專利名稱：圓柱形諧振腔的單模微波激勵(lì)氣體激光器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種圓柱形諧振腔的單模微波激勵(lì)氣體激光器，特別涉及橫向磁場(chǎng)(TM010)模微波激勵(lì)激光器。
現(xiàn)有的圓柱形微波激勵(lì)氣體激光器由于激勵(lì)諧振腔的電磁場(chǎng)分布往往是復(fù)雜的多模形式，并且隨不同的激光工作氣體和不同的管殼而變化，因而不利于產(chǎn)生均勻和穩(wěn)定的激光輸出。
本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種能在激光管內(nèi)形成均勻和穩(wěn)定的電磁場(chǎng)TM010模，從而產(chǎn)生均勻和穩(wěn)定的激光輸出的氣體激光器。
本實(shí)用新型可由圓柱形諧振腔和氣體激光管組成，其特點(diǎn)是圓柱形諧振腔采用多節(jié)組合式結(jié)構(gòu)，氣體激光管沿諧振腔軸放置，激光管管軸與諧振腔軸重合。在充分考慮激光器管殼和等離子體對(duì)諧振腔的微波場(chǎng)的微擾效應(yīng)的作用下，設(shè)計(jì)微波激勵(lì)諧振腔，使其工作于TM010單模模式，由于TM010模的電場(chǎng)主要集中在諧振腔軸附近，故軸上電場(chǎng)最強(qiáng)，且沿軸線方向(縱向)分布是均勻一致的，有利于產(chǎn)生均勻和穩(wěn)定的激光輸出。在各種諧振腔模式中，只有TM010模的諧振頻率與腔長(zhǎng)無(wú)關(guān)，因而可以通過(guò)測(cè)量不同腔長(zhǎng)的各模式諧振頻率變化情況，確認(rèn)不隨腔長(zhǎng)變化的諧振頻率為TM010模。多節(jié)組合式結(jié)構(gòu)諧振腔可由主腔體和可裝卸腔體構(gòu)成，主腔體由兩部分構(gòu)成，可裝卸腔體位于主腔體的兩部分之間?？裳b卸腔體可由一節(jié)或多節(jié)構(gòu)成，各節(jié)之間以及與主腔體之間的連接可采用螺紋配合連接。為了消除設(shè)計(jì)誤差和實(shí)際工作中各種因素的影響，使諧振腔真正工作于TM010模，諧振腔設(shè)有諧振頻率調(diào)節(jié)裝置，它可采用4排(相隔90°)均勻分布的調(diào)諧螺釘，每排調(diào)諧螺釘?shù)臄?shù)目可根據(jù)實(shí)際需要而定，例如5～7個(gè)。為了能適用于不同管殼和激光工作氣體的激光管，對(duì)于調(diào)諧螺釘不足以補(bǔ)償諧振頻率的漂移時(shí)，由于TM010模諧振頻率只與腔的直徑有關(guān)，因此可以在腔內(nèi)壁設(shè)置4條對(duì)稱分布的可裝卸的弧形金屬脊，這相當(dāng)于改變腔的內(nèi)徑，以便達(dá)到寬范圍調(diào)節(jié)諧振頻率。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，它可以使不同激光氣體和管殼的激光管產(chǎn)生均勻和穩(wěn)定的微波等離子體，以便能形成穩(wěn)定的激光輸出，同時(shí)，還可以通過(guò)改變諧振腔的長(zhǎng)度確認(rèn)TM010模，有利于輸出穩(wěn)定的激光。


圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)的正視剖面示意圖；圖2為圖1中A-A剖面示意圖；圖3為金屬脊結(jié)構(gòu)示意圖。
