一种三波长碱金属蒸气激光器的制作方法

本发明属于碱金属蒸气激光器领域，涉及一种三波长碱金属蒸气激光器。

背景技术：

自从半导体泵浦碱金属蒸气激光器(diode-pumpedal钾alilaser,dpal)的概念于2001年被首次提出以来，dpal获得了广泛关注和迅速发展。dpal兼具传统气体激光器和固体激光器的优势，同时规避了其缺点，被认为是未来极具潜力的新型高功率激光器的最佳选择之一。其主要优点包括：斯托克斯效率高，废热沉积少；气体介质循环流动，散热性好；气体介质无毒，易于管理操作；气体介质折射率的温度变化系数小，所得光束质量好；近红外光谱，大气透过性好；结构紧凑、体积小、重量轻、易于集成、且环境适应能力强等。基于上述优势，dpal在科学研究、航空航天、工业加工、医疗卫生和国防军事等领域具有巨大的应用价值。尤其在军事方面，dpal可应用于激光测距、激光雷达、激光通讯、光电对抗以及军事防御等领域。2010年，美国军方将dpal作为未来兆瓦级高能激光的首选方案；2012年，美国将dpal纳入其弹道导弹防御规划项目。近年来，美国更是明确将dpal作为其“定向能研究”(der)项目的优先发展技术。

dpal主要以碱金属原子(钾、或铷、或铯)的饱和蒸气作为工作物质，并添加甲烷、或乙烷、或丙烷等单独大分子碳氢化合物气体，或是这些气体与氦气组成的混合气体作为缓冲气体，来展宽碱金属原子泵浦吸收谱线宽和加快其精细结构能级间的弛豫速率。碱金属原子最外层价电子具有相似的能级结构，且能级间通过粒子的跃迁实现能量转换和激光发射，如图1所示，n2s1/2→n2p3/2的泵浦吸收跃迁，n2p3/2→n2p1/2的电偶极禁戒跃迁，以及满足粒子束反转条件时，产生的n2p1/2→n2s1/2的激光跃迁。

随着高新技术对高效且多样化激光光源的进一步需求，激光器也在不断寻求发展创新，其中值得关注的就有多波长激光器。目前，多波长激光器在光通讯、光计算、精细激光光谱、激光彩色打印、干涉彩虹全息、光动力学医疗、环境监测、激光雷达、激光遥感和光电对抗等重要领域的需求越来越迫切。事实上，在传统的固体和光纤激光领域，多波长激光器已经有一定发展，但这些多波长固体和光纤激光器因自身仍存在着不同程度的缺陷，难以实现高功率多波长激光的同时输出。dpal拥有优于固体及光纤激光器的许多突出优势，例如可采用在时域上具有不同输出类型或调制方式的泵浦，在同一个谐振腔内可同时泵浦不同的碱金属介质而所产生的不同波长的受激光子互不影响。因此，构建多波长输出的dpal，将在很大程度上弥补多波长固体和光纤激光器的不足，在未来高功率激光领域有着巨大的发展潜力。

综上所述，本发明提出在同一个谐振腔内同时以三种碱金属(钾、铷和铯)原子的饱和蒸气作为工作物质的一种三波长碱金属蒸气激光器。

技术实现要素：

(一)发明目的

本发明的目的是：避免传统多波长固体和光纤激光器的缺陷，充分发挥在同一个谐振腔内可同时泵浦不同的碱金属介质而所产生的不同波长的受激光子互不影响的优势，设计了一种在同一谐振腔内同时实现三波长输出的碱金属蒸气激光器。该种激光系统的关键是三种波长的半导体激光光源分别泵浦充入钾、铷和铯介质的三个相互独立的蒸气池。当激光器稳定工作时，三种不同波长的受激光子在同一个谐振腔内同时振荡，可形成三种不同波长的激光输出。

(二)技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种三波长碱金属蒸气激光器，该激光器包括三套独立的密闭碱金属蒸气池、温控系统、泵浦源系统、泵浦耦合系统以及一个光学谐振腔；三个独立的密闭碱金属蒸气池内分别充入固态或液态的钾、铷和铯介质，以及预设压强的缓冲气体；三个独立的温控系统分别设置在各碱金属蒸气池外部，用于分别控制各密闭碱金属蒸气池内的碱金属蒸气温度；三个独立的泵浦源系统由三种波长的窄线宽半导体激光器组成，各半导体激光器的输出激光中心波长与其泵浦的碱金属蒸气池内碱金属介质的吸收中心波长一一对应；泵浦耦合系统由多个聚焦透镜、或偏振分光棱镜(pbs)、或双波长合束器组成，用于将三束泵浦光同时耦合进三个碱金属蒸气池内；光学谐振腔由一个输出耦合镜和一个全反镜组成，所有碱金属蒸气池置于光学谐振腔内部，当各碱金属蒸气池内的碱金属介质受到相应泵浦光激励后辐射出不同波长的受激光子，这些光子在光学谐振腔内来回振荡，形成激光输出。

