CN110970795A - 一种采用长光程结构的准分子宽带泵浦碱金属激光器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种采用长光程结构的准分子宽带泵浦碱金属激光器，包括泵浦源，平凸透镜，凹面反射镜a，二向色镜a，加热炉，碱金属蒸汽池，二向色镜b，凹面反射镜b。该碱金属激光器适用于将钠、钾、铷、铯等碱金属作为增益介质，利用凹面反射镜a和凹面反射镜b所构成的长光程反射腔，使泵浦光在凹面反射镜a和凹面反射镜b之间被多次反射，实现长光程，从而延长了泵浦光在碱金属蒸汽池中的传播长度。本方法可以在不明显增加激光器腔长的情况下，通过多次反射泵浦光来实现长光程，不会影响激光器的紧凑性；泵浦光在长光程中的反射程数，可以通过凹面反射镜的尺寸优化、角度调谐等手段进行灵活调节；通过该方法可以使准分子宽带泵浦碱金属激光器应用于高能激光领域。

Description

一种采用长光程结构的准分子宽带泵浦碱金属激光器
技术领域
本发明涉及碱金属激光技术领域，特别涉及一种采用长程池结构设计，来提高碱金属激光器转化效率的新方法。
背景技术
半导体泵浦碱金属激光器(Diode pumped alkali laser,DPAL)由于其自身的高增益系数而被认为是新一代高能激光的热门体系，并且其兼具体积小、易于流动散热、光束质量好等优点，因而备受国内外的广泛关注。然而，由于DPAL的工作介质为碱金属原子，吸收线宽为0.02cm-1(600MHz)，而二极管激光的线宽通常大于3.3cm-1(100GHz)，二极管板条的线宽更是达到50cm-1(1.5THz)。DPAL的吸收线宽和泵浦光的发射线宽存在着严重的不匹配性会造成绝大多数泵浦光不能被碱金属吸收。虽然He载气的加入可以在一定程度上增加碱金属的吸收线宽，例如5个大气压的氦载气可以使铷的吸收线宽达到0.5cm-1(15GHz)，但是加入更高压力的载气会造成吸收截面变小，不利于泵浦光的吸收。这一问题限制着DPAL的发展规模。
准分子宽带泵浦碱金属激光器(Excimer pumped alkali laser,XPAL)通过碱金属与惰性气体(或者烷烃)的范德华作用力形成准分子，由于转动能级的存在可以使准分子的吸收线宽大大增加，解决了DPAL的吸收线宽和泵浦光的发射线宽严重不匹配的问题。但是XPAL中准分子对泵浦光的吸收较弱，导致了光光转化效率较低，限制了XPAL在高能激光领域中的发展。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于提供了一种采用长光程结构的准分子宽带泵浦碱金属激光器来提高激光转化效率的新方法，可以解决其在高能激光领域发展中遇到的转化效率低的问题。
本发明的技术方案如下：
一种采用长光程结构的准分子宽带泵浦碱金属激光器的结构包括一泵浦源，所述泵浦源输出激光波长对应于所使用的碱金属与惰性气体或烷烃类气体所形成准分子的蓝翼吸收伴峰；一平凸透镜，可将泵浦光聚焦到碱金属蒸汽池中心位置的焦平面上；一凹面反射镜a，所述凹面反射镜a的形状为圆形，在边缘位置有通光孔(该结构的示意图是附图中的图2)，所述凹面反射镜a可实现对泵浦光波长的高反射率；一凹面反射镜b，所述凹面反射镜b的形状为圆形，在边缘位置有通光孔(该结构的示意图如附图中的图2)，所述凹面反射镜b可实现对泵浦光波长的高反射率，并对激光器输出激光波长的高透射率；
一碱金属蒸汽池，所述碱金属为钠、钾、铷或铯，所述蒸汽池内充有足量碱金属，以及相应的惰性气体或烷烃类气体作为缓冲气体；一加热炉用于加热碱金属蒸汽池至所需温度；
一二向色镜a作为腔镜，所述二向色镜a为平面反射镜，可实现对激光器输出激光波长的高反射率，以及对泵浦光波长的高透射率；一二向色镜b作为腔镜，所述二向色镜b为平面反射镜，可实现对泵浦光波长的高透射率，对于激光器输出激光波长起到输出耦合镜的作用；
