相同并密封连接,第一热交换器的第二端口与第一鸭嘴型气体耦合接口的大开口尺寸相同并密封连接,管道的第二开口与第二热交换器的第一端口尺寸相同并密封连接,第二热交换器的第二端口与第二鸭嘴型气体耦合接口的大开口尺寸相同并密封连接,第一、第二鸭嘴型气体耦合接口的小开口与蒸气室的左、右风口 54、55尺寸相同,并密封连接,与蒸气室组成密封真空系统,其内部充有缓冲气体。
[0051]优选地,第一热交换器12作为加热器,用于加热缓冲气体流,第一热交换器13作为冷凝器,用于冷却碱金属蒸气。
[0052]优选地,第一、第二鸭嘴型气体耦合接口的尺寸相同,从其大开口至小开口的方向,管径逐渐缩小,当缓冲气体和碱金属蒸气组成的混合气体由大开口流向小开口时,可以加速气体流速并加快缓冲气体和碱金属蒸气的混合,当混合气体由小开口流向大开口时,可以减缓气体流速,使得混合气体与热交换器充分接触。
[0053]优选地,管道11的截面还可以为圆形、椭圆形或其他形状。优选地,该缓冲气体为甲烷、乙烷、丙烷的至少之一和氦气、氖气的至少之一的混合气体,用于碱金属原子D2吸收线的加宽和增大精细结构混合速率。
[0054]碱金属生成装置包括第一碱金属回收容器21、第一碱金属蒸发器22、其中,第一碱金属蒸发器22安装有加热器,第一碱金属回收容器21内盛有碱金属单质,第一碱金属蒸发器22与第一碱金属回收容器21连为一体,第一碱金属回收容器的开口密封连接第一热交换器的第三端口;碱金属回收装置密封连接第二热交换器的第三端口。
[0055]优选地,第一碱金属蒸发器22以包裹或贴合的方式紧贴第一碱金属回收容器21;第一碱金属回收容器21、第一碱金属蒸发器22与碱金属回收装置关于蒸气室18对称;碱金属采用铷、铯、钾中的至少之一。
[0056]栗浦模块位于蒸气室上栗浦窗口53的正上方,以侧面栗浦的方式发出栗浦光31,栗浦光31激励蒸气室的碱金属蒸气。
[0057]优选地,栗浦模块为LD栗浦模块,具体为半导体激光器线阵或半导体激光器叠阵,更进一步地,栗浦模块为通过面体布拉格光栅线宽压窄的半导体激光叠阵。
[0058]谐振组件包括全反腔镜41和输出耦合镜42,全反腔镜41和输出耦合镜42分别位于前、后激光窗口 51、52的正前方,受栗浦光31激励后,碱金属原子的¥1/2—231/2跃迀对应波长的激光在全反腔镜41和输出耦合镜42之间不断反射而实现谐振放大,并通过输出耦合镜42输出碱金属原子的2Pl/2—2Sl/2跃迀对应波长的激光。
[0059]本发明第一实施例的增益介质局