專利名稱:新型橫向塞曼穩(wěn)頻激光器的制作方法
本實(shí)用新型是一種激光光源，適用于測量晶體的雙折射、旋光性、橢圓度；制成偏振干涉儀還可作精密測長、測振、測角等。國際分類號(hào)H01S。
現(xiàn)有的雙頻激光器由激光管殼，陰極，波紋管(在激光管殼內(nèi)的中間部分)，兩個(gè)反射鏡(腔鏡)，壓電陶瓷環(huán)，外套筒和陽極組成。用以適當(dāng)補(bǔ)償壓電陶瓷的變化量。它是通過控制腔長來實(shí)現(xiàn)單縱模運(yùn)轉(zhuǎn)，故其腔長短，為150毫米左右，輸出功率小，為0.5～1.0毫瓦，穩(wěn)頻精度低為10-8，壽命短，為半年左右，且陰極伸出在激光管傍側(cè)，使用不便。參閱《激光技術(shù)》(是華中工學(xué)院與天津大學(xué)合編的，第198頁至第207頁)及新添光學(xué)儀器廠的雙頻激光器。
本實(shí)用新型的目的在于提供一種輸出功率大，壽命長，穩(wěn)頻精度高的激光器，它是利用頻差大小隨著激光工作頻率改變來進(jìn)行穩(wěn)頻的裝置。
其方法是，用橫向磁場將多縱模變成單縱模，利用單縱模的π分量和σ分量之間的頻差(幾十千至幾百千赫芝)隨激光工作頻率改變來實(shí)現(xiàn)穩(wěn)頻。采用普通電真空玻璃吹制成同軸內(nèi)腔式激光管(激光管殼、毛細(xì)管與陰極同軸放置并置于橫向磁場中)，其一端為波紋管，(波峰為1～4個(gè))用以吸收激光管殼受熱產(chǎn)生的變形。激光管的兩個(gè)腔鏡與壓電陶瓷環(huán)一起固封在外套筒的兩個(gè)端蓋上通過控制信號(hào)(頻率、相位與基準(zhǔn)信號(hào)不同時(shí))使壓電陶瓷環(huán)伸長或縮短來實(shí)現(xiàn)穩(wěn)頻，因而腔長可達(dá)180至390毫米。如采用近半球腔(腔長L與腔鏡(5)的曲率半徑R之比在1.20～1.35范圍內(nèi))時(shí)，效果更好。
采用這種激光器，由于腔長增長，故輸出功率大，為2～4毫瓦；穩(wěn)頻精度高，為10-11；壽命長，為2年左右；只需普通電真空玻璃做激光管，故制造工藝簡單，造價(jià)低。
利用附圖中所示的例子，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明圖中激光管殼(26)由電真空玻璃制成，壁厚為1.2～1.5mm，毛細(xì)管(20)(材料同(26))，內(nèi)孔直徑為1.14至1.16mm，長度為190mm左右，與陰極(18)、激光管殼(26)同軸放置，為防止毛細(xì)管變形和陰極濺射，在其懸臂端加有折返管(21)，在接觸面(7)處為滑配合，(21)伸入陰極(18)內(nèi)1/4長度，(21)的彎曲處開有3小小孔(8)(直徑為2.5～3.5mm)，折返管(21)的外端為波紋管(10)，波紋管的波峰直徑小于激光管殼直徑，波峰數(shù)目為1～4個(gè)，在距(10)右端10～20毫米處用環(huán)氧樹脂膠粘接一腔鏡(平面反射鏡)(11)，其內(nèi)表面10mm范圍內(nèi)鍍ZrO2和SiO2介質(zhì)膜，(11)外粘接壓電陶瓷環(huán)(16)，其上的引線(13)由右端蓋(12)之小孔(15)和(14)引出，(16)與(12)之接觸面(23)以及左、右端蓋(3)、(12)分別與外套筒(1)接觸面(2a)及(2b)均用環(huán)氧樹脂膠粘接。陰極(18)用高純鋁箔制成，陰極引線(17)和陽極引線(19)均用磨制鎢桿制成。外套筒(1)用線膨脹系數(shù)小于或等于4×10-7的材料制成，其上對(duì)稱分布的圓孔(6a)、(6b)、(6c)、(6d)，便于引出陰極和陽極引線，并能很快地散熱。在外套筒(1)上距陰極附近開有4個(gè)4的孔(9a)內(nèi)灌注硅橡膠(9b)，以防激光管受重力影響而偏斜。陽極(19)的左邊，另一腔鏡(球面反射鏡)(5)與左端蓋(3)的接觸面(4)用環(huán)氧樹脂膠粘接，腔鏡(5)的內(nèi)表面10范圍內(nèi)鍍與(11)相同的介質(zhì)膜。左端蓋(3)與右端蓋(12)均由可切削的微晶玻璃加工制成。