泵浦源输出的激光通过平凸透镜，穿过凹面反射镜a的通光孔，以及透射过二向色镜a以后，聚焦到碱金属蒸汽池中心位置平面上，随后发散的泵浦光透射过二向色镜b，经凹面反射镜b反射汇聚到碱金属蒸汽池中心位置平面上，发散的泵浦光再次被凹面反射镜a反射，泵浦光在凹面反射镜a和b之间被多次反射，最后由凹面反射镜b上的通光孔输出，实现了长光程，在碱金属蒸汽池中心平面上形成焦平面，各焦点依次分布，而泵浦光在凹面反射镜a和b上的光斑也依次排布(分布效果示意图如附图中的图2)，从而延长了泵浦光在碱金属蒸汽池中的传播长度，也增加了准分子与泵浦光之间的相互作用长度，能够极大地增加准分子对泵浦光的吸收利用，提高转化效率，由二向色镜a和b构成的平平谐振腔使激光起振，随后激光由作为输出耦合镜的二向色镜b实现输出。
本发明所述的采用长光程结构提高准分子宽带泵浦碱金属激光器转化效率的方法具有如下几个优点：
1)、在现有准分子体系对泵浦光吸收系数较小的情况下，通过结构优化设计来延长准分子与泵浦光的相互作用长度，实现准分子充分吸收利用泵浦光，间接提高了吸收系数，因此，可以提高转化效率；
2)、可以在不明显增加激光器腔长的情况下，通过多次反射泵浦光来实现长光程，不会影响激光器的紧凑性，并且易于实现；
3)、泵浦光在长光程中的反射程数，可以通过凹面反射镜的尺寸优化、角度调谐等手段进行灵活调节；
4)、通过该方法可以使准分子宽带泵浦碱金属激光器应用于高能激光领域。
附图说明
图1为本发明采用长光程结构的准分子宽带泵浦碱金属激光器示意图。其中1-泵浦源，2-平凸透镜，3-凹面反射镜a，4-二向色镜a，5-加热炉，6-碱金属蒸汽池，7-二向色镜b，8-凹面反射镜b。
图2为本发明中到凹面反射镜结构及泵浦光作用效果示意图。其中3-1-通光孔，3-2-反射光斑。
具体实施方式
结合附图1～附图2，说明本发明的具体实施方式。
实施例1
详见附图1所示，本发明主要结构包括：一个泵浦源1，一个平凸透镜2，一个凹面反射镜a 3，一个二向色镜a 4，一个加热炉5，一个碱金属蒸汽池6，一个二向色镜b 7，一个凹面反射镜b 8。
凹面反射镜结构及泵浦光作用效果详见附图2所示，通光口3-1，反射光斑3-2。
具体实施方式为：
碱金属蒸汽池6内充有足量的钠金属，同时碱金属蒸汽池6内还充有氙气作为缓冲气体，常温下的氙气充气压为2000torr，利用加热炉5将碱金属蒸汽池6加热到350℃，该温度下钠蒸汽的气压为0.09torr；碱金属蒸汽池6两端的窗口的外表面镀有540～600nm波段増透膜；泵浦源1输出激光波长为560nm，对应于钠和氙所形成准分子(Na-Xe)的蓝翼吸收伴峰中心波长，泵浦光通过平凸透镜2，平凸透镜2的焦距为150cm，泵浦光穿过凹面反射镜a 3的通光孔3-1，凹面反射镜a 3的曲率半径为150cm，在540～570nm波段起高反作用，泵浦光透射过二向色镜a 4，二向色镜a 4在540～570nm波段起增透作用，在588～591nm波段起高反作用，随后泵浦光汇聚到碱金属蒸汽池6中心位置的焦平面上，发散的泵浦光继续传输，透射过二向色镜b 7，二向色镜b 7在540～570nm波段起增透作用，在588～591nm波段起部分反射作用，泵浦光经凹面反射镜b 8反射后汇聚到焦平面上，凹面反射镜b 8的曲率半径为150cm，在540～570nm波段起高反作用，并在588～591nm波段起增透作用；泵浦光在凹面反射镜a 3和凹面反射镜b 8之间被多次反射，最后由凹面反射镜b 8上的通光孔3-1输出，实现了长光程，在碱金属蒸汽池6中心平面所形成的焦平面上，各焦点依次分布形成圆环状，而泵浦光在凹面反射镜a 3和凹面反射镜b 8上的反射光斑3-2也依次排布形成圆环状；反射程数受凹面镜a 3和凹面反射镜b 8的尺寸，以及泵浦源1输出激光光斑尺寸、发散角等因素限制，在最大反射程数以内，可以通过调谐凹面反射镜a 3和凹面反射镜b 8的反射角度来调节反射程数；通过延长泵浦光在碱金属蒸汽池6中的传播长度，增加了准分子与泵浦光之间的相互作用长度，能够极大地增加准分子对泵浦光的吸收利用，提高转化效率，由二向色镜a 4和二向色镜b 7构成的平平谐振腔使钠D2线(589.0nm)或D1(589.6nm)激光起振，随后，由作为输出耦合镜的二向色镜b 7实现激光输出。
实施例2
详见附图1所示，本发明主要结构包括：一个泵浦源1，一个平凸透镜2，一个凹面反射镜a 3，一个二向色镜a 4，一个加热炉5，一个碱金属蒸汽池6，一个二向色镜b 7，一个凹面反射镜b 8。
凹面反射镜结构及泵浦光作用效果详见附图2所示，通光口3-1，反射光斑3-2。
具体实施方式为：
碱金属蒸汽池6内充有足量的钠金属，同时碱金属蒸汽池6内还充有乙烷作为缓冲气体，常温下的乙烷充气压为1800torr，利用加热炉5将碱金属蒸汽池6加热到360℃，该温度下钠蒸汽的气压为0.12torr；碱金属蒸汽池6两端的窗口的外表面镀有540～600nm波段増透膜；泵浦源1输出激光波长为553nm，对应于钠和乙烷所形成准分子(Na-C2H6)的蓝翼吸收伴峰中心波长，泵浦光通过平凸透镜2，平凸透镜2的焦距为150cm，泵浦光穿过凹面反射镜a 3的通光孔3-1，凹面反射镜a 3的曲率半径为150cm，在540～570nm波段起高反作用，泵浦光透射过二向色镜a 4，二向色镜a 4在540～570nm波段起增透作用，在588～591nm波段起高反作用，随后泵浦光汇聚到碱金属蒸汽池6中心位置的焦平面上，发散的泵浦光继续传输，透射过二向色镜b 7，二向色镜b 7在540～570nm波段起增透作用，在588～591nm波段起部分反射作用，泵浦光经凹面反射镜b 8反射后汇聚到焦平面上，凹面反射镜b 8的曲率半径为150cm，在540～570nm波段起高反作用，并在588～591nm波段起增透作用；泵浦光在凹面反射镜a 3和凹面反射镜b 8之间被多次反射，最后由凹面反射镜b 8上的通光孔3-1输出，实现了长光程，在碱金属蒸汽池6中心平面所形成的焦平面上，各焦点依次分布形成圆环状，而泵浦光在凹面反射镜a 3和凹面反射镜b 8上的反射光斑3-2也依次排布形成圆环状；反射程数受凹面镜a 3和凹面反射镜b 8的尺寸，以及泵浦源1输出激光光斑尺寸、发散角等因素限制，在最大反射程数以内，可以通过调谐凹面反射镜a 3和凹面反射镜b 8的反射角度来调节反射程数；通过延长泵浦光在碱金属蒸汽池6中的传播长度，增加了准分子与泵浦光之间的相互作用长度，能够极大地增加准分子对泵浦光的吸收利用，提高转化效率，由二向色镜a 4和二向色镜b 7构成的平平谐振腔使钠D2线(589.0nm)或D1(589.6nm)激光起振，随后，由作为输出耦合镜的二向色镜b 7实现激光输出。
实施例3
详见附图1所示，本发明主要结构包括：一个泵浦源1，一个平凸透镜2，一个凹面反射镜a 3，一个二向色镜a 4，一个加热炉5，一个碱金属蒸汽池6，一个二向色镜b 7，一个凹面反射镜b 8。
凹面反射镜结构及泵浦光作用效果详见附图2所示，通光口3-1，反射光斑3-2。
具体实施方式为：
碱金属蒸汽池6内充有足量的钾金属，同时碱金属蒸汽池6内还充有氩气作为缓冲气体，常温下的氩气充气压为1800torr，利用加热炉5将碱金属蒸汽池6加热到280℃，该温度下钠蒸汽的气压为0.17torr；碱金属蒸汽池6两端的窗口的外表面镀有700～800nm波段増透膜；泵浦源1输出激光波长为736nm，对应于钾和氩所形成准分子(K-Ar)的蓝翼吸收伴峰中心波长，泵浦光通过平凸透镜2，平凸透镜2的焦距为125cm，泵浦光穿过凹面反射镜a 3的通光孔3-1，凹面反射镜a 3的曲率半径为125cm，在730～745nm波段起高反作用，泵浦光透射过二向色镜a 4，二向色镜a 4在730～745nm波段起增透作用，在765～772nm波段起高反作用，随后泵浦光汇聚到碱金属蒸汽池6中心位置的焦平面上，发散的泵浦光继续传输，透射过二向色镜b 7，二向色镜b 7在730～745nm波段起增透作用，在765～772nm波段起部分反射作用，泵浦光经凹面反射镜b 8反射后汇聚到焦平面上，凹面反射镜b 8的曲率半径为125cm，在730～745nm波段起高反作用，并在765～772nm波段起增透作用；泵浦光在凹面反射镜a 3和凹面反射镜b 8之间被多次反射，最后由凹面反射镜b 8上的通光孔3-1输出，实现了长光程，在碱金属蒸汽池6中心平面所形成的焦平面上，各焦点依次分布形成圆环状，而泵浦光在凹面反射镜a 3和凹面反射镜b 8上的反射光斑3-2也依次排布形成圆环状；反射程数受凹面镜a 3和凹面反射镜b 8的尺寸，以及泵浦源1输出激光光斑尺寸、发散角等因素限制，在最大反射程数以内，可以通过调谐凹面反射镜a 3和凹面反射镜b 8的反射角度来调节反射程数；通过延长泵浦光在碱金属蒸汽池6中的传播长度，增加了准分子与泵浦光之间的相互作用长度，能够极大地增加准分子对泵浦光的吸收利用，提高转化效率，由二向色镜a 4和二向色镜b 7构成的平平谐振腔使钾D2线(766nm)激光起振，随后，由作为输出耦合镜的二向色镜b 7实现激光输出。
实施例4
详见附图1所示，本发明主要结构包括：一个泵浦源1，一个平凸透镜2，一个凹面反射镜a 3，一个二向色镜a 4，一个加热炉5，一个碱金属蒸汽池6，一个二向色镜b 7，一个凹面反射镜b 8。
凹面反射镜结构及泵浦光作用效果详见附图2所示，通光口3-1，反射光斑3-2。
具体实施方式为：
碱金属蒸汽池6内充有足量的铷金属，同时碱金属蒸汽池6内还充有氩气作为缓冲气体，常温下的氩气充气压为1500torr，利用加热炉5将碱金属蒸汽池6加热到230℃，该温度下钠蒸汽的气压为0.15torr；碱金属蒸汽池6两端的窗口的外表面镀有730～830nm波段増透膜；泵浦源1输出激光波长为756nm，对应于铷和氩所形成准分子(Rb-Ar)的蓝翼吸收伴峰中心波长，泵浦光通过平凸透镜2，平凸透镜2的焦距为100cm，泵浦光穿过凹面反射镜a 3的通光孔3-1，凹面反射镜a 3的曲率半径为100cm，在750～765nm波段起高反作用，泵浦光透射过二向色镜a 4，二向色镜a 4在750～765nm波段起增透作用，在778～800nm波段起高反作用，随后泵浦光汇聚到碱金属蒸汽池6中心位置的焦平面上，发散的泵浦光继续传输，透射过二向色镜b 7，二向色镜b 7在750～765nm波段起增透作用，在778～800nm波段起部分反射作用，泵浦光经凹面反射镜b 8反射后汇聚到焦平面上，凹面反射镜b 8的曲率半径为100cm，在750～765nm波段起高反作用，并在778～800nm波段起增透作用；泵浦光在凹面反射镜a 3和凹面反射镜b 8之间被多次反射，最后由凹面反射镜b 8上的通光孔3-1输出，实现了长光程，在碱金属蒸汽池6中心平面所形成的焦平面上，各焦点依次分布形成圆环状，而泵浦光在凹面反射镜a 3和凹面反射镜b 8上的反射光斑3-2也依次排布形成圆环状；反射程数受凹面镜a 3和凹面反射镜b 8的尺寸，以及泵浦源1输出激光光斑尺寸、发散角等因素限制，在最大反射程数以内，可以通过调谐凹面反射镜a 3和凹面反射镜b 8的反射角度来调节反射程数；通过延长泵浦光在碱金属蒸汽池6中的传播长度，增加了准分子与泵浦光之间的相互作用长度，能够极大地增加准分子对泵浦光的吸收利用，提高转化效率，由二向色镜a 4和二向色镜b 7构成的平平谐振腔使铷D2线(780nm)激光起振，随后，由作为输出耦合镜的二向色镜b 7实现激光输出。
实施例5
详见附图1所示，本发明主要结构包括：一个泵浦源1，一个平凸透镜2，一个凹面反射镜a 3，一个二向色镜a 4，一个加热炉5，一个碱金属蒸汽池6，一个二向色镜b 7，一个凹面反射镜b 8。
