《激光原理与技术》全套教学课件（共4章完整版）.ppt

1. 物理基础 行波： 驻波： 声波角频率 ，波矢 ，速度 ，运 动的声光栅是静止的。 * 1. 物理基础 行波时： P是光弹性系数，S是弹性应变场振幅 * 1. 物理基础 驻波时： 声驻波在一个周 期内出现两次介 质疏密层，则光 通过该介质后， 调制光的调制频 率将为声频的两 倍。 图3-2 超声驻波 * 2. 声光调制器的典型结构原理 四部分组成： （1）驱动电源：电声换能器工作 （2）声光介质： （a）介质的品质因素要大 ， 是折射率，光弹性系数，声 速，密度 (b) 对声波的吸收要小 吸收系数 * 第四章 激光器调制 §4-2 电光调制 电光调制的物理基础 （a）电致折射率变化 （b）电光相位延迟 （c）光偏振态的变化 2．电光强度调制 （a）纵向电光调制 （b）横向电光调制 3．电光相位调制 4．评价调制器质量的几个指标 * 第四章 激光器调制 §4-3 声光调制 物理基础 声光调制器的典型结构原理 声光互作用的两种类型 （a）Raman-Nath型声光调制器 （b）Bragg型声光调制器 4. 声光调制器的工作原理和调制带宽 * 第四章 激光器调制 §4-4 直接调制 半导体激光器直接调制原理 半导体发光二极管的调制特性 * §4-1 调制的基本概念 为什么要调制？调Q、锁模、通讯、显示、测距等。 激光调制：激光作为载波，所需传播的（电、光、声、磁等）信号叠加到载波上，使载波的参数（强度或者振幅、频率、相位）按照所加信号的规律变化，达到传播信号的目的。 * §4-1 调制的基本概念 调制的方法： 内调制：直接调制（改变泵蒲驱动电流） 　　　　　间接调制（腔内调制元件） 外调制：腔外加调制器 　　　　（调制速度高，带宽大） 按性质分：调幅；调频；调相位； 　　　　　 强度调制等 * 1. 振幅调制 其中调制信号 调幅系数： * 2. 频率调制和相位调制（统称角度调制） 为调相（频）系数 * 3. 强度调制 强度为 当然还有脉冲调制；脉冲编码调制 * 调制具体方法： 电-机械调制：机械斩波器---KHz量级 电-光调制：电光效应---折射率变化，光场调制变化------电压高 声-光调制：透明介质的光学常数发生周期变化，光衍射和偏转-----GHz量级，电压低 其他调制：磁光调制（法拉第效应）；干涉调制；。。 * §4-2 电光调制 某些晶体: LiNbO,KDP +外加电场 --------双折射现象 * 1. 电光调制的物理基础 晶体折射率： 线性电光系数（Pockels效应） 二次电光效应（Kerr效应） * 1. 电光调制的物理基础（１）电致折射率变化 （１）电致折射率变化 一般折射率椭球 * 1. 电光调制的物理基础（１）电致折射率变化 加电场后 　　　　是6*3的电光张量 ,i=1,2,3…,6 * 1. 电光调制的物理基础（１）电致折射率变化 对KDP晶体（负单 　　　　　）： 只有　　　　　　　不为零 外电场Ez=E; Ex=Ey=0时 * 1. 电光调制的物理基础（１）电致折射率变化 旋转45度变换主轴化后 * 1. 电光调制的物理基础（１）电致折射率变化 电致折射率变化（单轴变为双轴晶体） * 1. 电光调制的物理基础（２）电光相位延迟 （２）电光相位延迟 　　　　　　　　　　　　　大于 纵向电光效应：电场方向与通光方向一致 横向电光效应：电场方向与通光方向垂直 KDP纵向电光效应情况： * 电光调制的物理基础（２）电光相位延迟 两个方向的光波通过晶体后产生一个位相差 其中：沿Z轴加的电压V=Ez*L * 1. 电光调制的物理基础（２）电光相位延迟 半波电压（　　　　）： 　　　　 　　　　　　　　越小， 　需要的调制功率越小； 实测　　　计算 * 1. 电光调制的物理基础（３）光偏振态的变化 （３）光偏振态的变化 　　　一般合成的出射光振动是一个椭圆偏　　　振光 　　A1,,A2是投影在x, y轴上的振幅 * 1. 电光调制的物理基础（３）光偏振态的变化 当晶体未加电场，　　　　或者 　　　　　 (q=0,1,2,…)，出射的光是与入射光偏振方向一致； 当　　　　　时（相当与四分之一波片），　　　　　　　　，得到椭圆偏振