本發(fā)明屬于化學(xué)激光領(lǐng)域，具體涉及一種高效率氟化氫激光光柵非穩(wěn)腔。
背景技術(shù)：
氟化氫激光器具有輸出譜線豐富、能量轉(zhuǎn)換效率高、工程放大性好，是目前為止應(yīng)用的最高輸出功率的激光器。氟化氫激光器通常是多譜線運(yùn)轉(zhuǎn)，而在實(shí)際應(yīng)用中往往要求某些特定波長(zhǎng)單譜線激光，在這種情況下激光器的選線輸出就變得十分必要。適用于激光器選線的方法有多種，衍射光柵、棱鏡、腔內(nèi)吸收池均可采用，但從高功率激光上來看，衍射光柵更具吸引力。閃耀光柵具有很好的定向衍射能力，使用閃耀光柵作為腔鏡構(gòu)成的諧振腔是選線激光器中比較常見的方法。使用閃耀光柵進(jìn)行選線，通常需滿足光柵方程(其中θ分別是入射角和衍射角，d為刻線間距離，k為衍射級(jí)次)，對(duì)于一般的駐波腔，閃耀光柵通常以Littrow方式工作，即滿足入射角φ和衍射角θ相等的譜線才能在腔內(nèi)實(shí)現(xiàn)振蕩，實(shí)現(xiàn)選線激光的輸出。為了獲得好的光束質(zhì)量的激光輸出，氟化氫激光器大都采用非穩(wěn)腔，腔內(nèi)的輻射光以球面波的形式振蕩放大。對(duì)于以Littrow方式工作的閃耀光柵的穩(wěn)定腔，束腰位于閃耀光柵上，因此入射到光柵上的是近似平面波，其一級(jí)衍射光束的象差很小。而在非穩(wěn)腔內(nèi)，入射到光柵上的是發(fā)散的球面波，對(duì)于離軸光線，在光柵上的一級(jí)衍射光無法向平面鏡那樣發(fā)生反射，產(chǎn)生象差，影響到光柵的衍射效率。因此，需要一種能夠有效地對(duì)減小閃耀光柵對(duì)非穩(wěn)腔內(nèi)輻射光引起的象差，提高激光器效率的諧振腔。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了滿足上述氟化氫激光器選線非穩(wěn)腔的需求。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于解決上述技術(shù)問題，提供一種高效率氟化氫激光光柵非穩(wěn)腔。實(shí)現(xiàn)了在非穩(wěn)腔條件下，氟化氫選線激光的高效率輸出。
為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，具體技術(shù)解決方案是：
一種高效率氟化氫激光光柵非穩(wěn)腔，該諧振腔包括凸面反射鏡、增益介質(zhì)區(qū)、凹面反射鏡、薄膜偏振片、四分之一波片、閃耀光柵、第一平面反射鏡、第二平面反射鏡、二分之一波片、第三平面反射鏡、刮刀鏡。
本發(fā)明光柵非穩(wěn)腔的調(diào)節(jié)裝置的工作過程如下：
激光器運(yùn)行時(shí)，增益介質(zhì)區(qū)產(chǎn)生的輻射光經(jīng)凸面反射鏡反射后變?yōu)榘l(fā)散的球面波，球面波通過增益介質(zhì)區(qū)后經(jīng)凹面反射鏡反射變?yōu)槠矫娌?，平面波?jīng)過薄膜偏振片反射后變?yōu)閟偏振光，s偏振光通過四分之一波片變?yōu)閳A偏振光，圓偏振光在閃耀光柵上發(fā)生衍射，其一級(jí)衍射光按原路返回并通過四分之一波片，此時(shí)圓偏振光變?yōu)閜偏振光，p偏振光在薄膜偏振片上產(chǎn)生透射，再經(jīng)過第一平面反射鏡、第二平面反射鏡反射后，通過二分之一波片變?yōu)閟偏振光，s偏振光經(jīng)過第三平面反射鏡反射后，通過刮刀鏡。一部分輻射光穿過刮刀鏡的中心后經(jīng)凸面反射鏡反射后進(jìn)入增益介質(zhì)區(qū)進(jìn)一步振蕩放大，另一部分由刮刀鏡的反射面反射輸出。