进一步的，各碱金属蒸气池内充入的缓冲气体为甲烷、或乙烷、或丙烷等单独的烃类气体，或是这些烃类气体中的某一种与氦气组成的混合气体。缓冲气体主要用于展宽碱金属原子泵浦吸收谱的线宽或加快碱金属原子精细结构能级间的弛豫速率。

进一步的，各个温控系统均由加热器、温度传感器和控制系统组成。各个温控系统的加热器分别套设在各碱金属蒸气池管腔外部，且各加热器上开设有泵浦光透射口。一般来说，为了使碱金属蒸气池尽可能均匀受热，通常都采用环状加热器。

进一步的，各窄线宽半导体激光器输出的激光通过端面泵浦或侧面泵浦方式进入其对应的碱金属蒸气池内。

进一步的，聚焦透镜、或偏振分光棱镜、或双波长合束器的数量根据结构的需求来决定。

进一步的，光学谐振腔为直线型、或l型、或u型谐振腔。

其中，所述光学谐振腔为u型谐振腔，三种波长的窄线宽半导体激光器中，第一窄线宽半导体激光器输出的激光经过同轴布置的第一聚焦透镜、第一偏振分光棱镜耦合进入钾碱金属蒸气池；第二窄线宽半导体泵浦激光器输出的激光经过同轴布置的第二聚焦透镜、第二偏振分光棱镜耦合进入铷碱金属蒸气池；第三窄线宽半导体泵浦激光器3输出的激光经过同轴布置的第三聚焦透镜、第二偏振分光棱镜耦合进入铯碱金属蒸气池；铯碱金属蒸气池位于第一偏振分光棱镜和第二偏振分光棱镜之间，输出耦合镜位于铷碱金属蒸气池出光侧，全反镜位于钾碱金属蒸气池出光侧。

其中，所述光学谐振腔为l型谐振腔，三种波长的窄线宽半导体激光器中，第一窄线宽半导体激光器输出的激光经过同轴布置的第一聚焦透镜、第一偏振分光棱镜耦合进入钾碱金属蒸气池；第二窄线宽半导体泵浦激光器输出的激光经过同轴布置的第二聚焦透镜、第二偏振分光棱镜耦合进入铷碱金属蒸气池；第三窄线宽半导体泵浦激光器3输出的激光经过同轴布置的第三聚焦透镜、第二偏振分光棱镜耦合进入铯碱金属蒸气池；钾碱金属蒸气池和铷碱金属蒸气池同轴位于第一偏振分光棱镜、第二偏振分光棱镜之间，输出耦合镜位于铯碱金属蒸气池出光侧，全反镜位于第一偏振分光棱镜反光侧。

其中，所述光学谐振腔为u型谐振腔，三种波长的窄线宽半导体激光器中，第一窄线宽半导体激光器输出的激光经过同轴布置的第一聚焦透镜、第一偏振分光棱镜耦合进入钾碱金属蒸气池；第二窄线宽半导体泵浦激光器输出的激光经过同轴布置的第二聚焦透镜、波长合束器、第二偏振分光棱镜耦合进入铷碱金属蒸气池；第三窄线宽半导体泵浦激光器3输出的激光经过第三聚焦透镜后由波长合束器90°转折，再经由第二偏振分光棱镜耦合进入铯碱金属蒸气池；铯碱金属蒸气池和铷并排同轴布置，输出耦合镜位于钾碱金属蒸气池出光侧，全反镜位于铷碱金属蒸气池出光侧。

其中，所述光学谐振腔为直线型谐振腔，三种波长的窄线宽半导体激光器中，第一窄线宽半导体激光器输出的激光经过第一聚焦透镜后经由第一偏振分光棱镜90°转折后耦合进入钾碱金属蒸气池；第二窄线宽半导体泵浦激光器输出的激光经过同轴布置的第二聚焦透镜、波长合束器后，经由第二偏振分光棱镜90°转折后耦合进入铷碱金属蒸气池；第三窄线宽半导体泵浦激光器3输出的激光经过第三聚焦透镜后由波长合束器90°转折，再经由第二偏振分光棱镜90°转折后耦合进入铯碱金属蒸气池；钾碱金属蒸气池、铷碱金属蒸气池和铯碱金属蒸气池并排依次同轴布置，输出耦合镜位于第二偏振分光棱镜出光侧，全反镜位于第一偏振分光棱镜出光侧。

