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聲光Q開關

日期:2018-12-18 00:05 人氣:
聲光Q開關
  聲光Q開關[2-4]是利用聲光相互作用以控制光腔損耗的Q開關技術。聲光調Q是通過電聲轉換形成超聲波使調制介質折射率發生周期性變化,對入射光起衍射作用,使之發生衍射損耗,Q值下降,激光振蕩不能形成。在光泵激勵下其上能級反轉粒子數不斷積累并達到飽和值,之后突然撤除超聲場,衍射效應立即消失,腔內Q值猛增,激光振蕩迅速恢復,其能量以巨脈沖形式輸出。這種Q開關方式應用廣泛,性能可靠穩定。

  典型的Q開關主要由電聲轉換器、聲光介質和吸聲材料三部分組成(圖4)。當電聲換能器加上高頻電壓后,饋入聲光材料的超聲波使聲光材料的折射率發生了周期性的變化,相對于聲波方向傳播的激光來說形成一個相位光柵。光波在超聲場中發生衍射,改變了其原來的傳播方向,形成了聲光衍射。聲光調Q的原理簡述如下:當聲光介質中有高頻(40MHz)超聲行波傳播時,由于布拉格衍射,入射光的一部分偏離到布拉格角Id的方向。

  偏角θB由布拉格公式決定:2λsSinθB=λ0/n=λ。如果衍射光Id占的百分比足夠大,則可能使光腔的總損耗大于小訊號增益,此時,振蕩停止,激活介質(YAG棒)借助光泵浦積累粒子數的反轉。在某一個時刻,如果去掉超聲波,則由于激活介質有很高的儲能,所以,產生強的聲光調Q脈沖。用特定頻率的脈沖調制這個射頻的頻率,使聲光介質中產生有頻率重復相同的超聲場,從而得到以特定頻率工作的Q開關,激光器將輸出幅值很高的特定頻率激光脈沖。



    
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