凹面反射镜结构及泵浦光作用效果详见附图2所示，通光口3-1，反射光斑3-2。
具体实施方式为：
碱金属蒸汽池6内充有足量的铯金属，同时碱金属蒸汽池6内还充有氩气作为缓冲气体，常温下的氩气充气压为1200torr，利用加热炉5将碱金属蒸汽池6加热到200℃，该温度下铯蒸汽的气压为0.09torr；碱金属蒸汽池6两端的窗口的外表面镀有800～900nm波段増透膜；泵浦源1输出激光波长为837nm，对应于铯和氩所形成准分子(Cs-Ar)的蓝翼吸收伴峰中心波长，泵浦光通过平凸透镜2，平凸透镜2的焦距为100cm，泵浦光穿过凹面反射镜a 3的通光孔3-1，凹面反射镜a 3的曲率半径为100cm，在830～845nm波段起高反作用，泵浦光透射过二向色镜a 4，二向色镜a 4在830～845nm波段起增透作用，在850～895nm波段起高反作用，随后泵浦光汇聚到碱金属蒸汽池6中心位置的焦平面上，发散的泵浦光继续传输，透射过二向色镜b 7，二向色镜b 7在830～842nm波段起增透作用，在850～895nm波段起部分反射作用，泵浦光经凹面反射镜b 8反射后汇聚到焦平面上，凹面反射镜b 8的曲率半径为100cm，在830～842nm波段起高反作用，并在850～895nm波段起增透作用；泵浦光在凹面反射镜a 3和凹面反射镜b 8之间被多次反射，最后由凹面反射镜b 8上的通光孔3-1输出，实现了长光程，在碱金属蒸汽池6中心平面所形成的焦平面上，各焦点依次分布形成圆环状，而泵浦光在凹面反射镜a 3和凹面反射镜b 8上的反射光斑3-2也依次排布形成圆环状；反射程数受凹面镜a 3和凹面反射镜b 8的尺寸，以及泵浦源1输出激光光斑尺寸、发散角等因素限制，在最大反射程数以内，可以通过调谐凹面反射镜a 3和凹面反射镜b 8的反射角度来调节反射程数；通过延长泵浦光在碱金属蒸汽池6中的传播长度，增加了准分子与泵浦光之间的相互作用长度，能够极大地增加准分子对泵浦光的吸收利用，提高转化效率，由二向色镜a 4和二向色镜b 7构成的平平谐振腔使铯D2(852nm)激光起振，随后，由作为输出耦合镜的二向色镜b 7实现激光输出。
实施例6
详见附图1所示，本发明主要结构包括：一个泵浦源1，一个平凸透镜2，一个凹面反射镜a 3，一个二向色镜a 4，一个加热炉5，一个碱金属蒸汽池6，一个二向色镜b 7，一个凹面反射镜b 8。
凹面反射镜结构及泵浦光作用效果详见附图2所示，通光口3-1，反射光斑3-2。
具体实施方式为：
碱金属蒸汽池6内充有足量的铯金属，同时碱金属蒸汽池6内还充有氪气和乙烷作为缓冲气体，常温下的氪气充气压为1000torr，乙烷充气压为200torr，利用加热炉5将碱金属蒸汽池6加热到220℃，该温度下铯蒸汽的气压为0.19torr；碱金属蒸汽池6两端的窗口的外表面镀有800～900nm波段増透膜；泵浦源1输出激光波长为841nm，对应于铯和氪所形成准分子(Cs-Kr)的蓝翼吸收伴峰中心波长，泵浦光通过平凸透镜2，平凸透镜2的焦距为100cm，泵浦光穿过凹面反射镜a 3的通光孔3-1，凹面反射镜a 3的曲率半径为100cm，在830～845nm波段起高反作用，泵浦光透射过二向色镜a 4，二向色镜a 4在830～845nm波段起增透作用，在850～895nm波段起高反作用，随后泵浦光汇聚到碱金属蒸汽池6中心位置的焦平面上，发散的泵浦光继续传输，透射过二向色镜b 7，二向色镜b 7在830～842nm波段起增透作用，在850～895nm波段起部分反射作用，泵浦光经凹面反射镜b 8反射后汇聚到焦平面上，凹面反射镜b 8的曲率半径为100cm，在830～842nm波段起高反作用，并在850～895nm波段起增透作用；泵浦光在凹面反射镜a 3和凹面反射镜b 8之间被多次反射，最后由凹面反射镜b 8上的通光孔3-1输出，实现了长光程，在碱金属蒸汽池6中心平面所形成的焦平面上，各焦点依次分布形成圆环状，而泵浦光在凹面反射镜a 3和凹面反射镜b 8上的反射光斑3-2也依次排布形成圆环状；反射程数受凹面镜a 3和凹面反射镜b 8的尺寸，以及泵浦源1输出激光光斑尺寸、发散角等因素限制，在最大反射程数以内，可以通过调谐凹面反射镜a3和凹面反射镜b 8的反射角度来调节反射程数；通过延长泵浦光在碱金属蒸汽池6中的传播长度，增加了准分子与泵浦光之间的相互作用长度，能够极大地增加准分子对泵浦光的吸收利用，提高转化效率，由二向色镜a 4和二向色镜b 7构成的平平谐振腔使铯D1(894nm)激光起振，随后，由作为输出耦合镜的二向色镜b 7实现激光输出。

Claims (11)

1.一种采用长光程结构的准分子宽带泵浦碱金属激光器，其特征在于：包括泵浦源(1)，平凸透镜(2)，凹面反射镜a(3)，二向色镜a(4)，碱金属蒸汽池(6)，二向色镜b(7)，凹面反射镜b(8)；凹面反射镜a(3)与凹面反射镜b(8)相对设置构成长光程反射腔，二向色镜a(4)和二向色镜b(7)相对设置构成光学谐振腔，光学谐振腔位于凹面反射镜a(3)与凹面反射镜b(8)之间，于二向色镜a(4)和二向色镜b(7)之间设有碱金属蒸汽池(6)，碱金属蒸汽池(6)为一密闭中空容器，于碱金属蒸汽池(6)左右二侧靠近光学谐振腔腔镜处分别设有相对应的透明窗口，泵浦源(1)发出的激光照射至碱金属蒸汽池(6)内部；
其操作条件如下：
1)泵浦源(1)输出的激光的波长为545～570nm；碱金属蒸汽池(6)内充有碱金属钠蒸汽和惰性气体；惰性气体为氩气，常温下其压力为300～2000torr；碱金属钠蒸汽温度为250-380℃，压力为0.002～0.23torr(0.3～30.0Pa)；
或2)泵浦源(1)输出的激光的波长为545～570nm；碱金属蒸汽池(6)内充有碱金属钠蒸汽和惰性气体；惰性气体为氪气，常温下其压力为300～2000torr；碱金属钠蒸汽温度为250-380℃，压力为0.002～0.23torr(0.3～30.0Pa)；
或3)泵浦源(1)输出的激光的波长为545～570nm；碱金属蒸汽池(6)内充有碱金属钠蒸汽和惰性气体；惰性气体为氙气，常温下其压力为300～2000torr；碱金属钠蒸汽温度为250-380℃，压力为0.002～0.23torr(0.3～30.0Pa)；
或4)泵浦源(1)输出的激光的波长为545～570nm；碱金属蒸汽池(6)内充有碱金属钠蒸汽和烷烃类气体；烷烃类气体为甲烷，常温下其压力为300～2000torr；碱金属钠蒸汽温度为250-380℃，压力为0.002～0.23torr(0.3～30.0Pa)；
或5)泵浦源(1)输出的激光的波长为545～570nm；碱金属蒸汽池(6)内充有碱金属钠蒸汽和烷烃类气体；烷烃类气体为乙烷，常温下其压力为300～2000torr；碱金属钠蒸汽温度为250-380℃，压力为0.002～0.23torr(0.3～30.0Pa)；
或6)泵浦源(1)输出的激光的波长为730～745nm；碱金属蒸汽池(6)内充有碱金属钾蒸汽和惰性气体；惰性气体为氩气，常温下其压力为300～2000torr；碱金属钾蒸汽温度为170-350℃，压力为0.002～1.37torr(0.2～182.8Pa)；
或7)泵浦源(1)输出的激光的波长为730～745nm；碱金属蒸汽池(6)内充有碱金属钾蒸汽和惰性气体；惰性气体为氪气，常温下其压力为300～2000torr；碱金属钾蒸汽温度为170-350℃，压力为0.002～1.37torr(0.2～182.8Pa)；
或8)泵浦源(1)输出的激光的波长为730～745nm；碱金属蒸汽池(6)内充有碱金属钾蒸汽和惰性气体；惰性气体为氙气，常温下其压力为300～2000torr；碱金属钾蒸汽温度为170-350℃，压力为0.002～1.37torr(0.2～182.8Pa)；
