10聲光、電光調(diào)Q激光器

1、浙江工貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院單元教學(xué)設(shè)計20 20 學(xué)年 第 學(xué)期課程名稱： 激光原理與技術(shù) 授課班級： 光機(jī)電1301 任課教師： 張玄和 所在院（系）： 材料工程系 單元序號及單元標(biāo)題：8.聲光、電光調(diào)Q激光器 授課班級上課時間 周 月 日 第 節(jié)上課地點(diǎn) 周 月 日 第 節(jié)教學(xué)目的使學(xué)生了解電光晶體調(diào)Q的原理。使學(xué)生了解聲光調(diào)Q的原理。教學(xué)目標(biāo)能力（技能）目標(biāo)知識目標(biāo)使學(xué)生了解激光調(diào) Q 技術(shù) 。材 料介紹電光調(diào)Q的發(fā)展使學(xué)生了解電光晶體調(diào)Q的原理。使學(xué)生了解聲光調(diào)Q的原理。重點(diǎn)難點(diǎn)及解決方法使學(xué)生了解電光晶體調(diào)Q的原理。使學(xué)生了解聲光調(diào)Q的原理。參考資料單元教學(xué)設(shè)計基本框架第一部分：組織教學(xué)和

2、復(fù)習(xí)上次課主要內(nèi)容 （時間： 分鐘）第二部分：學(xué)習(xí)新內(nèi)容 掌握電光晶體調(diào)Q的原理，聲光調(diào)Q的原理?！静襟E一】說明主要教學(xué)內(nèi)容、目的 （時間： 分鐘）說明學(xué)習(xí)聲光、電光調(diào)Q的目的及意義【步驟二】 新知識的引入 （時間： 分鐘）從調(diào)Q技術(shù)引入聲光、電光調(diào)Q原理的講解【步驟三】原理介紹 （時間： 分鐘） 聲光調(diào)Q是通過電聲轉(zhuǎn)換形成超聲波使調(diào)制介質(zhì)折射率發(fā)生周期性變化, 對入射光起衍射光柵作用, 使之發(fā)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(zhuǎn)粒子數(shù)不斷積累并達(dá)到飽和值, 這時突然撤除超聲場, 衍射效應(yīng)立即消失, 腔內(nèi)Q值猛增, 激光振蕩迅速恢復(fù), 其能量以巨脈沖形式輸出。 聲

3、光調(diào)Q激光器原理圖聲光Q開關(guān)原理圖由于選用不同的介質(zhì)和超聲波長，聲光相互作用的類型有所不同，可分為：1.多級的RamanNath衍射2.Bragg衍射通常聲光Q開關(guān)都需要開斷較高的連續(xù)激光功率，故多采用衍射效率較高的布拉格衍射方式。 Q=(2L0)/(ns2)L為光傳播方向的聲束寬度，0為激光波長， s為聲波波長Q4 時，平面光波相對與聲波以一定角度入射，介質(zhì)內(nèi)的各級衍射光將相互干涉，在一定件下（2ssinB=0/n）,各高級衍射光將相互抵消，只出現(xiàn)0級和1級（或-1級）衍射光，即產(chǎn)生布拉格衍射。布拉格衍射要求光波以Bragg角（B）入射，且聲光作用長度L較大。 【步驟四】材 料介紹 （時間：

4、 分鐘）選擇聲光Q開關(guān)的聲光互作用介質(zhì)材料時主要考慮:(1) 衍射品質(zhì)因數(shù)高；(2) 在使用光波長范圍內(nèi), 光透射率高；(3) 化學(xué)穩(wěn)定性高, 機(jī)械壽命長；(4) 光損傷閾值高, 易于機(jī)械加工；(5) 已建立能獲得高質(zhì)量大晶體的晶體生長技術(shù)；(6) 耐熱沖擊。所以聲光Q開關(guān)互作用介質(zhì)一般都取光學(xué)熔石英, 但缺點(diǎn)是聲光優(yōu)質(zhì)較小, 且與光偏振態(tài)密切相關(guān)。吸收材料駐波：駐波超聲場在聲光介質(zhì)中不易被消除，因而開關(guān)時間長。行波：一般采取行波方式，所以在介質(zhì)表面上要加上吸聲材料，以消除反射。一般用硅橡膠等聲吸收體吸聲, 但考慮到吸收體發(fā)熱會影響器件性能以及裝配方便的原因, 可以將接合體對面切割成錐形。應(yīng)用

5、聲光調(diào)Q激光器可廣泛應(yīng)用于激光打印機(jī)、劃片機(jī)、雕刻機(jī)、微調(diào)機(jī)等激光加工系統(tǒng)中。近年來,隨著工業(yè)現(xiàn)代化的發(fā)展,我國激光加工業(yè)正迅速發(fā)展, 產(chǎn)品由以前的YAG 脈沖加工系統(tǒng)為主轉(zhuǎn)向以腔內(nèi)聲光調(diào)Q為主的YAG激光加工系統(tǒng)。聲光調(diào)Q的YAG激光加工系統(tǒng)具有使用方便(曲面或平面標(biāo)件的加工或打標(biāo)、雕刻圖紋逼真)、穩(wěn)定可靠、脈沖重復(fù)率高、腔內(nèi)損耗小等優(yōu)點(diǎn)。因此開發(fā)實(shí)用高效聲光Q開關(guān)具有重要意義?！静襟E五】電光調(diào)Q原理 （時間： 分鐘） 電光調(diào)Q原理利用晶體的電光效應(yīng)實(shí)現(xiàn)Q突變。即利用電光晶體在外電場作用下，使入射偏振光的偏振方向發(fā)生變化的效應(yīng)，而人為地加入可控的等效反射損耗的方法。電光晶體可等效為可控的半波片，o光e光相位差的變化正比于外加電壓值。電光晶體Q開關(guān)激光器原理圖【步驟六】電光調(diào)Q的發(fā)展 （時間： 分鐘）帶起偏器的電光Q開關(guān) 特點(diǎn)：起偏棱鏡兼作起偏和檢偏用缺點(diǎn)：起偏器制作麻煩，插入損耗大。 雙折射偏離法電光Q開關(guān)特點(diǎn)：利用雙折射偏離效應(yīng)取代起偏器缺點(diǎn)：很難獲得大尺寸 方解石晶體，限制了激光棒的尺寸 單塊雙45電光調(diào)Q開關(guān)第一個45起偏，第二個45檢偏 脈沖透射式調(diào)QYAG KDP +_全反鏡全反鏡格蘭-湯普森棱鏡格蘭-湯普森棱鏡【步驟七】調(diào)Q激光器應(yīng)用 （時間：