激光管殼(26)通過排氣口(31)充入高純He、Ne氣體，比例為4∶1～7∶1；總壓強(qiáng)為3.6～4.5乇，磁極(30)由鐵氧體永磁材料制成，磁極安裝在由燕尾導(dǎo)軌(32)、精密絲桿(33)和滑塊(34)構(gòu)成的調(diào)節(jié)裝置上，磁極間距連續(xù)可調(diào)，場強(qiáng)由250～350高斯連續(xù)變化。通電后(在陽極(19)和陰極引線(17)之間加+1600～+2000伏直流電壓)，產(chǎn)生的單縱模激光，由腔鏡(5)輸出經(jīng)偏振片(24)(與磁場方向成45°放置)到達(dá)光電探測器(25)上，經(jīng)前置放大器(27)后輸入穩(wěn)頻器(28)中，與基準(zhǔn)信號(hào)(29)進(jìn)行比較，有信號(hào)時(shí)通過引線(13)加在壓電陶瓷環(huán)(16)上，通過(16)的伸、縮來實(shí)現(xiàn)穩(wěn)頻。
權(quán)利要求
1.一種激光器，由激光管殼(26)，毛細(xì)管(20)，陰極(18)，波紋管(10)，平面反射鏡(11)和球面反射鏡(5)，壓電陶瓷環(huán)(16)，外套筒(1)和陽極(19)組成，其特征在于激光管殼(26)，毛細(xì)管(20)和陰極(18)同軸放置，并置于橫向磁場中。
2.按權(quán)利要求
1所述的激光器，其特征在于激光管殼(26)的一端為波紋管(10)，距其右端10～20毫米處粘接平面反射鏡(11)，壓電陶瓷環(huán)(16)與右端蓋(12)的接觸處(23)及球面反射鏡(5)與左端蓋(3)的接觸面(4)均用環(huán)氧樹脂膠粘接。
3.按權(quán)利要求
1所述的激光器，其特征在于外套筒(1)是用線膨脹系數(shù)小于或等于4×10-7的材料制成。
4.按權(quán)利要求
1或2所述的激光器，其特征在于波紋管(10)的波峰為1～4個(gè)，波峰的直徑小于激光管殼(26)的直徑。
5.按權(quán)利要求
4所述的激光器，其特征在于激光器的腔長L與球面反射鏡(5)的曲率半徑R之比在1.20～1.35之間的近半球腔，腔長L在180～390毫米之間。
6.按權(quán)利要求
4所述的激光器，其特征在于采用精密絲杠(33)和燕尾導(dǎo)軌(32)連續(xù)調(diào)節(jié)磁極間距。
專利摘要
新型橫向塞曼穩(wěn)頻激光器是一種激光光源。采用普通電真空玻璃制成內(nèi)腔激光管。外套筒用低膨脹系數(shù)材料制成。激光管殼、陰極、毛細(xì)管同軸放置于連續(xù)可調(diào)的橫向磁場中。結(jié)構(gòu)上采用有1～4個(gè)波峰的波紋管補(bǔ)償激光管受熱引起的變形。其一個(gè)腔鏡粘接到外套筒的端蓋上，另一腔鏡與壓電陶瓷環(huán)粘接后再粘接到另一端蓋上。由于這種結(jié)構(gòu)穩(wěn)頻精度高，輸出功率大，故適用于測量晶體的雙折射，旋光性及用于精密測長，測振等。
文檔編號(hào)H01S。
現(xiàn)有的雙頻激光器由激光管殼，陰極，波紋管(在激光管殼內(nèi)的中間部分)，兩個(gè)反射鏡(腔鏡)，壓電陶瓷環(huán)，外套筒和陽極組成。用以適當(dāng)補(bǔ)償壓電陶瓷的變化量。它是通過控制腔長來實(shí)現(xiàn)單縱模運(yùn)轉(zhuǎn)，故其腔長短，為150毫米左右，輸出功率小，為0.5～1.0毫瓦，穩(wěn)頻精度低為10-8，壽命短，為半年左右，且陰極伸出在激光管傍側(cè)，使用不便。參閱《激光技術(shù)》(是華中工學(xué)院與天津大學(xué)合編的，第198頁至第207頁)及新添光學(xué)儀器廠的雙頻激光器。
本實(shí)用新型的目的在于提供一種輸出功率大，壽命長，穩(wěn)頻精度高的激光器，它是利用頻差大小隨著激光工作頻率改變來進(jìn)行穩(wěn)頻的裝置。
