《调Q脉冲YAG激光器》PPT课件.pptVIP

调Q脉冲YAG激光器 任煜轩天文与应用物理系Email yxren 中国科学技术大学物理实验中心2006年下半年实验技术讲座 电光调Q Dec 8 2006 激光原理 怎样实现粒子数反转 常见的有三能级系统和四能级系统 Dec 8 2006 Nd3 的有关能级 怎样获得稳定的激光输出 Dec 8 2006 光学谐振腔 工作物质 pump 连续的激光输出怎样得到脉冲输出 Dec 8 2006 工作物质 pump 绿光 红外光 怎样获得窄脉冲输出 Dec 8 2006 电光效应 介质中由于外加电场引起折射率变化的现象n0是E趋于零时的折射率 aE是一次项 由该项引起的折射率变化称为线性电光效应或Pockels效应由二次项引起的折射率变化称为二次电光效应或Kerr效应 Dec 8 2006 引入逆介电张量Bij 折射率椭球可表示成Bijxixj 1线性电光效应可表示成逆介电张量写成单下标形式 Bi ijEj Dec 8 2006 X axis Y axis Z C axis KD P晶体结构 Z轴 四次旋转倒反轴X Y轴 二次旋转轴 四方晶系 点群 线性电光系数 Dec 8 2006 纵向运用晶体时 电场可表示为 Dec 8 2006 晶体上没有电场作用时 折射率椭球方程 其中 加纵向电场后 Dec 8 2006 新折射率椭球方程 采用如下的坐标变换 将折射率椭球主轴化 经计算可得 当 45 时 折射率椭球中的交叉项消除 Dec 8 2006 相应的三个主折射率为 no和ne分别为未加电压时晶体对寻常光和非寻常光的折射率 63为晶体的电光系数 晶体对于垂直偏振光在x 和y 上的两个投影分量的折射率不一样 因而两分量穿过晶体后的相位差不再为零 Dec 8 2006 相位差为取 2 得到电压值这相当于光波行进 4距离后应有的相位变化 上式所决定的电压称为 4电压 Dec 8 2006 若在KD P晶体上沿z轴方向加上 4电压 则垂直偏振光一次经过晶体后其偏振方向旋转45 两次经过晶体 偏振方向旋转90 此时光束不能通过偏振片 相当于Q开关闭合 激光器的输出光强为零 工作物质 pump 调Q开关 Dec 8 2006 4电压为多少 文献 1 给出的0 55 mKD P 2电压 3 85kV ref 文献 3 给出的1 06 mKD P 4电压为约3 4kV 文献 4 中给的KD P的 4电压 1 06 m时在5 6kV之间 文献 5 给出的1 06 mKD P 4电压在3 4kV 测量表明 我们使用的激光器四分之一波电压在4 2 4 8kV 见数据部分 Dec 8 2006 DELAY 若在泵浦源有脉冲输出的适当时间 在调Q晶体上加上退高压触发信号 使得电光开关在较短的时间内打开 则可以获得高功率密度的窄脉冲 Dec 8 2006 实验装置 工作物质 pump 电光开关 工作物质 pump EnergyMeter Dec 8 2006 四分之一波电压的测量 从图中可以看出 4电压可能在4 6kV附近 从数量级上看 与文献中给的结果符合的较好 Pump1 0 75kVPump2 0kVDelay 2 06 a u Dec 8 2006 退高压最佳延迟的测量 Pump1 0 75kVPump2 0kVQ voltage 3 29kV Dec 8 2006 1 90 2 20 a u 间加密测点的结果 Pump1 0 75kVPump2 0kVQ voltage 3 4kV Dec 8 2006 高输出激光的获得 Pump1 0 75kVQvoltage 4 00kVDelay 2 06 Dec 8 2006 怎样提高单脉冲的输出能量 1 调Q高压接近四分之一波电压 2 取最佳延迟 3 加二级放大 并适当的调节本振级和放大级的泵浦电压 为什么不是等于四分之一波电压 Dec 8 2006 新开实验所要传达的几层意思 1 认识 了解 并学会调节激光器 2 多个物理量对感兴趣的物理量都有影响时 要设法控制他们的影响 使得每次只有一个因素起主导作用 研究单个变量对因变量的影响 3 研究两个量之间的变化关系时 先均匀取点 若自变量在某个值附近因变量出现异常 则需在此自变量附近加密测量点 Dec 8 2006 参考文献 1 李家泽等 光电子学基础 北京理工大学出版社 2 倍频