氦氖激光器由于具有結(jié)構(gòu)簡單、放電平穩(wěn)、單色性高、光束質(zhì)量好、功率噪聲低、臺與臺重復(fù)性好、相干長度能達(dá)幾公里等特點(diǎn),獲得了檢測之王的美譽(yù)。
氦氖激光器的輸出譜線從綠光一直延伸到近紅外光,由于紅光在所有的可見光譜線中增益最強(qiáng),因此最先獲得商品化,而綠光在氦氖激光器的所有可見光譜線中增益最低,僅為紅光增益的幾十分之一,所以它的商品化遲遲未獲得成功,其中最大的困難是研制能抑制其它譜線的極低損耗綠光反射鏡。
相對于紅光氦氖激光器而言,綠光氦氖激光器具有三個獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn):一是人的視覺對綠光最敏感,因此在準(zhǔn)直、監(jiān)測、顯示和藝術(shù)布景等應(yīng)用中選用綠光具有優(yōu)勢,同時由于紅光易于血液混淆,綠光氦氖激光器更適合激光醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用;二是氦氖綠光譜線的波長較短,且具有很好的穩(wěn)定性與再現(xiàn)性,因此在長度標(biāo)準(zhǔn)、相干測量、粒子計數(shù)、激光打印、指紋檢驗(yàn)等領(lǐng)域比紅光更具有優(yōu)勢;三是由于綠光在海水中的損耗遠(yuǎn)低于紅光,綠光氦氖激光器在水中照明、深海通信等領(lǐng)域具有潛在的應(yīng)用前景。
美國經(jīng)過二十多年的研究,將激光陀螺的鍍膜技術(shù)推廣到多色氦氖激光器的反射鏡制備,終于在1985年推出了全內(nèi)腔綠光氦氖激光器產(chǎn)品,一年后德國也推出了相關(guān)產(chǎn)品。俄羅斯亦曾研制過全內(nèi)腔綠光氦氖激光器,由于“技術(shù)太復(fù)雜”,沒有成功。我國多家單位在1987年也實(shí)現(xiàn)綠光氦氖激光振蕩,但都是外腔式結(jié)構(gòu),不便在實(shí)際使用。雖然之后經(jīng)多個單位努力攻關(guān),但一直沒有實(shí)現(xiàn)全內(nèi)腔氦氖激光器的綠光輸出,更談不上商品化。
國防科技大學(xué)在研制激光陀螺的過程中,對其中的頭號關(guān)鍵技術(shù)薄膜光學(xué)進(jìn)行了長期深入的理論研究與工藝摸索,設(shè)計出了全內(nèi)腔綠光氦氖激光器反射鏡的多層膜結(jié)構(gòu)方案,并研制了專門的測量儀器紅外DF透反儀,做好了充足準(zhǔn)備。終于在1994年,激光陀螺反射膜的攻關(guān)取得重大突破,在積累相當(dāng)?shù)墓に嚱?jīng)驗(yàn)后,立即用相同的鍍膜工藝,按理論設(shè)計方案制備極低損耗的綠光反射鏡,一舉研制出全內(nèi)腔綠光氦氖激光器,其主要技術(shù)指標(biāo)達(dá)到國際先進(jìn)水平,使我國成為繼美、德之后第三個擁有這種高性能激光器制造技術(shù)的國家。
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