其中，所述光学谐振腔为l型谐振腔，三种波长的窄线宽半导体激光器中，第一窄线宽半导体激光器输出的激光经过第一聚焦透镜后经由第一聚焦透镜、波长合束器、偏振分光棱镜后耦合进入钾碱金属蒸气池；第二窄线宽半导体泵浦激光器输出的激光经过第二聚焦透镜、波长合束器后，90°转折，再经由偏振分光棱镜90°转折后耦合进入铷碱金属蒸气池；第三窄线宽半导体泵浦激光器输出的激光经过同轴布置的第三聚焦透镜和偏振分光棱镜耦合进入铯碱金属蒸气池；钾碱金属蒸气池、铷碱金属蒸气池并排同轴布置，输出耦合镜位于铯碱金属蒸气池出光侧，全反镜位于铷碱金属蒸气池出光侧。

(三)有益效果

上述技术方案所提供的三波长碱金属蒸气激光器，具有以下优点：

(1)本发明中，通过在同一个谐振腔内使用三种碱金属(钾、铷和铯)介质作为工作物质，可实现近红外波段三种波长的受激光子在同一个谐振腔内的同时振荡，由此来实现三种波长激光的同时输出。

(2)本发明中，通过将不同碱金属介质分别充入不同的碱金属蒸气池，避免了多种碱金属介质混合在一起时异种原子间可能存在的碱金属蒸气饱和浓度的降低。

(3)本发明中，通过分别调制三个窄线宽半导体泵浦激光器的输出功率或线宽等，来达到控制碱金属激光器各波长激光输出物理特性的作用。

(4)本发明中，通过分别设置三个独立温控系统的温度，可分别调节各波长输出激光的功率及其他输出物理特性。

(5)本发明中，这种激光器的结构紧凑、原理简单、防干扰性强，为实现更高效的多波长高功率激光器提供了新的思路，有希望在未来的科学研究、工业加工和军事对抗等领域发挥重要作用。

附图说明

图1是碱金属原子能级结构示意图。

图2是u型谐振腔结构的、三肢分布式端面泵浦三波长碱金属蒸气激光器的原理示意图。

图3是u型谐振腔结构的、两肢分布式端面泵浦三波长碱金属蒸气激光器的原理示意图。

图4是u型谐振腔结构的、使用双波长合束器的、两肢分布式端面泵浦三波长碱金属蒸气激光器的原理示意图。

图5是直线型谐振腔结构的端面泵浦三波长碱金属蒸气激光器的原理示意图。

图6是l型谐振腔结构的、端面泵浦三波长碱金属蒸气激光器的原理示意图。

图7是直线型谐振腔结构的、三向侧面泵浦三波长碱金属蒸气激光器的原理示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、内容和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。

以图2和图3为例，图2所示为一种u型谐振腔结构的、三肢分布式端面泵浦三波长碱金属蒸气激光器的原理示意图，图3所示为一种u型谐振腔结构的、两肢分布式端面泵浦三波长碱金属蒸气激光器原理示意图，它们均包括钾碱金属蒸气池9、铷碱金属蒸气池10和铯碱金属蒸气池11，第一温控器18、第二温控器19和第三温控器20，第一窄线宽半导体泵浦激光器1、第二窄线宽半导体泵浦激光器2和第三窄线宽半导体泵浦激光器3，第一聚焦透镜4、第二聚焦透镜5和第三聚焦透镜6，第一偏振分光棱镜7和第二偏振分光棱镜8，以及输出耦合镜21和全反镜22组成的光学谐振腔。

钾碱金属蒸气池9内充有固态或液态钾介质12和预设压强的第一缓冲气体15，铷碱金属蒸气池10内充有固态或液态铷介质13和预设压强的第二缓冲气体16，铯碱金属蒸气池11内充有固态或液态铯介质14和预设压强的第三缓冲气体17。第一缓冲气体15、第二缓冲气体16和第三缓冲气体17为甲烷、或乙烷、或丙烷等单独的烃类气体，或是这些烃类气体与氦气组成的混合气体。缓冲气体的作用是展宽钾原子、铷原子和铯原子泵浦吸收谱的线宽和加快其精细结构能级间粒子的弛豫速率。

