[发明专利]半导体钠信标激光器

说明书

本公开提供了一种半导体钠信标激光器，包括：沿同一方向依次设置的外腔半导体激光器、光束扭转系统、光学隔离器、聚焦镜及谐振腔；所述谐振腔包括：第一平面镜、第二平面镜M2、第三平面镜M3、第四平面镜M4、凹面镜M5、掺镁周期极化铌酸锂晶体、晶体温控炉、压电陶瓷及法拉第滤波器，所述第一平面镜、所述第二平面镜M2、所述第三平面镜M3与所述第四平面镜M4之间的光线反射通道构成“8”字型谐振腔通道，所述法拉第滤波器包括：沿同一方向依次放置的第一偏振分光立方体、钠蒸气室、第二偏振分光立方体、半波片，所述法拉第滤波器还包括亥姆赫兹线圈，所述亥姆赫兹线圈环绕在所述钠蒸气室的侧面。

技术领域

本公开涉及激光器技术及其应用领域，尤其涉及一种半导体钠信标激光器。

背景技术

外腔技术和外延片刻蚀光栅技术的发展使得半导体激光器(Laser Diode，LD)在窄线宽、波长精密调控等方面取得了较大发展，目前已能够实现平均功率为千瓦级，线宽为10GHz量级的高功率窄线宽LD，这使得LD有望成为下一代钠信标激光源。目前，钠信标激光器的主要技术方案包括：1，全固态激光和频技术；2，光纤拉曼激光倍频技术。这两种方案均采用半导体激光泵浦激光晶体，再通过非线性晶体产生钠信标激光。钠信标激光可以与大气电离层的钠原子共振产生钠信标，在遥感、航天和天文观测等领域具有重要的应用价值。

然而，在现有技术中，由于固体激光器、光纤激光器等通常采用半导体激光器泵浦，从量子效率的角度来讲，其过程为“2个高能量半导体激光光子泵浦增益介质产生2个低能量光子，再由2个低能量光子相位匹配，合成为1个高能量光子”。该物理过程引入的量子亏损大。

因此，在实现本公开构思的过程中，发明人发现，相关技术中至少存在如下问题：现有技术所采用的倍频技术，量子转换效率低，需要多级放大，技术难度高，且面临激光器损伤的问题。

发明内容

有鉴于此，本公开提供了一种半导体钠信标激光器。

本公开提供了一种半导体钠信标激光器，包括：沿同一方向依次设置的外腔半导体激光器、光束扭转系统、光学隔离器、聚焦镜及谐振腔。

根据本公开的实施例，谐振腔，包括：第一平面镜M1、第二平面镜M2、第三平面镜M3、第四平面镜M4、凹面镜M5、掺镁周期极化铌酸锂晶体、晶体温控炉、压电陶瓷及法拉第滤波器，第一平面镜M1、第二平面镜M2、第三平面镜M3与第四平面镜M4之间的光线反射通道构成“8”字型谐振腔通道。

根据本公开的实施例，外腔半导体激光器包括：半导体激光器、快轴准直镜、慢轴准直镜、体布拉格光栅。

根据本公开的实施例，外腔半导体激光器用于输出半导体基频光。

根据本公开的实施例，光束扭转系统用于使半导体基频光的光束质量因子均匀化，得到均匀化的半导体基频光。

根据本公开的实施例，光学隔离器用于将均匀化的半导体基频光射入聚焦镜，得到第一聚焦半导体基频光与第二聚焦半导体基频光，光学隔离器还用于阻断半导体基频光向外腔半导体激光器传播的通道。

根据本公开的实施例，第一平面镜M1用于将第一聚焦半导体基频光射入到掺镁周期极化铌酸锂晶体生成第一钠信标激光。

根据本公开的实施例，第二平面镜M2用于将第一钠信标激光反射至第三平面镜M3。

根据本公开的实施例，第三平面镜M3用于将第二平面镜M2反射的第一钠信标激光反射进入法拉第滤波器。

根据本公开的实施例，法拉第滤波器用于将第一钠信标激光进行稳频处理生成第三钠信标激光与第四钠信标激光。

根据本公开的实施例，第四平面镜M4用于将第三钠信标激光反射到第一平面镜M1，以便将第三钠信标激光保留在“8”字型谐振腔通道中，第四钠信标激光通过第四平面镜M4输出。