或9)泵浦源(1)输出的激光的波长为750～765nm；碱金属蒸汽池(6)内充有碱金属铷蒸汽和惰性气体；惰性气体为氩气，常温下其压力为300～2000torr；碱金属铷蒸汽温度为150-350℃，压力0.004～5.13torr(0.6～683.3Pa)；
或10)泵浦源(1)输出的激光的波长为750～765nm；碱金属蒸汽池(6)内充有碱金属铷蒸汽和惰性气体；惰性气体为氪气，常温下其压力为300～2000torr；碱金属铷蒸汽温度为150-350℃，压力0.004～5.13torr(0.6～683.3Pa)；
或11)泵浦源(1)输出的激光的波长为750～765nm；碱金属蒸汽池(6)内充有碱金属铷蒸汽和惰性气体；惰性气体为氙气，常温下其压力为300～2000torr；碱金属铷蒸汽温度为150-350℃，压力0.004～5.13torr(0.6～683.3Pa)；
或12)泵浦源(1)输出的激光的波长为830～845nm；碱金属蒸汽池(6)内充有碱金属铯蒸汽和惰性气体；惰性气体为氩气，常温下其压力为300～2000torr；碱金属铯蒸汽温度为150-350℃，压力为0.01～7.94torr(1.3～1058.4Pa)；
或13)泵浦源(1)输出的激光的波长为830～845nm；碱金属蒸汽池(6)内充有碱金属铯蒸汽和惰性气体；惰性气体为氪气，常温下其压力为300～2000torr；碱金属铯蒸汽温度为150-350℃，压力为0.01～7.94torr(1.3～1058.4Pa)；
或14)泵浦源(1)输出的激光的波长为830～845nm；碱金属蒸汽池(6)内充有碱金属铯蒸汽和惰性气体；惰性气体为氙气，常温下其压力为300～2000torr；碱金属铯蒸汽温度为150-350℃，压力为0.01～7.94torr(1.3～1058.4Pa)；
或15)泵浦源(1)输出的激光的波长为830～845nm；碱金属蒸汽池(6)内充有碱金属铯蒸汽、惰性气体和烷烃类气体；惰性气体为氩气，常温下其压力为300～2000torr，烷烃类气体为乙烷，常温下其压力为60～400torr；碱金属铯蒸汽温度为150-350℃，压力为0.01～7.94torr(1.3～1058.4Pa)；
或16)泵浦源(1)输出的激光的波长为830～845nm；碱金属蒸汽池(6)内充有碱金属铯蒸汽、惰性气体和烷烃类气体；惰性气体为氪气，常温下其压力为300～2000torr，烷烃类气体为乙烷，常温下其压力为60～400torr；碱金属铯蒸汽温度为150-350℃，压力为0.01～7.94torr(1.3～1058.4Pa)；
或17)泵浦源(1)输出的激光的波长为830～845nm；碱金属蒸汽池(6)内充有碱金属铯蒸汽、惰性气体和烷烃类气体；惰性气体为氙气，常温下其压力为300～2000torr，烷烃类气体为乙烷，常温下其压力为60～400torr；碱金属铯蒸汽温度为150-350℃，压力为0.01～7.94torr(1.3～1058.4Pa)；
泵浦源(1)输出的激光通过平凸透镜(2)，穿过凹面反射镜a(3)的通光孔，以及透射过二向色镜a(4)以后，进入碱金属蒸汽池(6)实现反复泵浦，于凹面反射镜a(3)和凹面反射镜b(8)相对面上镀有反射泵浦光波长的光学薄膜，凹面反射镜b(8)镀有对应碱金属D1线(589.6nm)和D2线(589.0nm)波长的增透膜，于二向色镜a(4)和二向色镜b(7)相对面上镀有反射碱金属D1线(589.6nm)和D2线(589.0nm)波长的光学薄膜，并镀有对应泵浦光波长的增透膜，泵浦产生的碱金属D1线(589.6nm)或D2线(589.0nm)辐射在由二向色镜a(4)和二向色镜b(7)构成的平平谐振腔内进行振荡放大产生激光，产生的激光由作为输出耦合镜的二向色镜b(7)输出。