第一温控器18、第二温控器19和第三温控器20分别套设在钾碱金属蒸气池9、铷碱金属蒸气池10和铯碱金属蒸气池11外部，用以控制钾碱金属蒸气池9、铷碱金属蒸气池10和铯碱金属蒸气池11内的工作温度。

第一窄线宽半导体泵浦激光器1、第二窄线宽半导体泵浦激光器2和第三窄线宽半导体泵浦激光器3的输出激光中心波长分别为766nm、780nm和852nm，其分别与钾碱金属蒸气池9、铷碱金属蒸气池10和铯碱金属蒸气池11内钾介质12、铷介质13和铯介质14的泵浦吸收中心波长相对应。

第一聚焦透镜4和第一偏振分光棱镜7共同将第一窄线宽半导体泵浦激光器1输出的激光耦合进入钾碱金属蒸气池9内；第二聚焦透镜5和第二偏振分光棱镜8共同将第二窄线宽半导体泵浦激光器2输出的激光耦合进入铷碱金属蒸气池10内；第三聚焦透镜6和第二偏振分光棱镜8共同将第三窄线宽半导体泵浦激光器3输出的激光耦合进入铯碱金属蒸气池11内。

工作时，第一窄线宽半导体泵浦激光器1输出的波长为766nm的钾激光经第一聚焦透镜4和第一偏振分光棱镜7耦合进入钾碱金属蒸气池9内，此时，钾介质12受到766nm泵浦激光的激励，相应的受激辐射会产生波长为770nm的光子；第二窄线宽半导体泵浦激光器2输出的波长为780nm的铷激光经第二聚焦透镜5和第二偏振分光棱镜8耦合进入铷碱金属蒸气池10内，此时，铷介质13受到780nm泵浦激光的激励，相应的受激辐射会产生波长为795nm的光子；第三窄线宽半导体泵浦激光器3输出的波长为852nm的铯激光经第三聚焦透镜6和第二偏振分光棱镜8耦合进入铯碱金属蒸气池11内，此时，铯介质14受到852nm泵浦激光的激励，相应的受激辐射会产生波长为895nm的光子。这三种波长不同的受激光子同时在输出耦合镜21和全反镜22组成的光学谐振腔内反复振荡，最终同时输出波长为770nm的钾激光、795nm的铷激光以及895nm的铯激光。

以图4和图5为例，图4为一种u型谐振腔结构的、使用双波长合束器的、两肢分布式端面泵浦三波长碱金属蒸气激光器的原理示意图，图5为一种直线型谐振腔结构的端面泵浦三波长碱金属蒸气激光器的原理示意图，它们均包括钾碱金属蒸气池9、铷碱金属蒸气池10和铯碱金属蒸气池11，第一温控器18、第二温控器19和第三温控器20，第一窄线宽半导体泵浦激光器1、第二窄线宽半导体泵浦激光器2和第三窄线宽半导体泵浦激光器3，第一聚焦透镜4、第二聚焦透镜5和第三聚焦透镜6，波长合束器701，第一偏振分光棱镜7和第二偏振分光棱镜8，以及输出耦合镜21和全反镜22组成的光学谐振腔。

钾碱金属蒸气池9内充有固态或液态钾介质12和预设压强的第一缓冲气体15，铷碱金属蒸气池10内充有固态或液态铷介质13和预设压强的第二缓冲气体16，铯碱金属蒸气池11内充有固态或液态铯介质14和预设压强的第三缓冲气体17。第一缓冲气体15、第二缓冲气体16和第三缓冲气体17为甲烷、或乙烷、或丙烷等单独的烃类气体，或是这些烃类气体与氦气组成的混合气体。

第一温控器18、第二温控器19和第三温控器20分别套设在钾碱金属蒸气池9、铷碱金属蒸气池10和铯碱金属蒸气池11外部，用以控制钾碱金属蒸气池9、铷碱金属蒸气池10和铯碱金属蒸气池11内的工作温度。

第一窄线宽半导体泵浦激光器1、第二窄线宽半导体泵浦激光器2和第三窄线宽半导体泵浦激光器3的输出激光中心波长分别为766nm、780nm和852nm，其分别与钾碱金属蒸气池9、铷碱金属蒸气池10和铯碱金属蒸气池11内钾介质12、铷介质13和铯介质14的泵浦吸收中心波长相对应。