本實(shí)用新型可采用附圖所示的方案實(shí)現(xiàn)。圖1中的諧振腔體1采用圓柱形金屬筒結(jié)構(gòu)；4排調(diào)節(jié)螺釘2呈對(duì)稱分布，每排螺釘可取5～7個(gè)；可裝卸的金屬脊3采用圖3所示的結(jié)構(gòu)，例如采用四根黃銅條，用螺釘對(duì)稱地連接在腔內(nèi)壁上，其軸向長(zhǎng)度略小于腔長(zhǎng)；輸入端可通過(guò)可調(diào)耦合探針4與微波信號(hào)源連接；輸出端的探針5可與晶體檢波器連接；激光管6的管軸與諧振腔腔軸重合。例如He-Ne激光管的內(nèi)徑(2b)2.5mm、外徑9.4mm、玻殼材料介電系數(shù)εg＝4.5，可采用腔體內(nèi)徑(2a)88.2mm、外徑108mm的諧振腔，腔體材料可采用黃銅，主腔體長(zhǎng)度為210mm，每節(jié)可裝卸腔體7的長(zhǎng)度為35mm，每節(jié)可裝卸腔體之間及與主腔體之間采用螺紋配合，可旋進(jìn)裝上，也可旋出卸下，調(diào)諧螺釘可采用長(zhǎng)度為30～35mm的螺釘。圖3所示的金屬脊的長(zhǎng)度l可取276mm，弧長(zhǎng)S為50mm，厚度t可取三種規(guī)格，分別為2.3mm和8mm。
權(quán)利要求1.一種圓柱形諧振腔的單模微波激勵(lì)氣體激光器，由圓柱形諧振腔和氣體激光管組成，其特征在于圓柱形諧振腔采用多節(jié)組合式結(jié)構(gòu)，氣體激光管沿諧振腔軸放置，激光管管軸與諧振腔軸重合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的圓柱形諧振腔的單模微波激勵(lì)氣體激光器，其特征在于多節(jié)組合式結(jié)構(gòu)諧振腔由主腔體和可裝卸腔體構(gòu)成，主腔體由兩部分組成，可裝卸腔體位于主腔體的兩部分之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的圓柱形諧振腔的單模微波激勵(lì)氣體激光器，其特征在于可裝卸腔體由1節(jié)或多節(jié)構(gòu)成，各節(jié)之間以及與主腔體之間采用螺紋配合連接。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的圓柱形諧振腔的單模微波激勵(lì)氣體激光器，其特征在于諧振腔設(shè)有諧振調(diào)節(jié)器，采用4排(相隔90°)均勻分布的調(diào)諧螺釘。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的圓柱形諧振腔的單模微波激勵(lì)氣體激光器，其特征在于諧振腔內(nèi)壁設(shè)置4條對(duì)稱分布的可裝卸的弧形金屬脊。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的圓柱形諧振腔的單模微波激勵(lì)氣體激光器，其特征在于金屬脊采用弧形黃銅條，其弧長(zhǎng)為50mm，長(zhǎng)度為276mm，厚度為2.3mm、5.2mm或8mm。
專利摘要圓柱形諧振腔的單模微波激勵(lì)氣體激光器,由圓柱形諧振腔和氣體激光管組成,兩者的軸線重合,諧振腔為多節(jié)組合式結(jié)構(gòu),即由主腔體和可裝卸腔體構(gòu)成,各節(jié)可裝卸腔體之間以及與主腔體的兩部分之間采用螺紋配合連接,諧振腔設(shè)有4排(相隔90°)均勻分布的調(diào)諧螺釘,諧振腔內(nèi)壁可設(shè)置4條對(duì)稱分布的可裝卸的弧形金屬脊,可以使不同激光工作氣體和管殼的激光管產(chǎn)生均勻和穩(wěn)定的微波等離子體,有利于形成穩(wěn)定的激光輸出。
文檔編號(hào)H01S3/08GK2276675SQ9622380
公開日1998年3月18日 申請(qǐng)日期1996年10月8日 優(yōu)先權(quán)日1996年10月8日
發(fā)明者徐國(guó)昌 申請(qǐng)人:東南大學(xué)