調(diào)Q脈沖YAG激光器課件

調(diào)Q脈沖YAG激光器天文與應(yīng)用物理系Email:2006年下半年實(shí)驗(yàn)技術(shù)講座------電光調(diào)Q激光原理怎樣實(shí)現(xiàn)粒子數(shù)反轉(zhuǎn)？常見的有三能級(jí)系統(tǒng)和四能級(jí)系統(tǒng)Dec.8,2006Nd3+的有關(guān)能級(jí)Nd3+的有關(guān)能級(jí)E1E2E3E40.81μm0.75μm1.064μm4I9/24I11/24F3/24F7/24F5/2怎樣獲得穩(wěn)定的激光輸出？Dec.8,2006工作物質(zhì)pump綠光紅外光怎樣獲得窄脈沖輸出？Dec.8,2006電光效應(yīng)介質(zhì)中由于外加電場(chǎng)引起折射率變化的現(xiàn)象n0是E趨于零時(shí)的折射率，aE是一次項(xiàng)，由該項(xiàng)引起的折射率變化稱為線性電光效應(yīng)或Pockels效應(yīng)由二次項(xiàng)引起的折射率變化稱為二次電光效應(yīng)或Kerr效應(yīng)Dec.8,2006引入逆介電張量Bij，折射率橢球可表示成Bijxixj=1線性電光效應(yīng)可表示成逆介電張量寫成單下標(biāo)形式ΔBi=γijEjDec.8,2006縱向運(yùn)用晶體時(shí)，電場(chǎng)可表示為Dec.8,2006晶體上沒有電場(chǎng)作用時(shí)，折射率橢球方程其中加縱向電場(chǎng)后Dec.8,2006新折射率橢球方程采用如下的坐標(biāo)變換，將折射率橢球主軸化經(jīng)計(jì)算可得，當(dāng)α=±45o時(shí)，折射率橢球中的交叉項(xiàng)消除。Dec.8,2006相位差為取Φ=π/2，得到電壓值這相當(dāng)于光波行進(jìn)λ/4距離后應(yīng)有的相位變化，上式所決定的電壓稱為λ/4電壓。Dec.8,2006若在KD*P晶體上沿z軸方向加上λ/4電壓，則垂直偏振光一次經(jīng)過晶體后其偏振方向旋轉(zhuǎn)45°，兩次經(jīng)過晶體，偏振方向旋轉(zhuǎn)90°。此時(shí)光束不能通過偏振片，相當(dāng)于Q開關(guān)閉合，激光器的輸出光強(qiáng)為零。工作物質(zhì)pump調(diào)Q開關(guān)Dec.8,2006λ/4電壓為多少？文獻(xiàn)[1]給出的0.55mKD*Pλ/2電壓~3.85kV;(ref)文獻(xiàn)[3]給出的1.06mKD*Pλ/4電壓為約3.4kV；文獻(xiàn)[4]中給的KD*P的λ/4電壓，λ=1.06m時(shí)在5~6kV之間；文獻(xiàn)[5]給出的1.06mKD*Pλ/4電壓在3~4kV。測(cè)量表明，我們使用的激光器四分之一波電壓在4.2~4.8kV。（見數(shù)據(jù)部分）Dec.8,2006實(shí)驗(yàn)裝置工作物質(zhì)pump電光開關(guān)工作物質(zhì)pumpEnergyMeterDec.8,2006四分之一波電壓的測(cè)量從圖中可以看出λ/4電壓可能在4.6kV附近；從數(shù)量級(jí)上看，與文獻(xiàn)中給的結(jié)果符合的較好Pump1:~0.75kVPump2:0kVDelay:2.06(a.u.)Dec.8,2006退高壓最佳延遲的測(cè)量Pump1:~0.75kVPump2:0kVQ-voltage:3.29kVDec.8,2006高輸出激光的獲得Pump1:~0.75kVQvoltage:4.00kVDelay:2.06Dec.8,2006怎樣提高單脈沖的輸出能量（1）調(diào)Q高壓接近四分之一波電壓（2）取最佳延遲（3）加二級(jí)放大，并適當(dāng)?shù)恼{(diào)節(jié)本振級(jí)和放大級(jí)的泵浦電壓。為什么不是等于四分之一波電壓？Dec.8,2006新開實(shí)驗(yàn)所要傳達(dá)的幾層意思（1）認(rèn)識(shí)、了解、并學(xué)會(huì)調(diào)節(jié)激光器（2）多個(gè)物理量對(duì)感興趣的物理量都有影響時(shí)，要設(shè)法控制他們的影響，使得每次只有一個(gè)因素起主導(dǎo)作用，研究單個(gè)變量對(duì)因變量的影響。（