第三節(jié)q調(diào)制-wenkub.com
2024-09-24 14:39 本頁面
【正文】 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(zhì)儲能。 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，光路如圖實(shí)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。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(dá)數(shù)十納秒。 ② Q開關(guān)時間并非瞬時，需要時間 →脈寬變寬，峰值功率下降。 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。 ifififii nnEEEEEEE??? ?????? 1內(nèi)影響 Δnf/Δni大小的因素 (1) 隱函數(shù)公式 ? ? ?ifitifnnnnnn????????成都信息工程學(xué)院光電技術(shù)學(xué)院 鐘先瓊 (2) 公式證明 (略 )(了解 ) (3) 討論 ???tinn ???ifnn?? ?E如果： ???finn%90??成都信息工程學(xué)院光電技術(shù)學(xué)院 鐘先瓊 六、巨脈沖的時間特性 Δ t －調(diào) Q脈寬 巨脈沖寬度定義：脈沖形成中，光子數(shù)密度由Nm/2上升到 Nm所需時間 Δ tr和由 Nm下降到 Nm/2所需時間 Δ te之和。 221 ff nVhE ???為巨脈沖熄滅后工作物質(zhì)中剩余的能量。 ② 泵浦功率越高， Δni/Δnt越大。 損耗不能忽略！ (2)根據(jù)三能級系統(tǒng)速率方程及簡化假設(shè)可以證明 。 設(shè)腔長等于工作物質(zhì)長度， L= l。 染料調(diào) Q的優(yōu)缺點(diǎn) (1)簡單方便，峰值功率： KMW，脈寬：幾十 ns。巨脈沖形成。 四、 被動調(diào) Q— 可飽和吸收調(diào) Q 可飽和吸收液體的吸收系數(shù)公式 ① 假設(shè)：均勻加寬、二能級系統(tǒng)、 f1=f2， σ 21= σ12。 成都信息工程學(xué)院光電技術(shù)學(xué)院 鐘先瓊 (2)缺點(diǎn)：對高能激光器的開關(guān)能力差，故不適用于高能調(diào) Q激光器。 成都信息工程學(xué)院光電技術(shù)學(xué)院 鐘先瓊 (3)聲光材料品質(zhì)因素 M要較大，對光和超聲波吸收要小，以免產(chǎn)生熱量擾亂位相光柵；要有良好的熱穩(wěn)定性；光學(xué)上均勻，有足夠大尺寸，對功率大的激光調(diào)Q器件，應(yīng)考慮介質(zhì)有較高的激光損耗閾值。 吸聲介質(zhì)：吸收傳來的聲波，以免形成聲駐波效應(yīng)而延長開關(guān)時間。 聲光作用分類 (1)喇曼 奈斯衍射：當(dāng)超聲波頻率較低時，光線平行于聲波波面入射，聲光作用長度 d較小，且滿足 dλ s2/2 λ。 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(guān)關(guān)閉，加上半波電壓，產(chǎn)生 π相位差，偏振面轉(zhuǎn) 90度，光剛好通過 P2， Q開關(guān)打開，巨脈沖形成。39。2139。 成都信息工程學(xué)院光電技術(shù)學(xué)院 鐘先瓊 說明：最佳延遲時間與上能級的粒子壽命、泵燈的放電波形及腔的結(jié)構(gòu)均有關(guān)。 成都信息工程學(xué)院光電技術(shù)學(xué)院 鐘先瓊 泵浦等點(diǎn)燃后，如果轉(zhuǎn)鏡與腔軸不垂直，則損耗大，處于低 Q狀態(tài)， Q開關(guān)關(guān)閉，激光 上能級粒子數(shù)不斷積累，積累到飽和時，若轉(zhuǎn)鏡表面剛好轉(zhuǎn)到與腔軸垂直位置，則腔損耗最小，處于高 Q狀態(tài)， Q開關(guān)打開，則巨脈沖形成。 分類二 (1) 主動調(diào) Q：由外部驅(qū)動源控制諧振腔損耗。 (1) 控制反射損耗的：轉(zhuǎn)鏡調(diào) Q、電光調(diào) Q等。 39。tn?n?tn?fn?NPtiNmN(1) t 0 (開關(guān)關(guān)閉 )：高損耗 ，腔內(nèi)光子平均壽命為 ，閾值： ，泵浦使 ↑。 在適當(dāng)時刻：即上能級粒子數(shù)積累到一較高水平時，突然調(diào)節(jié)腔使其低損耗， (高 Q)， ?nt 低， Q開關(guān)打開，受激輻射迅速增長，上能級粒子在短時間內(nèi)釋放儲存的能量而形成巨脈沖。峰值功率：幾十 KW。成都信息工程學(xué)院光電技術(shù)學(xué)院 鐘先瓊 第三節(jié) Q調(diào)制 Q調(diào)制引言 一、調(diào) Q目的 壓窄光脈沖寬度 , 使有限的激光能量在極短的時間內(nèi)輸出以提高脈沖峰值功率 。 三、調(diào) Q基本術(shù)語 成都信息工程學(xué)院光電技術(shù)學(xué)院 鐘先瓊 調(diào) Q ： 調(diào)腔內(nèi)損耗 Q開關(guān)：執(zhí)行調(diào) Q功能的器件 巨脈沖 ： 調(diào) Q產(chǎn)生的激光脈沖 四、調(diào) Q基本原理 原理：通過某方法使腔內(nèi)損耗按規(guī)定程序變化。 調(diào) Q脈沖的脈寬和峰值功率 成都信息工程學(xué)院光電技術(shù)學(xué)院 鐘先瓊 (1)脈寬：幾 ns ~幾十 ns。 H?H?? ?ln Ht 2139。ti nnn ??? ???R? ? ?ln t 21??? ?ti nn ?? ?n?成都信息工程學(xué)院光電技術(shù)學(xué)院 鐘先瓊 (3) t = tP ： , 光子數(shù) N=Nm(最大 )。 (2) 控制吸收損耗的：可飽和吸收調(diào) Q。
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