工作时，第一窄线宽半导体泵浦激光器1输出的波长为766nm的钾激光经第一聚焦透镜4和第一偏振分光棱镜7耦合进入钾碱金属蒸气池9内，此时，钾介质12受到766nm泵浦激光的激励，相应的受激辐射会产生波长为770nm的光子；第二窄线宽半导体泵浦激光器2输出的波长为780nm的铷激光经第二聚焦透镜5、波长合束器701和第二偏振分光棱镜8耦合进入铷碱金属蒸气池10内，此时，铷介质13受到780nm泵浦激光的激励，相应的受激辐射会产生波长为795nm的光子；第三窄线宽半导体泵浦激光器3输出的波长为852nm的铯激光经第三聚焦透镜6、波长合束器701和第一偏振分光棱镜8耦合进入铯碱金属蒸气池11内，此时，铯介质14受到852nm泵浦激光的激励，相应的受激辐射会产生波长为895nm的光子。这三种波长不同的受激光子同时在输出耦合镜21和全反镜22组成的光学谐振腔内来回振荡，最终同时输出波长为770nm的钾激光、795nm的铷激光以及895nm的铯激光。

以图6为例，一种l型谐振腔结构的、端面泵浦三波长碱金属蒸气激光器的原理示意图，其包括钾碱金属蒸气池9、铷碱金属蒸气池10和铯碱金属蒸气池11，第一温控器18、第二温控器19和第三温控器20，第一窄线宽半导体泵浦激光器1、第二窄线宽半导体泵浦激光器2和第三窄线宽半导体泵浦激光器3，第一聚焦透镜4、第二聚焦透镜5和第三聚焦透镜6，波长合束器702，偏振分光棱镜8，以及输出耦合镜21和全反镜22组成的光学谐振腔。

钾碱金属蒸气池9内充有固态或液态钾介质12和预设压强的第一缓冲气体15，铷碱金属蒸气池10内充有固态或液态铷介质13和预设压强的第二缓冲气体16，铯碱金属蒸气池11内充有固态或液态铯介质14和预设压强的第三缓冲气体17。第一缓冲气体15、第二缓冲气体16和第三缓冲气体17为甲烷、或乙烷、或丙烷等单独的烃类气体，或是这些烃类气体与氦气组成的混合气体。

第一温控器18、第二温控器19和第三温控器20分别套设在钾碱金属蒸气池9、铷碱金属蒸气池10和铯碱金属蒸气池11外部，用以控制钾碱金属蒸气池9、铷碱金属蒸气池10和铯碱金属蒸气池11内的工作温度。

第一窄线宽半导体泵浦激光器1、第二窄线宽半导体泵浦激光器2和第三窄线宽半导体泵浦激光器3的输出激光中心波长分别为766nm、780nm和852nm，其分别与钾碱金属蒸气池9、铷碱金属蒸气池10和铯碱金属蒸气池11内钾、铷和铯介质12、13和14的泵浦吸收中心波长相对应。

工作时，第一窄线宽半导体泵浦激光器1输出的波长为766nm的钾激光经第一聚焦透镜4、波长合束器702和偏振分光棱镜8耦合进入钾碱金属蒸气池9内，此时，钾介质12受到766nm泵浦激光的激励，相应的受激辐射会产生波长为770nm的光子；第二窄线宽半导体泵浦激光器2输出的波长为780nm的铷激光经第二聚焦透镜5、波长合束器702和偏振分光棱镜8耦合进入铷碱金属蒸气池10内，此时，铷介质13受到780nm泵浦激光的激励，相应的受激辐射会产生波长为795nm的光子；第三窄线宽半导体泵浦激光器3输出的波长为852nm的铯激光经第三聚焦透镜6和偏振分光棱镜8耦合进入铯碱金属蒸气池11内，此时，铯介质14受到852nm泵浦激光的激励，相应的受激辐射会产生波长为895nm的光子。这三种波长不同的受激光子同时在输出耦合镜21和全反镜22组成的光学谐振腔内来回振荡，最终同时输出波长为770nm的钾激光、795nm的铷激光以及895nm的铯激光。