所述的閃耀光柵以Littrow方式工作，其法線與圓偏振光入射方向的夾角等于閃耀光柵的閃耀角。
所述的薄膜偏振片材料為硒化鋅晶體，與光軸的夾角為67.7度。
所述的四分之一波片、二分之一波片的材料均為MgF2晶體，晶體的兩個(gè)通光面分別鍍?cè)鐾改ぁ?/p>
本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)：
諧振腔采用環(huán)形腔非穩(wěn)腔方式，將經(jīng)過增益介質(zhì)區(qū)的發(fā)散球面波變?yōu)槠矫娌ê笕肷涞介W耀光柵上，減小光柵衍射光的象差，減小衍射損耗；通過腔內(nèi)的偏振光學(xué)元件改變腔內(nèi)輻射光的偏振特性，改變經(jīng)過光柵后衍射光的傳輸方向，形成環(huán)形振蕩放大，提高激光器的效率。
附圖說明
圖1為本發(fā)明一種高效率氟化氫激光光柵非穩(wěn)腔的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式
如附圖1所示，一種高效率氟化氫激光光柵非穩(wěn)腔，其特征在于：該諧振腔包括凸面反射鏡1、增益介質(zhì)區(qū)2、凹面反射鏡3、薄膜偏振片4、四分之一波片5、閃耀光柵6、第一平面反射鏡7、第二平面反射鏡8、二分之一波片9、第三平面反射鏡10、刮刀鏡11。增益介質(zhì)區(qū)2位于凸面反射鏡1和凹面反射鏡3之間；凸面反射鏡1與凹面反射鏡3、薄膜偏振片4、閃耀光柵6、平面反射鏡7、平面反射鏡8、平面反射鏡10構(gòu)成不穩(wěn)定環(huán)形腔，凸面反射鏡1反射面的焦點(diǎn)與凹面反射鏡3反射面的焦點(diǎn)共焦。閃耀光柵6以Littrow方式工作，其法線與入射光方向的夾角等于閃耀光柵6的閃耀角。
當(dāng)激光器工作時(shí)，諧振腔內(nèi)由增益介質(zhì)區(qū)2產(chǎn)生的輻射光經(jīng)凸面反射鏡1反射后變?yōu)榘l(fā)散的球面波，球面波經(jīng)凹面反射鏡3反射后變?yōu)槠矫娌ǎ? 平面波經(jīng)過薄膜偏振片4反射后變?yōu)閟偏振光，s偏振光通過四分之一波片5變?yōu)閳A偏振光，圓偏振光經(jīng)過閃耀光柵6的衍射后，其一級(jí)衍射光的傳輸方向與入射至閃耀光柵6的圓偏振光平行且方向相反。一級(jí)衍射光通過四分之一波片5變?yōu)閜偏振光，p偏振光在薄膜偏振片4上產(chǎn)生透射，透射光經(jīng)過第一平面反射鏡7、第二平面反射鏡8反射后，通過二分之一波片9變?yōu)閟偏振光，s偏振光經(jīng)過第三平面反射鏡10反射后，一部分輻射光穿過刮刀鏡11的中心后經(jīng)凸面反射鏡1反射后進(jìn)入增益介質(zhì)區(qū)2進(jìn)一步振蕩放大，另一部分由刮刀鏡11的反射面反射輸出。
本發(fā)明采用行波非穩(wěn)腔實(shí)現(xiàn)了將非穩(wěn)腔內(nèi)的球面波變?yōu)槠矫娌ê笕肷涞介W耀光柵上，以減小傳統(tǒng)駐波非穩(wěn)腔內(nèi)發(fā)散球面波在光柵上造成的象差，提高閃耀光柵一級(jí)衍射光的效率，實(shí)現(xiàn)氟化氫選線激光的高效率輸出。