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声光Q开关

日期:2018-12-18 00:05 人气:
声光Q开关
  声光Q开关[2-4]是利用声光相互作用以控制光腔损耗的Q开关技术。声光调Q是通过电声转换形成超声波使调制介质折射率发生周期性变化,对入射光起衍射作用,使之发生衍射损耗,Q值下降,激光振荡不能形成。在光泵激励下其上能级反转粒子数不断积累并达到饱和值,之后突然撤除超声场,衍射效应立即消失,腔内Q值猛增,激光振荡迅速恢复,其能量以巨脉冲形式输出。这种Q开关方式应用广泛,性能可靠稳定。

  典型的Q开关主要由电声转换器、声光介质和吸声材料三部分组成(图4)。当电声换能器加上高频电压后,馈入声光材料的超声波使声光材料的折射率发生了周期性的变化,相对于声波方向传播的激光来说形成一个相位光栅。光波在超声场中发生衍射,改变了其原来的传播方向,形成了声光衍射。声光调Q的原理简述如下:当声光介质中有高频(40MHz)超声行波传播时,由于布拉格衍射,入射光的一部分偏离到布拉格角Id的方向。

  偏角θB由布拉格公式决定:2λsSinθB=λ0/n=λ。如果衍射光Id占的百分比足够大,则可能使光腔的总损耗大于小讯号增益,此时,振荡停止,激活介质(YAG棒)借助光泵浦积累粒子数的反转。在某一个时刻,如果去掉超声波,则由于激活介质有很高的储能,所以,产生强的声光调Q脉冲。用特定频率的脉冲调制这个射频的频率,使声光介质中产生有频率重复相同的超声场,从而得到以特定频率工作的Q开关,激光器将输出幅值很高的特定频率激光脉冲。



    
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