以图7为例，一种直线型谐振腔结构的三向侧面泵浦的三波长碱金属蒸气激光器的原理示意图，其包括同轴放置的钾碱金属蒸气池022、铷碱金属蒸气池023和铯碱金属蒸气池024，第一温控器019、第二温控器020和第三温控器021，第一窄线宽半导体泵浦激光器01、第一窄线宽半导体泵浦激光器02、第一窄线宽半导体泵浦激光器03、第一窄线宽半导体泵浦激光器04、第一窄线宽半导体泵浦激光器05、第一窄线宽半导体泵浦激光器06、第一窄线宽半导体泵浦激光器07、第一窄线宽半导体泵浦激光器08和第一窄线宽半导体泵浦激光器09，以及输出耦合镜032和全反镜031组成的光学谐振腔。

钾碱金属蒸气池022内充有固态或液态钾介质025和预设压强的第一缓冲气体028，铷碱金属蒸气池023内充有固态或液态铷介质026和预设压强的第二缓冲气体029，铯碱金属蒸气池024内充有固态或液态铯介质027和预设压强的第三缓冲气体030。第一缓冲气体028、第二缓冲气体029和第三缓冲气体030为甲烷、或乙烷、或丙烷等单独的气体，或是这些烃类气体与氦气组成的混合气体。

第一温控器019、第二温控器020和第三温控器021分别套设在钾、铷和铯碱金属蒸气池022、023和024外部，用以控制钾、铷和铯碱金属蒸气池022、023和024内的工作温度。

窄线宽半导体泵浦激光器01、02和03的输出中心波长均为766nm，这与钾碱金属蒸气池022内的钾介质025的泵浦吸收中心波长相对应；窄线宽半导体泵浦激光器04、05和06的输出激光中心波长均为780nm，这与铷碱金属蒸气池023内的铷介质026的泵浦吸收中心波长相对应；窄线宽半导体泵浦激光器07、08和09的输出激光中心波长均为852nm，这与铯碱金属蒸气池024内的铯介质027的泵浦吸收中心波长相对应。

工作时，窄线宽半导体泵浦激光器01、02和03输出波长为766nm的激光分别经温控器019上的通光口径010、011和012后，从钾碱金属蒸气池022侧壁的三个方向进入钾蒸气池022内，钾蒸气池022内的钾介质025受到766nm泵浦激光的激励，相应的受激辐射会产生波长为770nm的光子；同时，窄线宽半导体泵浦激光器04、05和06输出波长为780nm的激光分别经温控器020上的通光口径013、014和015后，从铷碱金属蒸气池023侧壁的三个方向进入铷蒸气池023内，铷蒸气池023内的铷介质026受到780nm泵浦激光的激励，相应的受激辐射会产生波长为795nm的光子；窄线宽半导体泵浦激光器07、08和09输出波长为852nm的激光分别经温控器021上的通光口径016、017和018后，从铯碱金属蒸气池024侧壁的三个方向进入铯蒸气池024内，铯蒸气池024内的铯介质027受到852nm泵浦激光的激励，相应的受激辐射会产生波长为895nm的光子。这三种波长不同的受激光子同时在输出耦合镜032和全反镜031组成的光学谐振腔内来回振荡，最终同时输出波长为770nm的钾激光、795nm的铷激光以及895nm的铯激光。

由上述技术方案可以看出，本发明具有以下显著特点：

(1)同一个谐振腔内三个独立的碱金属蒸气池。各碱金属蒸气池内充有不同的碱金属介质，当这些碱金属介质受到相应的泵浦光激励时，分别产生不同频率的受激光子，这些受激光子在谐振腔内不断振荡放大，且异种光子间互不影响，最终可实现多种波长的激光输出。此外，不同的碱金属介质置于不同的碱金属蒸气池中，有效地避免了多种碱金属介质混合在一起时异种原子间可能存在的碱金属蒸气饱和浓度的降低。

(2)多个独立的窄线宽半导体泵浦激光器。各窄线宽半导体泵浦激光器的输出功率和泵浦线宽等特性在很大程度上决定了碱金属激光器最终输出的各波长激光的输出功率和其他一些输出特性。

(3)三个独立的温控器。各温控器的温度可分别调制，这有利于分别控制各碱金属蒸气池的工作温度。

(4)可采用多种泵浦方式和谐振腔结构。

(5)此类碱金属蒸气激光器的结构可在同一个谐振腔内实现三种碱金属蒸气(钾、铷和铯)的激光同时输出。此类碱金属蒸气激光器的结构可实现各波长的激光分别以不同的激光功率和谱线宽度的组合输出，具有较好的可控性。此类碱金属蒸气激光器结构工艺简单，防干扰性强，克服了多波长固体激光器的一些技术局限，在未来的科学研究、工业加工和军事对抗等领域中都将有着重要的应用。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。