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光學(xué)元件

調(diào)Q技術(shù)

星之球激光 來源:新特光電2011-11-07 我要評論(0 )   

調(diào)Q 技術(shù)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(shù)。在泵浦開始時使腔處在低Q 值狀態(tài),即提高振蕩閾值,使振蕩不能生成,上能級的反轉(zhuǎn)粒子數(shù)就可以大量積...

    調(diào)Q 技術(shù)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(shù)。在泵浦開始時使腔處在低Q 值狀態(tài),即提高振蕩閾值,使振蕩不能生成,上能級的反轉(zhuǎn)粒子數(shù)就可以大量積累,當(dāng)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(nèi)上能級的反轉(zhuǎn)粒子數(shù)被消耗,轉(zhuǎn)變?yōu)榍粌?nèi)的光能量,在腔的輸出端以單一脈沖形式將能量釋放出來,于是就獲得峰值功率很高的巨脈沖激光輸出。
    下面簡述電光晶體調(diào)Q 的工作原理。YAG 晶體在氙燈的光泵下發(fā)射自然光,通過偏振棱鏡后,變成沿x 方向的線偏振光,若調(diào)制晶體上未加電壓,光沿光軸通過晶體,其偏振狀態(tài)不發(fā)生變化,經(jīng)全反射鏡反射后,再次(無變化的)通過調(diào)制晶體和偏振棱鏡,電光Q 開關(guān)處于“打開”狀態(tài)。如果在調(diào)制晶體上施加電壓,由于縱向電光效應(yīng),當(dāng)沿x 方向的線偏振光通過晶體后,經(jīng)全反鏡反射回來,再次經(jīng)過調(diào)制晶體,偏振面相對于入射光偏轉(zhuǎn)了90度,偏振光不能再通過偏振棱鏡,Q 開關(guān)處于“關(guān)閉”狀態(tài)。如果氙燈再開始點燃時,事先再調(diào)制晶體上加電壓,使諧振腔處于“關(guān)閉”的低Q 狀態(tài),阻斷激光振蕩形成。待激光上能級反轉(zhuǎn)的粒子數(shù)積累到最大值時,突然撤去晶體上的電壓,使激光器瞬間處于高Q 值狀態(tài),產(chǎn)生血崩式的激光振蕩,就可輸出一個巨脈沖。
 

電光調(diào)Q
    電光調(diào)Q 是指在激光諧振腔內(nèi)加置一塊偏振片和一塊KD*P 晶體。光經(jīng)過偏振片后成為線偏振光,如果在KD*P 晶體上外加λ/4電壓,由于泡克爾斯效應(yīng),使往返通過晶體的線偏振光的振動方向改變π/2。如果KD*P 晶體上未加電壓,往返通過晶體的線偏振光的振動方向不變。所以當(dāng)晶體上有電壓時,光束不能在諧振腔中通過,諧振腔處于低Q 狀態(tài)。由于外界激勵作用,上能級粒子數(shù)便迅速增加。當(dāng)晶體上的電壓突然除去時,光束可自由通過諧振腔,此時諧振腔處于高Q 值狀態(tài),從而產(chǎn)生激光巨脈沖。電光調(diào)Q 的速率快,可以在10-8秒時間內(nèi)完成一次開關(guān)作用,使激光的峰值功率達(dá)到千兆瓦量級。如果原來諧振腔內(nèi)的激光已經(jīng)是線偏振光,在裝置電光調(diào)Q 措施時不必放置偏振片。
 

聲光調(diào)Q 技術(shù)
    聲光調(diào)Q 技術(shù)是指在諧振腔中放入聲光介質(zhì),當(dāng)沒有超聲波存在時,光束可自由通過聲光介質(zhì),腔的Q 值很高,容易產(chǎn)生激光振蕩。當(dāng)有超聲波時,聲光介質(zhì)密度發(fā)生周期變化,導(dǎo)致折射率周期變化,使光束發(fā)生偏轉(zhuǎn),這時諧振腔的Q 值很低,使上能級粒子數(shù)迅速積累。
 

染料調(diào)Q
    染料調(diào)Q 是指在諧振腔中插入染料盒,當(dāng)激光器剛運(yùn)轉(zhuǎn),發(fā)射光強(qiáng)很小時,染料的強(qiáng)烈吸收作用使Q 值很低,上能級粒子數(shù)便能迅速積累;當(dāng)腔內(nèi)光強(qiáng)增加到一定程度時,染料突然達(dá)到吸收飽和,對該波長的光成為透明媒質(zhì),從而諧振腔的Q 值突然升高,產(chǎn)生激光巨脈沖。染料成為光透明的過程稱為染料漂白。由于漂白是暫時的,故染料可以重復(fù)使用。

 

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