谐振Q腔中放声光Q开关,如何证明Q开关放好了

来源：蜘蛛抓取(WebSpider) 时间：2019-07-08 02:18 标签： 谐振Q
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第二章 调Q(Q开关)技术 主要内容： 一、调Q技术的基本概念和基本理论 二、实现调Q技术的方法： 1. 电光调Q ； 2. 声光调Q ； 3. 染料调Q ； 4. 色心晶体调Q； 5. 转镜调Q 2.2.1 一般固体脉冲激光器的输出特性 输出的脉冲是系列尖峰振荡 驰豫振荡 驰豫振荡产生的物理过程 第一阶段 第二阶段 第三阶段 第四阶段 普通激光器峰值功率不能提高的原因 獲得巨脉冲激光输出的方法 2.1.2 调Q的基本原理 定义：Q值是评定激光器中光学谐振Q腔质量好坏的指标----品质因数。Q值--定义为在激光谐振Q腔内储存嘚总能量与腔内单位时间损耗的能量之比。 调节Q值的途径 一般采取改变腔内损耗的办法来调节腔内的Q值 稳定调Q脉冲的建立过程 实现调Q对噭光器的基本要求 工作物质抗损伤阈值要高,同时有较长的能级寿命 泵浦速度必须快于激光上能级的自发辐射速率 谐振Q腔的Q值改变要快,一般應与谐振Q腔建立激光振荡的时间相比拟. 2.2 调Q激光器的基本理论 调Q的速率方程 速率方程的求解 调Q脉冲的峰值功率 调Q脉冲的时间特性 非理想阶跃式Q开关函数的情况 腔内损耗与时间呈线性函数（左图） 稳变非线性(抛物线)开关函数（中图） 峰值光子数密度φm随脉冲半宽度Δt及脉冲建立嘚延迟时间tD的变化（右图） Q开关激光器的特点 1. 通过改变改变Q值——改变阈值，控制激光产生的时间 2. 两阶段 （1）储能阶段（延迟时间） 反轉粒子数达最大值 。 （2）激光产生输出 忽略泵浦和自发辐射的影响 3. 开关时间 从Q值最小变到最大Q值即损耗从最大变到最小需要的时间叫开關时间。 开关时间对激光脉冲的影响很大按开关时间的大小分为快、慢两种类型。 2.3 电光晶体调Q 电光Q开关： 利用晶体的电光效应在晶体仩加一阶跃式电压，调节腔内光子的反射损耗 2.3.1 带偏振器的电光调Q器件 调Q工作程序示意图 对偏转器的要求 对调制晶体的要求 2.3.2 单块双45°电光Q開关 带偏振器的Q开关激光器需加偏振器，使腔内元件增多因而增加了腔内损耗，降低了调Q效率把晶体做成双45°的形式，使晶体起着偏振、Q开关两个作用，克服了上述Q开关激光器的缺点。 Q开关原理 工作原理 未加电压时的情况 加电压时的情况 LN晶体Q开关： （1）双45°晶体等效于在两个偏转器之间夹一块调制晶体 （2）晶体在加工时造成的误差45° 不够准确，光轴有些偏离入射的光束不能严格地垂直入射面等。入射光有一定的发散角因此相当于有一部分光束不是垂直入射面入射。 （3）o、e光走的路程不同因此当 时，o、e光并非完全旋转90°,解决办法預偏置. 单块单 45°电光开关 原理 ：以LN横向运用退压式结构为例分析原理和一般Q开关相同。 也是分两个阶段讨论其工作原理：粒子数积累阶段和脉冲形成阶段结论：单 45°Q开关相当于带一个偏振器的Q开关。 2.3.3 脉冲透射式Q开关激光器 原理： 反射式Q开关激光器：由于激光的形成和输絀同时进行因此脉冲宽度的压缩受了限制。脉冲透射式Q开关打破了这种限制把激光形成和激光的输出分成两阶段。共三个阶段： a． 、 激光不能振荡，积累阶段（透射损耗大） b． 、 激光形成但不输出（透射损耗近似为零） c．激光输出阶段（透射损耗大） 具有以上特点嘚激光器为透射式Q开关激光器。 透射式原理不同于反射式结构做了改进： Q开关的三个阶段：1)不加 ,2）加压 ,3）退压 单块双45°电光PTM式调Q开关 PTM式調Q的优点 效率比PRM式高 脉宽窄 2.3.4 Q调制技术的其他功能 1.选横模的功能 2.选单纵模的功能 3.锁模 削波等功能 2.4 设计电光调Q激光器应考虑的问题 调制晶体材料的选择 消光比要高 透过率要高 半波电压要低 抗破坏阈值要高 晶体防潮 调制晶体的电极结构 对激光工作物质的要求 对光泵浦灯的要求 对Q开關控制电路的要求 2.5 声光调Q 2.5.1 基本原理 声光调制原理 声光调Q 声光调Q激光器的特点 开关时间与脉宽 声光Q开关的缺点 声光Q开关与重复频率

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