2.根据权利要求1所述的采用长光程结构的准分子宽带泵浦碱金属激光器，其特征在于：凹面反射镜a(3)和凹面反射镜b(8)构成了长光程反射腔，使泵浦源(1)输出激光在凹面反射镜a(3)和凹面反射镜b(8)之间被多次反射，实现长光程，延长了泵浦光在碱金属蒸汽池(6)中的传播长度，增加了准分子与泵浦光之间的相互作用长度，能够极大地增加准分子对泵浦光的吸收利用，间接提高了吸收系数，提高了转化效率；
在不明显增加激光器腔长的情况下，通过多次反射泵浦光来实现长光程，不会影响激光器的紧凑性，并且易于实现；
泵浦光在长光程中的反射程数，可以通过凹面反射镜a(3)和凹面反射镜b(8)的尺寸优化、角度调谐等手段进行灵活调节。
3.根据权利要求1所述的采用长光程结构的准分子宽带泵浦碱金属激光器，其特征在于：采用碱金属钠蒸汽作为增益介质，凹面反射镜a(3)上的光学薄膜为540～570nm波段高反，凹面反射镜b(8)上的光学薄膜为540～570nm波段高反，588～591nm波段增透，二向色镜a(4)上的光学薄膜为588～591nm波段高反，540～570nm波段增透，二向色镜b(7)上的光学薄膜为588～591nm波段部分高反，540～570nm波段增透。
4.根据权利要求1所述的采用长光程结构的准分子宽带泵浦碱金属激光器，其特征在于：采用碱金属钾蒸汽作为增益介质，凹面反射镜a(3)上的光学薄膜为730～745nm波段高反，凹面反射镜b(8)上的光学薄膜为730～745nm波段高反，765～772nm波段增透，二向色镜a(4)上的光学薄膜为765～772nm波段高反，730～745nm波段增透，二向色镜b(7)上的光学薄膜为765～772nm波段部分高反，730～745nm波段增透。
5.根据权利要求1所述的采用长光程结构的准分子宽带泵浦碱金属激光器，其特征在于：采用碱金属铷蒸汽作为增益介质，凹面反射镜a(3)上的光学薄膜为750～765nm波段高反，凹面反射镜b(8)上的光学薄膜为750～765nm波段高反，778～800nm波段增透，二向色镜a(4)上的光学薄膜为778～800nm波段高反，750～765nm波段增透，二向色镜b(7)上的光学薄膜为778～800nm波段部分高反，750～765nm波段增透。
6.根据权利要求1所述的采用长光程结构的准分子宽带泵浦碱金属激光器，其特征在于：采用碱金属铯蒸汽作为增益介质，凹面反射镜a(3)上的光学薄膜为830～845nm波段高反，凹面反射镜b(8)上的光学薄膜为830～845nm波段高反，850～895nm波段增透，二向色镜a(4)上的光学薄膜为850～895nm波段高反，830～845nm波段增透，二向色镜b(7)上的光学薄膜为850～895nm波段部分高反，830～845nm波段增透。
7.根据权利要求1所述的采用长光程结构的准分子宽带泵浦碱金属激光器，其特征在于：泵浦源(1)输出的激光经碱金属蒸汽池(6)侧壁面上的透明窗口照射至碱金属蒸汽池(6)内部；碱金属蒸汽池(6)两端的窗口的外表面镀有540～900nm波段増透膜。
8.根据权利要求1所述的采用长光程结构的准分子宽带泵浦碱金属激光器，其特征在于：凹面反射镜a(3)、凹面反射镜b(8)、二向色镜a(4)、二向色镜b(7)和碱金属蒸汽池(6)左右二侧的透明窗口同轴设置。
9.根据权利要求1所述的采用长光程结构的准分子宽带泵浦碱金属激光器，其特征在于：碱金属蒸汽池(6)置于加热炉(5)内部，于加热炉(5)上左右二侧靠近碱金属蒸汽池透明窗口处分别设有与碱金属蒸汽池(6)上透明窗口相对应的通光孔；加热炉(5)对碱金属蒸汽池(6)进行加热。
10.根据权利要求1所述的采用长光程结构的准分子宽带泵浦碱金属激光器，其特征在于：平凸透镜(2)的焦距等于凹面反射镜a(3)和凹面反射镜b(8)的曲率半径。
11.一种权利要求1-10任一所述的采用长光程结构的准分子宽带泵浦碱金属激光器在高能气体激光领域(优选高能碱金属蒸汽激光领域) 中的应用。
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