20xx年醫(yī)學專題—脈沖激光器(編輯修改稿)
2025-11-17 00:10 本頁面
【文章內容簡介】 )端，使光在短時間間隔內通過； 效率低、脈沖光的峰值功率低于連續(xù)激光器本身的穩(wěn)定值 2.腔內調制：光開關或調制器置于激光器腔內，調節(jié)能量的存儲與輸出，能夠獲得 極高的峰值功率。,脈沖激光器,脈沖激光器可以獲得窄脈寬、高峰值功率的激光束。,鎖模：將同時振蕩的多個縱模相互間實現(xiàn)相位鎖定并相互耦合,四種腔內調制脈沖激光器：,增益開關：通過開關泵浦源控制增益,Q開關：腔內放置被調制的吸收體來控制腔內損耗，能量存儲在反轉原子中,腔倒空：通過改變輸出鏡透射率控制腔內損耗，能量存儲在腔內,獲得脈沖激光束的方法：,第十七頁，共三十八頁。,激光器的工作和輸出特性——脈沖(m224。ichōng)激光器的特性,一個短脈沖的生成過程可以分成(fēn ch233。nɡ)四個階段。如圖所示:,激光(jīguāng)尖峰形成的物理過程,t=t4, Dn(t)的消耗速率與累積速率平衡，達到極小值,t=t1，激光開始產生,tt1,累積腔內光子數(shù),t=t2,Dn(t)的累積速率與消耗速率平衡，達到極大值,tt2,增益飽和，Dn(t)i,t=t3,腔內光子數(shù)達到極大值,tt3,腔內光子數(shù)純消耗，急劇減少,tt4, 光子數(shù)逐漸消耗至最小，反轉粒子數(shù)開始累積,第十八頁，共三十八頁。,激光器的工作和輸出特性——脈沖(m224。ichōng)激光器的特性,調Q激光器的工作(gōngzu242。)原理分析,調Q原理：泵浦開始時，增大損耗，使振蕩難以形成，從而使上能級的反轉(fǎn zhuǎn)粒子數(shù)密度增大，當積累達到最大值時，突然使諧振腔損耗變小，于是Q值突增，在腔內以極快的速度建立極強的振蕩，輸出極強的激光脈沖，稱為激光巨脈沖或調Q脈沖。,第十九頁，共三十八頁。,激光器的工作(gōngzu242。)和輸出特性——脈沖激光器的特性,調Q技術(j236。sh249。)的過程,a.激活(jī hu243。)介質貯能 滿足條件Gld。由于d很大,振蕩閾值很高，不能產生激光振蕩——能量貯存在激活介質,b.激活介質－諧振腔組合貯能 先使反轉粒子數(shù)達到最大值，但滿足Gmaxld，產生激光振蕩，能量以光子的形式貯存在腔內。,條件：Gld , d減小到dmin, 因為增益最大，所以dmin小時，激光迅速建立，在極短的時間內，工作物質貯能通過光子的受激輻射過程釋放出來，形成巨脈沖。,能量貯存過程,激光產生與輸出過程,調Q的過程：調節(jié)d，相當于Q是一個門，關上門，Q低－貯能，打開門－產生激光。,第二十頁，共三十八頁。,激光器的工作和輸出特性——脈沖(m224。ichōng)激光器的特性,實現(xiàn)調Q的方法(fāngfǎ)——電光調Ｑ,反射式Q開關原理：利用晶體的電光(di224。nguāng)效應，在晶體上加一階躍式電壓，改變Q值。,第一階段:在晶體上加Vl/2,偏振光通過KDP晶體后振動方向旋轉90度，不能通過P１，稱為“關門”狀態(tài)。,P1//P2,第二階段：在第一階段工作物質的反轉粒子數(shù)達到最大值時，突然退去晶體上的電壓，光在腔內形成振蕩 。,由于激光的形成和輸出同時進行，因此脈沖寬度的壓縮受了限制。,第二十一頁，共三十八頁。,激光器的工作(gōngzu242。)和輸出特性——脈沖激光器的特性,實現(xiàn)(sh237。xi224。n)調Q的方法——電光調Ｑ,透射(t242。u sh232。)式Q開關,當工作物質儲能達到最大值時，在晶體上加Vl/2 ，輸出端無透射，光振蕩迅速形成,KDP晶體上不加電壓，輸出端無反射，反轉粒子數(shù)累積,撤去晶體上所加電壓，光能瞬間輸出。,第二十二頁，共三十八頁。,激光器的工作和輸出特性——脈沖(m224。ichōng)激光器的特性,實現(xiàn)(sh237。xi224。n)調Q的方法——聲光調Ｑ,晶體的聲光原理：聲光介質在超聲波的作用下，折射率發(fā)生周期性的變化，使介質變成正弦(zh232。ngxi225。n)相位光柵，當光束通過聲光介質時會產生布喇格衍射，衍射光相對于０級光有２q角的偏離。,聲光調Q原理,第二十三頁，
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