激光調(diào)Q原理與技術(shù)學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1激光調(diào)激光調(diào)Q原理與技術(shù)原理與技術(shù)第一頁，編輯于星期二：八點(diǎn) 三十八分。3、特點(diǎn)(2)加大泵浦能量，只是增加尖峰的個(gè)數(shù)，不能增加峰值功率(1)峰值功率不高，只在閾值附近4、原因激光器的閾值始終保持不變二、調(diào)Q基本概念泵浦時(shí)令腔損耗很大(Q很小),突然減小損耗(增大Q),使積蓄的反轉(zhuǎn)粒子數(shù)在短時(shí)間內(nèi)完成受激輻射,形成光脈沖第1頁/共16頁第二頁，編輯于星期二：八點(diǎn) 三十八分。tnnr tpmtetrnt ne tn0 trtettp:光子數(shù)密度達(dá)到m的時(shí)刻,相應(yīng)反轉(zhuǎn)粒子數(shù)密度為nttr:光子數(shù)密度升到m/2的時(shí)刻,相應(yīng)反轉(zhuǎn)粒子數(shù)密度為nrte:光子數(shù)密度降到m/2的時(shí)刻,相應(yīng)反轉(zhuǎn)粒子數(shù)密

2、度為ne第2頁/共16頁第三頁，編輯于星期二：八點(diǎn) 三十八分。一、工作原理1、Q開關(guān)開啟2、Q開關(guān)關(guān)閉激光介質(zhì) 激光轉(zhuǎn)鏡半反激光介質(zhì)轉(zhuǎn)鏡半反2 轉(zhuǎn)鏡調(diào)Q激光器第3頁/共16頁第四頁，編輯于星期二：八點(diǎn) 三十八分。激光介質(zhì) 激光半反鏡架棱鏡磁頭磁鋼電源光泵電動(dòng)機(jī)觸發(fā)電路二、裝置第4頁/共16頁第五頁，編輯于星期二：八點(diǎn) 三十八分。一、電光效應(yīng)沿電光晶體的某一特定方向加直流電場(chǎng)后,在光軸方向上產(chǎn)生雙折射現(xiàn)象，即入射線偏振光將分解為兩個(gè)偏振方向正交的本征偏振光(1)縱向電光效應(yīng):電場(chǎng)方向與光傳播方向一致(2)橫向電光效應(yīng):電場(chǎng)方向與光傳播方向垂直 電光調(diào)Q激光器1、定義2、類型第5頁/共16頁第六頁

3、，編輯于星期二：八點(diǎn) 三十八分。 電光調(diào)Q裝置示意圖第6頁/共16頁第七頁，編輯于星期二：八點(diǎn) 三十八分。加電場(chǎng)后兩個(gè)正交的本征偏振光折射率之差4、相移入射線偏振光通過晶體后兩本征模產(chǎn)生的相位差3、折射率差no:晶體o光主折射率:晶體有效電光系數(shù)E:直流電場(chǎng)強(qiáng)度L：晶體沿通光方向長(zhǎng)度 ：真空中光波長(zhǎng)第7頁/共16頁第八頁，編輯于星期二：八點(diǎn) 三十八分。5、半波電壓 使相移等于所須電壓縱向電光效應(yīng)橫向電光效應(yīng)H:晶體沿電場(chǎng)方向的長(zhǎng)度第8頁/共16頁第九頁，編輯于星期二：八點(diǎn) 三十八分。6、電光晶體的作用 若=45，則入、出射線偏振光方向互相垂直1、加: 相當(dāng)于半波片,使入射線偏振光的偏振方向繞任

4、一本征偏振光的偏振方向轉(zhuǎn)過2角(為入射線偏振光與該本征偏振光的夾角)2、加: 相當(dāng)于四分之一波片,使入射線偏振光變?yōu)闄E圓偏振光若=45，則出射橢圓偏振光變?yōu)閳A偏振光第9頁/共16頁第十頁，編輯于星期二：八點(diǎn) 三十八分。a)電場(chǎng)沿x軸，光傳播方向沿z軸(橫)兩本征偏振光方向分別沿x、y(2)鈮酸鋰(LN)b)電場(chǎng)沿y軸，光傳播方向沿z軸(橫)兩本征偏振光方向分別沿x、y(1)磷酸氫鉀(KDP)7、常用電光晶體工作模式 電場(chǎng)與光傳播方向都沿z軸(縱)兩本征偏振光方向分別沿x、y第10頁/共16頁第十一頁，編輯于星期二：八點(diǎn) 三十八分。二、電光調(diào)Q工作原理激光介質(zhì) 激光全反鏡輸出鏡起偏鏡檢偏鏡電光器

5、件激光介質(zhì)全反鏡輸出鏡起偏鏡檢偏鏡電光器件+-1、Q開關(guān)開啟2、Q開關(guān)關(guān)閉第11頁/共16頁第十二頁，編輯于星期二：八點(diǎn) 三十八分。三、電光調(diào)Q激光器裝置1、帶偏振器的KDP電光調(diào)Q激光器YAG 激光全反鏡輸出鏡偏振器KDP氙燈2、雙45LN電光調(diào)Q激光器YAG 激光全反鏡輸出鏡LN氙燈4545zyx第12頁/共16頁第十三頁，編輯于星期二：八點(diǎn) 三十八分。第13頁/共16頁第十四頁，編輯于星期二：八點(diǎn) 三十八分。 當(dāng) =/2 時(shí)，所需電壓稱作四分之一波電壓，記作V/4；電光晶體上施以電壓 V/4 時(shí)，從偏振器出射的線偏振光經(jīng)電光晶體后，沿 x和 x方向的偏振分量產(chǎn)生了 /2 位相延遲，經(jīng)全反射鏡反射后再次通過電光晶體后又將產(chǎn)生 =/2 延遲，合成后雖仍是線偏振光，但偏振方向垂直于偏振器的偏振方向，因此不能通過偏振器。這種情況下諧振腔的損耗很大，處于低Q值狀態(tài)，激光器不能振蕩，激光上能級(jí)不斷積累粒子；如果在某一時(shí)刻，突然撤去電光晶體兩端的電壓，則諧振腔突變至低損耗、