1） 染料吸收峰的中心波长与激光波长基本吻合.DOC

1.调Q技术介绍 从本质上说，调Q技术就是通过某种方法控制谐振腔的Q值(也就是控制谐振腔的损耗)，使其随时间按照一定程序变化的技术。 谐振腔一般有五种损耗，即反射损耗(记为1)、吸收损耗(记为2：)、衍射损耗(记为3)、散射损耗(记为4，)和输出损耗(记为5，)。谐振腔的总损耗为各项损耗之和(：1+2+3+4 +65)。 通过使用不同的方法来控制腔内不同的损耗，由此形成不同的调Q技术。如控制反射损耗1的电光调Q和机械转镜调Q，控制吸收损耗2的可饱和吸收染料调Q，控制衍射损耗3的声光调Q以及控制输出损耗5的透射式调Q等。 这里只介绍电光调Q、声光调Q和染料调Q技术。 控制反射损耗 ------电光调Q技术 控制吸收损耗 ------可饱和吸收染料调Q技术 控制衍射损耗 ------声光调Q技术 （1）电光调Q 电光调Q装置如图6.2.4，激光腔中插入起偏振片及作为Q开关的KD*P晶体。 当晶体在z轴方向加电压后，由于感应双折射，沿x方向偏振的光进入晶体后分解为x’和y’ 方向振动的两束线偏振光，调整加在晶体上电压的大小，使通过晶体后二者的相位差为π/2，相应的电压为Vπ/2 ，因而出射光为圆偏振光，经反射镜反射，让该圆偏振光再次通过晶体，则相位差再次增加π/2，此时出射光又为线偏振光，不过振动方向为y方向，与原入射偏振光振动方向（x）垂直，也就是说，当晶体加上半波电压后，往返经过晶体的线偏振光，其振动方向改变90°，对于未加电压的晶体来说，往返经过晶体的线偏振光振动方向不变。这样，晶体加上半波电压后，向右传播的x方向线偏振光经反射后沿y方向振动被偏振片吸收，此时腔内损耗大，Q值很低，由于激励源的作用，使介质上能级粒子数迅速增加，当上能级粒子数积累到足够数量的时刻，突然去除晶体上的电压，则激光晶体输出的激光经偏振片后能能自由往返于谐振腔之间，不改变偏振光的偏振状态，损耗小，腔内Q值很高，从而输出一个巨脉冲。 电光调Q能在不到10ns内完成一次开关，其峰值功率可达千兆瓦量级，控制电光晶体每秒的电压开关次数，就可以重复地产生巨脉冲，一般电光调Q本身的重复频率可达50kHz。 （2）声光调Q 声光调Q装置如图6.2.5。 原理：在谐振腔内放置声光偏转器，按照布拉格条件放置，当加上超声波时，光束按照布拉格条件决定的方向偏折出谐振腔，此时腔的损耗严重，Q值很低，不能形成激光振荡，在这一阶段，增益介质在泵浦源作用下，上能级粒子数大量积累，一定时间后，去掉超声场，光束顺利的通过均匀的声光介质，不发生偏折，使得腔内Q值升高，从而得到一个强的激光脉冲输出。 声光介质中以重复频率f施加超声场，则可获得重复频率为f的调Q激光脉冲序列。 声光调Q与电光调Q相比，后者电压较高(103~104V)，前者电压较低(102V)。 （3）染料调Q 图6.2.6就是染料调Q激光器的示意图。 它是在一个固体激光器的腔内插入一个染料盒构成的。染料盒内装有可饱和染料，这种染料对该激光器发出的光有强烈吸收作用，而且随入射光的增强吸收系数减小。其吸收系数可以由下式表示： (6.1.7) 腔内光强很弱时，染料对光有强烈的吸收,腔内损耗大，Q值小.随着腔内的光强逐步增强,吸收逐步减小，损耗小，Q值大。 选择染料要注意几个方面 ： 1） 染料吸收峰的中心波长与激光波长基本吻合； 2） 染料应有合适的饱和光强，确保得到合适的“开关”速度； 3） 染料溶液应具有一定的稳定性和保存期。 图6. 2.4 电光调Q装置示意图 图6.2.5 声光调Q装置示意图 图6.2.6 染料调Q装置示意图