帶偏振的電光調(diào)Q器件

1、電光調(diào)電光調(diào)Q帶偏振器的電光調(diào)Q器件基礎(chǔ)知識(shí)回顧 Q值：Q值是評(píng)定激光器中光學(xué)諧振腔質(zhì)量好壞的指標(biāo)品質(zhì)因素。它的定義為在激光諧振腔內(nèi)，存儲(chǔ)的總能量與腔內(nèi)單位時(shí)間耗損的能量之比。 調(diào)Q的目的：壓縮脈沖寬度，提高峰值功率。調(diào)Q基本原理 由于脈沖激光器是由若干無(wú)規(guī)則的尖峰脈沖構(gòu)成，且每個(gè)尖峰脈沖都在閾值附近發(fā)生。激光器的輸出能量分散在這樣的一串脈沖中，因而不可能有很高的峰值功率。因?yàn)榉崔D(zhuǎn)粒子數(shù)達(dá)到或超過(guò)閾值時(shí)，激光器便開(kāi)始振蕩，于是激光上能級(jí)的反轉(zhuǎn)粒子數(shù)只能被限制在閾值反轉(zhuǎn)數(shù)之間。 上能級(jí)要想獲得大量粒子可以通過(guò)改變激光器閾值來(lái)實(shí)現(xiàn)。即在開(kāi)始泵浦初期，設(shè)法將激光器的震蕩閾值調(diào)的很高，抑制激光振蕩的產(chǎn)

2、生，這樣上能級(jí)的反轉(zhuǎn)粒子數(shù)可積累得很多。當(dāng)積累到最大時(shí)再突然把閾值調(diào)很低，此時(shí)大量的反轉(zhuǎn)粒子便雪崩式的躍遷到低能級(jí)，于是獲得峰值功率極高的巨脈沖激光輸出。電光調(diào)Q優(yōu)點(diǎn)： 開(kāi)關(guān)時(shí)間短（約納秒 ） 效率高 調(diào)Q時(shí)間可以精確控制 輸出的脈沖寬度窄（1020ns） 峰值功率高（幾十MW以上）帶偏振的電光調(diào)Q裝置激光工作物質(zhì) Nd:YAG晶體偏振器方解石格蘭-傅克棱鏡調(diào)制晶體KD*P（磷酸二氘鉀），沿z平面切割（通光面與z軸垂直），利用縱向電光效應(yīng)電光調(diào)Q原理過(guò)程:YAG晶體在氙燈的光泵下發(fā)射自然光，通過(guò)偏振棱鏡后，變成沿X方向的線偏振光。此時(shí)電光Q開(kāi)關(guān)處于“打開(kāi)”狀態(tài)。若在晶體上施加 /4電壓，由于縱

3、向電光效應(yīng)，沿X方向的線偏振光通過(guò)晶體后成為圓偏振光，經(jīng)全反鏡反射回來(lái)再次通過(guò)晶體得到y(tǒng)方向的線偏振光，相當(dāng)于偏振面相對(duì)于入射光旋轉(zhuǎn)了90。此時(shí)電光開(kāi)關(guān)處于“關(guān)閉”狀態(tài)。如果在氙燈剛開(kāi)始點(diǎn)燃時(shí)，先在調(diào)制晶體上加電壓加電壓，使諧振腔處于“關(guān)閉”的低Q值狀態(tài)，阻止激光振蕩的形成。待激光上能級(jí)反轉(zhuǎn)粒子數(shù)累積到最大值最大值時(shí)突然撤去晶體上的電壓。此時(shí)激光器瞬間處于高Q值狀態(tài)，產(chǎn)生雪崩式的激光振蕩，就可輸出一個(gè)巨脈沖。以上可看出：要獲得高效率調(diào)Q關(guān)鍵之一就是要控制控制好Q開(kāi)關(guān)“打開(kāi)”的延遲時(shí)間。即反轉(zhuǎn)粒子數(shù)累積到最大時(shí)，立即“打開(kāi)”開(kāi)關(guān)最好。電光調(diào)Q工作程序示意圖電光調(diào)Q過(guò)程： 開(kāi)主電源對(duì)電容C充電，接氙燈電極 開(kāi)動(dòng)晶體電源，給晶體加電壓，使腔處于關(guān)閉狀態(tài) 單晶體管振蕩器產(chǎn)生脈沖時(shí)標(biāo)信號(hào)脈沖時(shí)標(biāo)信號(hào)，輸入到控制電路控制電路，再由控制電路將信號(hào)分別送往激光主電源（激光主電源（停止對(duì)電容充電）和）和觸發(fā)器觸發(fā)器（點(diǎn)燃氙燈，給工作物質(zhì)以能量，實(shí)現(xiàn)反轉(zhuǎn)粒子數(shù)大量積累）。 當(dāng)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)到最大時(shí)，通過(guò)延時(shí)電路延時(shí)電路的信號(hào)加到閘流管的柵極上，使得晶體上的電壓瞬時(shí)退掉，使得諧振腔Q值突增，形成激光振蕩，輸出巨脈沖。兩點(diǎn)要求對(duì)偏振器的要求對(duì)偏振器的要求： 保持格蘭棱鏡的起偏方向與調(diào)制晶體的x軸或y軸方向一致，以便保證起偏方向同調(diào)制