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光學元件

調Q技術

星之球激光 來源:新特光電2011-11-07 我要評論(0 )   

調Q 技術就是通過某種方法使腔的Q 值隨時間按一定程序變化的技術。在泵浦開始時使腔處在低Q 值狀態,即提高振蕩閾值,使振蕩不能生成,上能級的反轉粒子數就可以大量積...

    調Q 技術就是通過某種方法使腔的Q 值隨時間按一定程序變化的技術。在泵浦開始時使腔處在低Q 值狀態,即提高振蕩閾值,使振蕩不能生成,上能級的反轉粒子數就可以大量積累,當積累到最大值(飽和值)時,突然使腔的損耗減小,Q 值突增,激光振蕩迅速建立起來,在極短的時間內(nei) 上能級的反轉粒子數被消耗,轉變為(wei) 腔內(nei) 的光能量,在腔的輸出端以單一脈衝(chong) 形式將能量釋放出來,於(yu) 是就獲得峰值功率很高的巨脈衝(chong) 激光輸出。
    下麵簡述電光晶體(ti) 調Q 的工作原理。YAG 晶體(ti) 在氙燈的光泵下發射自然光,通過偏振棱鏡後,變成沿x 方向的線偏振光,若調製晶體(ti) 上未加電壓,光沿光軸通過晶體(ti) ,其偏振狀態不發生變化,經全反射鏡反射後,再次(無變化的)通過調製晶體(ti) 和偏振棱鏡,電光Q 開關(guan) 處於(yu) “打開”狀態。如果在調製晶體(ti) 上施加電壓,由於(yu) 縱向電光效應,當沿x 方向的線偏振光通過晶體(ti) 後,經全反鏡反射回來,再次經過調製晶體(ti) ,偏振麵相對於(yu) 入射光偏轉了90度,偏振光不能再通過偏振棱鏡,Q 開關(guan) 處於(yu) “關(guan) 閉”狀態。如果氙燈再開始點燃時,事先再調製晶體(ti) 上加電壓,使諧振腔處於(yu) “關(guan) 閉”的低Q 狀態,阻斷激光振蕩形成。待激光上能級反轉的粒子數積累到最大值時,突然撤去晶體(ti) 上的電壓,使激光器瞬間處於(yu) 高Q 值狀態,產(chan) 生血崩式的激光振蕩,就可輸出一個(ge) 巨脈衝(chong) 。
 

電光調Q
    電光調Q 是指在激光諧振腔內(nei) 加置一塊偏振片和一塊KD*P 晶體(ti) 。光經過偏振片後成為(wei) 線偏振光,如果在KD*P 晶體(ti) 上外加λ/4電壓,由於(yu) 泡克爾斯效應,使往返通過晶體(ti) 的線偏振光的振動方向改變π/2。如果KD*P 晶體(ti) 上未加電壓,往返通過晶體(ti) 的線偏振光的振動方向不變。所以當晶體(ti) 上有電壓時,光束不能在諧振腔中通過,諧振腔處於(yu) 低Q 狀態。由於(yu) 外界激勵作用,上能級粒子數便迅速增加。當晶體(ti) 上的電壓突然除去時,光束可自由通過諧振腔,此時諧振腔處於(yu) 高Q 值狀態,從(cong) 而產(chan) 生激光巨脈衝(chong) 。電光調Q 的速率快,可以在10-8秒時間內(nei) 完成一次開關(guan) 作用,使激光的峰值功率達到千兆瓦量級。如果原來諧振腔內(nei) 的激光已經是線偏振光,在裝置電光調Q 措施時不必放置偏振片。
 

聲光調Q 技術
    聲光調Q 技術是指在諧振腔中放入聲光介質,當沒有超聲波存在時,光束可自由通過聲光介質,腔的Q 值很高,容易產(chan) 生激光振蕩。當有超聲波時,聲光介質密度發生周期變化,導致折射率周期變化,使光束發生偏轉,這時諧振腔的Q 值很低,使上能級粒子數迅速積累。
 

染料調Q
    染料調Q 是指在諧振腔中插入染料盒,當激光器剛運轉,發射光強很小時,染料的強烈吸收作用使Q 值很低,上能級粒子數便能迅速積累;當腔內(nei) 光強增加到一定程度時,染料突然達到吸收飽和,對該波長的光成為(wei) 透明媒質,從(cong) 而諧振腔的Q 值突然升高,產(chan) 生激光巨脈衝(chong) 。染料成為(wei) 光透明的過程稱為(wei) 染料漂白。由於(yu) 漂白是暫時的,故染料可以重複使用。

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