[发明专利]一种基于电磁驱动模式的半导体泵浦气体激光系统

权利要求书

1.一种基于电磁驱动模式的半导体泵浦气体激光系统，其特征在于：包括基于电磁驱动模式的激光工作介质发生装置(1)，用于产生高浓度的、可流动散热的激光工作介质，其原理主要借鉴宇航推进器高效电离、工作介质高速流动的特性；羽流区(2)，作为激光系统的增益介质富集区；半导体泵浦系统(3)，对羽流区的增益介质进行泵浦出光；系统在工作时，激光工作介质发生装置(1)在电场和磁场的作用下对工作介质进行电离产生等离子体，等离子体在电磁场的综合作用下加速喷出形成羽流区(2)，羽流区(2)中可作为激光增益介质的工作介质在半导体泵浦系统(3)的泵浦作用下实现激光输出；同时，由于羽流区(2)中工作介质高速运动，将激光泵浦过程中产生的废热高效排出。

2.一种根据权利要求1所述基于电磁驱动模式的半导体泵浦气体激光系统，其特征在于：所述基于电磁驱动模式的激光工作介质发生装置(1)为基于霍尔推进器工作模式的亚稳态惰性气体原子发生装置，工作介质进入激光工作介质发生装置(1)，与被电磁场加速后具有一定能量的电子发生碰撞，激发为离子态，形成等离子体；等离子体在电磁力作用下加速并高速喷出形成羽流区(2)，等离子体在羽流区(2)与电子进行复合，部分等离子体与电子复合后将跃迁至寿命较长的亚稳态，在羽流区(2)内形成具有一定浓度和体积的亚稳态原子区域，在缓冲气体的碰撞加宽作用下，通过窄线宽大功率半导体泵浦源对亚稳态原子区域进行高强度光泵浦实现激光输出。

3.一种根据权利要求1所述基于电磁驱动模式的半导体泵浦气体激光系统，其特征在于：所述基于电磁驱动模式的激光工作介质发生装置(1)为基于脉冲等离子体推进器工作模式的纳米气体发生装置，所述装置利用储能电容对稀土靶材表面进行放电，通过电子对稀土靶材轰击进行烧蚀和剥离形成等离子体，等离子体中包含气相悬浮的稀土离子掺杂纳米颗粒；通过窄线宽大功率半导体泵浦源对稀土离子掺杂纳米颗粒进行泵浦，通过激光谐振腔实现高能激光输出。

4.一种根据权利要求1或2所述基于电磁驱动模式的半导体泵浦气体激光系统，其特征在于：当基于电磁驱动模式的激光工作介质发生装置(1)为基于霍尔推进器工作模式的亚稳态惰性气体原子发生装置时，所述激光工作介质发生装置(1)中的工作介质为氦气、氖气、氩气、氪气或者氙气中的一种或几种的混合气体。

5.一种根据权利要求1或3所述基于电磁驱动模式的半导体泵浦气体激光系统，其特征在于：当基于电磁驱动模式的激光工作介质发生装置(1)为基于脉冲等离子体推进器工作模式的纳米气体发生装置时，所述激光工作介质发生装置(1)中的工作介质为稀土掺杂纳米颗粒或者其他满足工作模式要求的激光工作介质。

6.一种根据权利要求1或2所述基于电磁驱动模式的半导体泵浦气体激光系统，其特征在于：所述缓冲气体为氦气、氖气、氩气、氪气、氙气或者其他气体。

7.一种根据权利要求1或2所述基于电磁驱动模式的半导体泵浦气体激光系统，其特征在于：所述半导体泵浦源的波长为811.75nm、811.51nm、882.18nm或者其他与亚稳态惰性气体原子电偶极跃迁谱线相对应的波长。

8.一种根据权利要求1或3所述基于电磁驱动模式的半导体泵浦气体激光系统，其特征在于：所述稀土靶材为钕、镱或者其他稀土元素。

9.一种根据权利要求1或3所述基于电磁驱动模式的半导体泵浦气体激光系统，其特征在于：所述半导体泵浦源的波长为808nm、976nm、1018nm或者其他稀土元素覆盖的光谱吸收波段。

10.一种根据权利要求1、2或3任一项所述基于电磁驱动模式的半导体泵浦气体激光系统，其特征在于：所述工作介质可以为单向直排散热或者循环流动散热模式。

11.一种根据权利要求1、2或3任一项所述基于电磁驱动模式的半导体泵浦气体激光系统，其特征在于：所述羽流区可以为单路或者多路的组合，通过体积的增加等比例实现功率定标放大。