第三節(jié)q調(diào)制-資料下載頁(yè)
2024-09-28 14:39本頁(yè)面
【導(dǎo)讀】短的時(shí)間內(nèi)輸出以提高脈沖峰值功率。高，Q開(kāi)關(guān)關(guān)閉，不出激光。上能級(jí)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(diào)Q。狀態(tài)，Q開(kāi)關(guān)打開(kāi)，則巨脈沖形成。準(zhǔn)確控制延遲時(shí)間以獲得穩(wěn)定的最大功率輸出。的放電波形及腔的結(jié)構(gòu)均有關(guān)。轉(zhuǎn)鏡Q開(kāi)關(guān)是慢開(kāi)關(guān)！變化，也使晶體雙折射性質(zhì)發(fā)生變化。還存在因外加電場(chǎng)而引起的感應(yīng)雙折射?？梢?jiàn)，x’軸為快軸，轉(zhuǎn)90度，無(wú)法再穿過(guò)P。電壓，產(chǎn)生π相位差，若P1⊥P2：若不加電壓，則通過(guò)P1的光不能通過(guò)P2，處于高損低Q狀態(tài)，Q開(kāi)關(guān)關(guān)閉，加上半波電壓，量調(diào)Q，脈寬可達(dá)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(xué)院光電技術(shù)學(xué)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(jié)果討論 (1)Δ ni/Δ nt越大，則 Δ tr和 Δ te同時(shí)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(zhǎng)和 Δ n的下降越快 → 脈沖建立和熄滅過(guò)程越短。 (2) cLR ??39。???????????1RR LRt ???要使 Δ t小，則 L不能太長(zhǎng)， δ 不能太小！ 七、實(shí)際調(diào) Q情形 理論或數(shù)值計(jì)算與實(shí)測(cè)值之間有差異。 成都信息工程學(xué)院光電技術(shù)學(xué)院 鐘先瓊 數(shù)值測(cè)量 tt ??? 理論測(cè)量 PP ?差異產(chǎn)生原因？ ① 泵浦激勵(lì)不均勻，中心大，邊緣小 → ?n 分布不均勻 ? 脈沖建立時(shí)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(gè)脈沖疊加的結(jié)果，故變寬 ?脈沖能量分散在較大的時(shí)間范圍內(nèi)，則峰值功率小。 ② Q開(kāi)關(guān)時(shí)間并非瞬時(shí)，需要時(shí)間 →脈寬變寬，峰值功率下降。 調(diào) Q巨脈沖寬度較窄，在此短時(shí)間內(nèi)四能級(jí)系統(tǒng)的激光下能級(jí)來(lái)不及抽空，故調(diào) Q器件中的四能級(jí)系統(tǒng)接近三能級(jí)系統(tǒng)。 成都信息工程學(xué)院光電技術(shù)學(xué)院 鐘先瓊 另一類(lèi)激光調(diào) Q分類(lèi)及腔倒空技術(shù) 一、另一類(lèi)激光調(diào) Q分類(lèi) 按照巨脈沖輸出前能量的儲(chǔ)存地點(diǎn)進(jìn)行分類(lèi)。 脈沖反射式調(diào) Q 脈沖透射式調(diào) Q(腔倒空 ) 脈沖透反式調(diào) Q 二、脈沖反射式調(diào) Q 輸出前為工作物質(zhì)儲(chǔ)能 t Q 工作物質(zhì)儲(chǔ)能 輸出光脈沖 特點(diǎn)：低 Q時(shí)，工作物質(zhì)上能級(jí)積累粒子，因而儲(chǔ)能，高 Q時(shí)巨脈沖振蕩并輸出，振蕩和輸出同時(shí)進(jìn)行，脈寬 成都信息工程學(xué)院光電技術(shù)學(xué)院 鐘先瓊 脈寬取決于激光增長(zhǎng)和衰減過(guò)程。光束需在腔內(nèi)往返若干次才能完成率減過(guò)程，故脈寬可達(dá)數(shù)十納秒。 (思考： Δt =? ) 例：飽和吸收調(diào) Q、電光調(diào) Q、聲光調(diào) Q、轉(zhuǎn)鏡調(diào) Q。 三、脈沖透射式調(diào) Q(腔倒空 ) 輸出前為諧振腔儲(chǔ)能 t Q 諧振腔儲(chǔ)能 輸出光脈沖 特點(diǎn)：諧振腔有全反鏡 M1和可控反射鏡 M2構(gòu)成， t 0時(shí)， M2全反，腔處于高 Q狀態(tài)，激光振蕩而無(wú)輸出，即此時(shí)由諧振腔儲(chǔ)能；當(dāng) t=0時(shí)，控制 M2使其透過(guò)率達(dá) 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(xué)院光電技術(shù)學(xué)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(diào) Q原理 聲光器件未加電壓時(shí)，光路如圖實(shí)線(xiàn)所示，此時(shí)為高 Q，激光振蕩產(chǎn)生，但無(wú)法輸出，為諧振腔儲(chǔ)能。 成都信息工程學(xué)院光電技術(shù)學(xué)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(shí)，光由 A射到 B后將發(fā)生布喇格衍射，零級(jí)部分射到 C再被反射回 B，其一級(jí)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(jí)衍射光射到 E再反射回 B，其零級(jí)衍射光也經(jīng)過(guò) D射到 M4后輸出。 四、脈沖透反式調(diào) Q t Q 工作物質(zhì)儲(chǔ)能 輸出光脈沖 諧振腔儲(chǔ)能 脈沖輸出前能量先儲(chǔ)存在工作物質(zhì) ,再儲(chǔ)存在諧振腔中 ! 成都信息工程學(xué)院光電技術(shù)學(xué)院 鐘先瓊 特點(diǎn)：開(kāi)始時(shí) ,腔處于高損低 Q狀態(tài) ,無(wú)激光 ,上能級(jí)積累粒子 ,即工作物質(zhì)儲(chǔ)能 ,當(dāng)積累幾乎達(dá)到飽和時(shí) ,Q開(kāi)關(guān)打開(kāi) ,腔處于高 Q低損狀態(tài) ,則激光振蕩但不輸出，即諧振腔儲(chǔ)能。當(dāng)腔內(nèi)激光達(dá)到一定值時(shí)，突然使激光從某一鏡輸出，故此為脈沖反射式調(diào) Q和脈沖透射式調(diào) Q的結(jié)合。 典型例子：脈沖透反式 YAG調(diào) 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(xué)院光電技術(shù)學(xué)院 鐘先瓊 調(diào) Q原理 開(kāi)始時(shí)，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(lì)使激光上能級(jí)不斷積累粒子，此為工作物質(zhì)儲(chǔ)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(zhuǎn) 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(chǔ)能。當(dāng)腔內(nèi)激光達(dá)到最大值時(shí)，突然拆去晶體上的電壓，則激光在 2L’/c時(shí)間內(nèi)向右射出！
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