激光调Q原理与技术.ppt

调Q原理与技术 §1 调Q原理 一、弛豫振荡现象 普通脉冲激光器输出波形由一系列不规则的尖峰脉冲组成 1、现象 2、解释 泵浦使激光器达到阈值，产生激光?反转粒子数减少至低于阈值?激光熄灭 3、特点 (2)加大泵浦能量，只是增加尖峰的个数，不能增加峰值功率 (1)峰值功率不高，只在阈值附近 4、原因 激光器的阈值始终保持不变 二、调Q基本概念 泵浦时令腔损耗很大(Q很小),突然减小损耗(增大Q),使积蓄的反转粒子数在短时间内完成受激辐射,形成光脉冲 t ?n ?nr tp ?m te tr ?nt ?ne t ?n0 ? ?tr ?te ?t tp:光子数密度达到?m的时刻,相应反转粒子数密度为?nt tr:光子数密度升到?m/2的时刻,相应反转粒子数密度为?nr te:光子数密度降到?m/2的时刻,相应反转粒子数密度为?ne 一、工作原理 1、Q开关开启 2、Q开关关闭 激光介质 激光 转镜 半反 激光介质 转镜 半反 §2 转镜调Q激光器 激光介质 激光 半反 镜架 棱镜 磁头 磁钢 电源 光泵 电动机 触发电路 二、装置 一、电光效应 沿电光晶体的某一特定方向加直流电场后,在光轴方向上产生双折射现象，即入射线偏振光将分解为两个偏振方向正交的本征偏振光 (1)纵向电光效应:电场方向与光传播方向一致 (2)横向电光效应:电场方向与光传播方向垂直 电光调Q激光器 1、定义 2、类型 电光调Q装置示意图 加电场后两个正交的本征偏振光折射率之差 4、相移 入射线偏振光通过晶体后两本征模产生的相位差 3、折射率差 no:晶体o光主折射率 ?:晶体有效电光系数 E:直流电场强度 L：晶体沿通光方向长度 ?：真空中光波长 5、半波电压 使相移等于?所须电压 纵向电光效应 横向电光效应 H:晶体沿电场方向的长度 6、电光晶体的作用 若?=45?，则入、出射线偏振光方向互相垂直 1、加　: 相当于半波片,使入射线偏振光的偏振方向绕任一本征偏振光的偏振方向转过2?角(?为入射线偏振光与该本征偏振光的夹角) 2、加　: 相当于四分之一波片,使入射线偏振光变为椭圆偏振光 若?=45?，则出射椭圆偏振光变为圆偏振光 ? a)电场沿x轴，光传播方向沿z轴(横) 两本征偏振光方向分别沿x?、y? (2)铌酸锂(LN) b)电场沿y轴，光传播方向沿z轴(横) 两本征偏振光方向分别沿x、y (1)磷酸氢钾(KDP) 7、常用电光晶体工作模式 电场与光传播方向都沿z轴(纵) 两本征偏振光方向分别沿x?、y? 二、电光调Q工作原理 激光介质 激光 全反镜 输出镜 起偏镜 检偏镜 电光器件 激光介质 全反镜 输出镜 起偏镜 检偏镜 电光器件 + - 1、Q开关开启 2、Q开关关闭 三、电光调Q激光器装置 1、带偏振器的KDP电光调Q激光器 YAG 激光 全反镜 输出镜 偏振器 KDP 氙灯 2、双45?LN电光调Q激光器 YAG 激光 全反镜 输出镜 LN 氙灯 45? 45? z y ? x 当 ?=?/2 时，所需电压称作四分之一波电压，记作V?/4；电光晶体上施以电压 V?/4 时，从偏振器出射的线偏振光经电光晶体后，沿 x′和 x′方向的偏振分量产生了 ?/2 位相延迟，经全反射镜反射后再次通过电光晶体后又将产生 ?=?/2 延迟，合成后虽仍是线偏振光，但偏振方向垂直于偏振器的偏振方向，因此不能通过偏振器。 这种情况下谐振腔的损耗很大，处于低Q值状态，激光器不能振荡，激光上能级不断积累粒子； 如果在某一时刻，突然撤去电光晶体两端的电压，则谐振腔突变至低损耗、高Q值状态，于是形成巨脉冲激光。 * 电光Q开关原理 电光Q开关原理及技术 谢 谢！ 放映结束 感谢各位的批评指导！ 让我们共同进步 * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * *