第三節(jié)q調制-資料下載頁
2025-09-19 14:39本頁面
【導讀】短的時間內(nèi)輸出以提高脈沖峰值功率。高，Q開關關閉，不出激光。上能級粒子數(shù)積累。少數(shù)自發(fā)輻射光子Ni。然后突然降低損耗到，足，則光子數(shù)N↑，則↓。耗的，如：可飽和吸收調Q。狀態(tài)，Q開關打開，則巨脈沖形成。準確控制延遲時間以獲得穩(wěn)定的最大功率輸出。的放電波形及腔的結構均有關。轉鏡Q開關是慢開關！變化，也使晶體雙折射性質發(fā)生變化。還存在因外加電場而引起的感應雙折射?？梢姡瑇’軸為快軸，轉90度，無法再穿過P。電壓，產(chǎn)生π相位差，若P1⊥P2：若不加電壓，則通過P1的光不能通過P2，處于高損低Q狀態(tài)，Q開關關閉，加上半波電壓，量調Q，脈寬可達十幾ns，峰值功率：幾十MW。
【正文】 nndlnln????????????????????????? etnnittiRennnnnnnndtln?下降沿 ? ?lnln??????????????????????????????????????????????????????????ettrnnittiRennittiRrnnnnnnnndtnnnnnnnndt??成都信息工程學院光電技術學院 鐘先瓊 難以獲得解析式！需要數(shù)值求解！已知 Δni/Δnt，由 Δtr和 Δte，從而求得 Δt的數(shù)值解。 Δ t的數(shù)值解結果討論 (1)Δ ni/Δ nt越大，則 Δ tr和 Δ te同時變窄，且Δ tr比 Δ te更窄。 理由： Δ ni/Δ nt越大 →g凈增大 →N的增長和 Δ n的下降越快 → 脈沖建立和熄滅過程越短。 (2) cLR ??39。???????????1RR LRt ???要使 Δ t小，則 L不能太長， δ 不能太小！ 七、實際調 Q情形 理論或數(shù)值計算與實測值之間有差異。 成都信息工程學院光電技術學院 鐘先瓊 數(shù)值測量 tt ??? 理論測量 PP ?差異產(chǎn)生原因？ ① 泵浦激勵不均勻，中心大，邊緣小 → ?n 分布不均勻 ? 脈沖建立時間不同 (中心部分先建立，邊緣后建立 )輸出脈沖是中心到邊緣多個脈沖疊加的結果，故變寬 ?脈沖能量分散在較大的時間范圍內(nèi)，則峰值功率小。 ② Q開關時間并非瞬時，需要時間 →脈寬變寬，峰值功率下降。 調 Q巨脈沖寬度較窄，在此短時間內(nèi)四能級系統(tǒng)的激光下能級來不及抽空，故調 Q器件中的四能級系統(tǒng)接近三能級系統(tǒng)。 成都信息工程學院光電技術學院 鐘先瓊 另一類激光調 Q分類及腔倒空技術 一、另一類激光調 Q分類 按照巨脈沖輸出前能量的儲存地點進行分類。 脈沖反射式調 Q 脈沖透射式調 Q(腔倒空 ) 脈沖透反式調 Q 二、脈沖反射式調 Q 輸出前為工作物質儲能 t Q 工作物質儲能 輸出光脈沖 特點：低 Q時，工作物質上能級積累粒子，因而儲能，高 Q時巨脈沖振蕩并輸出，振蕩和輸出同時進行，脈寬 成都信息工程學院光電技術學院 鐘先瓊 脈寬取決于激光增長和衰減過程。光束需在腔內(nèi)往返若干次才能完成率減過程，故脈寬可達數(shù)十納秒。 (思考： Δt =? ) 例：飽和吸收調 Q、電光調 Q、聲光調 Q、轉鏡調 Q。 三、脈沖透射式調 Q(腔倒空 ) 輸出前為諧振腔儲能 t Q 諧振腔儲能 輸出光脈沖 特點：諧振腔有全反鏡 M1和可控反射鏡 M2構成， t 0時， M2全反，腔處于高 Q狀態(tài)，激光振蕩而無輸出，即此時由諧振腔儲能；當 t=0時，控制 M2使其透過率達 100%，則腔內(nèi)激光迅速逸出腔外，形成巨脈沖。 成都信息工程學院光電技術學院 鐘先瓊 脈沖僅為數(shù)納秒。 典型例子：聲光腔倒空氬離子激光器 Ar+激光器 M1 M2 M3 M4 A B C D E 聲光器件 M1~M4: 全反鏡 調 Q原理 聲光器件未加電壓時，光路如圖實線所示，此時為高 Q，激光振蕩產(chǎn)生，但無法輸出，為諧振腔儲能。 成都信息工程學院光電技術學院 鐘先瓊 Ar+激光器 M1 M2 M3 M4 A B C D E 聲光器件 聲光器件加上電壓時，光由 A射到 B后將發(fā)生布喇格衍射，零級部分射到 C再被反射回 B，其一級衍射光經(jīng) D射到 M4后輸出；此外，光由 A射到 B后，經(jīng)衍射的一級衍射光射到 E再反射回 B，其零級衍射光也經(jīng)過 D射到 M4后輸出。 四、脈沖透反式調 Q t Q 工作物質儲能 輸出光脈沖 諧振腔儲能 脈沖輸出前能量先儲存在工作物質 ,再儲存在諧振腔中 ! 成都信息工程學院光電技術學院 鐘先瓊 特點：開始時 ,腔處于高損低 Q狀態(tài) ,無激光 ,上能級積累粒子 ,即工作物質儲能 ,當積累幾乎達到飽和時 ,Q開關打開 ,腔處于高 Q低損狀態(tài) ,則激光振蕩但不輸出，即諧振腔儲能。當腔內(nèi)激光達到一定值時，突然使激光從某一鏡輸出，故此為脈沖反射式調 Q和脈沖透射式調 Q的結合。 典型例子：脈沖透反式 YAG調 Q激光器 電光晶體 格蘭鏡 1和 2的偏振化方向一致！ 成都信息工程學院光電技術學院 鐘先瓊 調 Q原理 開始時，不給電光晶體加壓，則腔內(nèi)光束經(jīng)格蘭鏡 2后逸出腔外，腔處于高損低 Q狀態(tài)，激勵使激光上能級不斷積累粒子，此為工作物質儲能。若突然給電光晶體加上半波電壓，則格蘭鏡 1出射的光經(jīng)電光晶體后偏振面轉 π/2，而被鏡 2反射到下面全反鏡，形成高 Q，則有激光但不輸出，即腔儲能。當腔內(nèi)激光達到最大值時，突然拆去晶體上的電壓，則激光在 2L’/c時間內(nèi)向右射出！
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