其方法是，用橫向磁場將多縱模變成單縱模，利用單縱模的π分量和σ分量之間的頻差(幾十千至幾百千赫芝)隨激光工作頻率改變來實(shí)現(xiàn)穩(wěn)頻。采用普通電真空玻璃吹制成同軸內(nèi)腔式激光管(激光管殼、毛細(xì)管與陰極同軸放置并置于橫向磁場中)，其一端為波紋管，(波峰為1～4個(gè))用以吸收激光管殼受熱產(chǎn)生的變形。激光管的兩個(gè)腔鏡與壓電陶瓷環(huán)一起固封在外套筒的兩個(gè)端蓋上通過控制信號(hào)(頻率、相位與基準(zhǔn)信號(hào)不同時(shí))使壓電陶瓷環(huán)伸長或縮短來實(shí)現(xiàn)穩(wěn)頻，因而腔長可達(dá)180至390毫米。如采用近半球腔(腔長L與腔鏡(5)的曲率半徑R之比在1.20～1.35范圍內(nèi))時(shí)，效果更好。
采用這種激光器，由于腔長增長，故輸出功率大，為2～4毫瓦；穩(wěn)頻精度高，為10-11；壽命長，為2年左右；只需普通電真空玻璃做激光管，故制造工藝簡單，造價(jià)低。
利用附圖中所示的例子，對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說明圖中激光管殼(26)由電真空玻璃制成，壁厚為1.2～1.5mm，毛細(xì)管(20)(材料同(26))，內(nèi)孔直徑為1.14至1.16mm，長度為190mm左右，與陰極(18)、激光管殼(26)同軸放置，為防止毛細(xì)管變形和陰極濺射，在其懸臂端加有折返管(21)，在接觸面(7)處為滑配合，(21)伸入陰極(18)內(nèi)1/4長度，(21)的彎曲處開有3小小孔(8)(直徑為2.5～3.5mm)，折返管(21)的外端為波紋管(10)，波紋管的波峰直徑小于激光管殼直徑，波峰數(shù)目為1～4個(gè)，在距(10)右端10～20毫米處用環(huán)氧樹脂膠粘接一腔鏡(平面反射鏡)(11)，其內(nèi)表面10mm范圍內(nèi)鍍ZrO2和SiO2介質(zhì)膜，(11)外粘接壓電陶瓷環(huán)(16)，其上的引線(13)由右端蓋(12)之小孔(15)和(14)引出，(16)與(12)之接觸面(23)以及左、右端蓋(3)、(12)分別與外套筒(1)接觸面(2a)及(2b)均用環(huán)氧樹脂膠粘接。陰極(18)用高純鋁箔制成，陰極引線(17)和陽極引線(19)均用磨制鎢桿制成。外套筒(1)用線膨脹系數(shù)小于或等于4×10-7的材料制成，其上對(duì)稱分布的圓孔(6a)、(6b)、(6c)、(6d)，便于引出陰極和陽極引線，并能很快地散熱。在外套筒(1)上距陰極附近開有4個(gè)4的孔(9a)內(nèi)灌注硅橡膠(9b)，以防激光管受重力影響而偏斜。陽極(19)的左邊，另一腔鏡(球面反射鏡)(5)與左端蓋(3)的接觸面(4)用環(huán)氧樹脂膠粘接，腔鏡(5)的內(nèi)表面10范圍內(nèi)鍍與(11)相同的介質(zhì)膜。左端蓋(3)與右端蓋(12)均由可切削的微晶玻璃加工制成。激光管殼(26)通過排氣口(31)充入高純He、Ne氣體，比例為4∶1～7∶1；總壓強(qiáng)為3.6～4.5乇，磁極(30)由鐵氧體永磁材料制成，磁極安裝在由燕尾導(dǎo)軌(32)、精密絲桿(33)和滑塊(34)構(gòu)成的調(diào)節(jié)裝置上，磁極間距連續(xù)可調(diào)，場強(qiáng)由250～350高斯連續(xù)變化。通電后(在陽極(19)和陰極引線(17)之間加+1600～+2000伏直流電壓)，產(chǎn)生的單縱模激光，由腔鏡(5)輸出經(jīng)偏振片(24)(與磁場方向成45°放置)到達(dá)光電探測器(25)上，經(jīng)前置放大器(27)后輸入穩(wěn)頻器(28)中，與基準(zhǔn)信號(hào)(29)進(jìn)行比較，有信號(hào)時(shí)通過引線(13)加在壓電陶瓷環(huán)(16)上，通過(16)的伸、縮來實(shí)現(xiàn)穩(wěn)頻。GK85202356SQ85202356
公開日1986年4月2日 申請(qǐng)日期1985年6月21日
發(fā)明者明萬林, 王惠文 申請(qǐng)人:北京工業(yè)學(xué)院導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan