激光技术第四讲课件

激光技术-第四讲矿第五章调Q技术a电光调Q司Q声光调被动调Q激光技术-第四讲1第三节电光调Q利用某些晶体的电光效应可以做成电光Q开关器件。特点:开关时间短(约10%s),调Q时刻可以精确控制,输出脉冲宽度窄(-10ns),峰值功率高(几十MwW以上)5.3.1带偏振器的电光调Q器件透反镜全反镜YAGz白t灯电光晶体激光工作物质是Nd:YAG晶体;偏振器采用方解石空气隙格兰傅克棱镜,或采用镀光学薄膜的偏振分光镜;调制晶体用KD,纵向应用,晶体两端的环状电极与电源相接第三节电光调Q2透反镜全反镜YAG白偏振器电光晶体调Q过程:1.YAG晶体在氙灯的光泵下发射自发辐射光,经过偏振棱镜后变成x方向线偏振光若电光晶体未加电压,光通过电光晶体后,其偏振状态不发生变化,经全反镜反射后,再次通过电光晶体和偏振器,电光Q开关处于“打开”状态若电光晶体上施加4电压,沿x方向的线偏振光通过晶体后,变成圆偏振光,经全反射镜反射回来,再次通过调制晶体,变成沿y方向振动的线偏振光,不能再通过偏振棱镜,电光Q开关处于“关闭”状态,阻断激光振荡的形成通常在氙灯刚开始点燃时,事先电光在晶体上加/4电压透反镜3透反镜全反镜YAG白偏振器电光晶体调Q过程:2.待激光上能级反转的粒子数积累到最大值时,突然撒去晶体上的/4电压,使激光器瞬间处于高Q值状态,产生雪崩式的激光振荡,就可输出一个巨脉冲Q开关打开的时机1.对于氙灯的脉冲泵浦,时机的选择很重要,当工作物质上能级反转的粒子数达到最大时,立即“打开”开关的效果最好2.对于LD泵浦,泵浦时间大于上能级寿命时,反转粒子数达到稳态值,通常取泵透反镜4激光器泡竞耳斯盒发生器D发品体电源控制电路调Q工作程序:1.对电容C充电,并接于氙灯电极,但不导通故不点燃。2.给KDP加电压,使腔处于关闭状态3.时标信号发生器发出脉冲信号,停止对电容充电,同时触发器点燃氙灯,反转粒子数开始大量积累4.当粒子数反转到最大时,通过延时电路的信号加到闸流管,电光晶体上的电压瞬时退掉,形成激光振荡和巨脉冲输出5.调节延时时间,使输出激光最强激光器5关断效果的调试:为达到最好的关断效果,必须严格保持偏振棱镜的起偏方向与电光晶体的x轴或y轴方向一致。调试方法:在晶体加电的状态下,转动偏振棱镜和晶体的相对角度,直到激光不能振荡。必要时调试驱动电压。对电光晶体的要求:/4电压低、消光比高、激光波长处吸收系数小、能承受的功率密度高。常用的电光晶体:KDP,KD"P,ADP,LiNbO3,LiaO3等RTP,200kHz,1000V(2)KD"P,6000V(2)关断效果的调试:为达到最好的关断效果,必须严格保持偏振棱6莱茵光电,1-10Hz,10ns,1J中科紫玉,1-5Hz,10ns,100J国科,1-20Hz,10ns,2J西物激光,10ns,1J莱茵光电,1-10Hz,10ns,1J7532单块双45°电光调Q器件全反镜LN晶体透反镜YAG脉冲图2.3-3单块双45电光调Q激光器LiNbo3晶体同时产生电光晶体和偏振器的作用。532单块双45°电光调Q器件8工作原理1.未加电压的情况无规偏光沿y轴入射晶体,分解为沿x轴振动的0光和沿z轴振动的e光0光反射后沿晶体的光轴传播。e光反射后振动方向仍平行于主截面,其折射率变为n。'(≈n)nSin1=nsin45→=4254图2.34V=公时的光路图第二次反射时,0光仍以45°反射,与入射光平行。光轴(z轴)沿长方e光折射率由n变回n,其反射角又体的轴向,电压沿X变回45°,反射光与入射光平行。轴加到晶体上两束光之间的距离为S=tan6n2=2233,12=2154工作原理9工作原理2.加电压V=V2在AB段,入射光的传播情况与未加电压时基本相同V=V2时,BC段相当于半波片。原来的o光变成了e光nsin45=nesin62=02=4712r=428=78mrad原来的e光变成o光,经过第二个反射面反射时,计算得到图235V≠0时的光路图2=4255→y=439=8lmad第一个反射面的前段相当于一个起偏器,第二个反射面的后段相当于一个检偏器,加电后的晶体相当于在两个偏振器之间夹一块调制晶体工作原理10激光技术第四讲课件11激光技术第四讲课件12激光技术第四讲课件13激光技术第四讲课件14激光技术第四讲课件15激光技术第四讲课件16激光技术第四讲课件17激光技术第四讲课件18激光技术第四讲课件19激光技术第四讲课件20激光技术第四讲课件21激光技术第四讲课件22激光技术第四讲课件23激光技术第四讲课件24激光技术第四讲课件25激光技术第四讲课件26激光技术第四讲课件27激光技术第四讲课件28激光技术第四讲课件29激光技术第四讲课件30激光技术第四讲课件31激光技术第四讲课件32激光技术第四讲课件33激光技术第四讲课件34激光技术第四讲课件35激光技术第四讲课件36激光技术第四讲课件37激光技术第四讲课件38激光技术第四讲课件39激光技术第四讲课件40激光技术第四讲课件41激光技术第四讲课件42激光技术第四讲课件43激光技术第四讲课件44激光技术第四讲课件45激光技术第四讲课件46激光技术第四讲课件47激光技术第四讲课件48激光技术第四讲课件49激光技术第四讲课件50激光技术第四讲课件51激光技术第四讲课件52激光技术-第四讲矿第五章调Q技术a电光调Q司Q声光调被动调Q激光技术-第四讲53第三节电光调Q利用某些晶体的电光效应可以做成电光Q开关器件。特点:开关时间短(约10%s),调Q时刻可以精确控制,输出脉冲宽度窄(-10ns),峰值功率高(几十MwW以上)5.3.1带偏振器的电光调Q器件透反镜全反镜YAGz白t灯电光晶体激光工作物质是Nd:YAG晶体;偏振器采用方解石空气隙格兰傅克棱镜,或采用镀光学薄膜的偏振分光镜;调制晶体用KD,纵向应用,晶体两端的环状电极与电源相接第三节电光调Q54透反镜全反镜YAG白偏振器电光晶体调Q过程:1.YAG晶体在氙灯的光泵下发射自发辐射光,经过偏振棱镜后变成x方向线偏振光若电光晶体未加电压,光通过电光晶体后,其偏振状态不发生变化,经全反镜反射后,再次通过电光晶体和偏振器,电光Q开关处于“打开”状态若电光晶体上施加4电压,沿x方向的线偏振光通过晶体后,变成圆偏振光,经全反射镜反射回来,再次通过调制晶体,变成沿y方向振动的线偏振光,不能再通过偏振棱镜,电光Q开关处于“关闭”状态,阻断激光振荡的形成通常在氙灯刚开始点燃时,事先电光在晶体上加/4电压透反镜55透反镜全反镜YAG白偏振器电光晶体调Q过程:2.待激光上能级反转的粒子数积累到最大值时,突然撒去晶体上的/4电压,使激光器瞬间处于高Q值状态,产生雪崩式的激光振荡,就可输出一个巨脉冲Q开关打开的时机1.对于氙灯的脉冲泵浦,时机的选择很重要,当工作物质上能级反转的粒子数达到最大时,立即“打开”开关的效果最好2.对于LD泵浦,泵浦时间大于上能级寿命时,反转粒子数达到稳态值,通常取泵透反镜56激光器泡竞耳斯盒发生器D发品体电源控制电路调Q工作程序:1.对电容C充电,并接于氙灯电极,但不导通故不点燃。2.给KDP加电压,使腔处于关闭状态3.时标信号发生器发出脉冲信号,停止对电容充电,同时触发器点燃氙灯,反转粒子数开始大量积累4.当粒子数反转到最大时,通过延时电路的信号加到闸流管,电光晶体上的电压瞬时退掉,形成激光振荡和巨脉冲输出5.调节延时时间,使输出激光最强激光器57关断效果的调试:为达到最好的关断效果,必须严格保持偏振棱镜的起偏方向与电光晶体的x轴或y轴方向一致。调试方法:在晶体加电的状态下,转动偏振棱镜和晶体的相对角度,直到激光不能振荡。必要时调试驱动电压。对电光晶体的要求:/4电压低、消光比高、激光波长处吸收系数小、能承受的功率密度高。常用的电光晶体:KDP,KD"P,ADP,LiNbO3,LiaO3等RTP,200kHz,1000V(2)KD"P,6000V(2)关断效果的调试:为达到最好的关断效果,必须严格保持偏振棱58莱茵光电,1-10Hz,10ns,1J中科紫玉,1-5Hz,10ns,100J国科,1-20Hz,10ns,2J西物激光,10ns,1J莱茵光电,1-10Hz,10ns,1J59532单块双45°电光调Q器件全反镜LN晶体透反镜YAG脉冲图2.3-3单块双45电光调Q激光器LiNbo3晶体同时产生电光晶体和偏振器的作用。532单块双45°电光调Q器件60工作原理1.未加电压的情况无规偏光沿y轴入射晶体,分解为沿x轴振动的0光和沿z轴振动的e光0光反射后沿晶体的光轴传播。e光反射后振动方向仍平行于主截面,其折射率变为n。'(≈n)nSin1=nsin45→=4254图2.34V=公时的光路图第二次反射时,0光仍以45°反射,与入射光平行。光轴(z轴)沿长方e光折射率由n变回n,其反射角又体的轴向,电压沿X变回45°,反射光与入射光平行。轴加到晶体上两束光之间的距离为S=tan6n2=2233,12=2154工作原理61工作原理2.加电压V=V2在AB段,入射光的传播情况与未加电压时基本相同V=V2时,BC段相当于半波片。原来的o光变成了e光nsin45=nesin62=02=4712r=428=78mrad原来的e光变成o光,经过第二个反射面反射时,计算得到图235V≠0时的光路图2=4255→y=439=8lmad第一个反射面的前段相当于一个起偏器,第二个反射面的后段相当于一个检偏器,加电后的晶体相当于在两个偏振器之间夹一块调制晶体工作原理62激光技术第四讲课件63激光技术第四讲课件64激光技术第四讲课件65激光技术第四讲课件66激光技术第四讲课件67激光技术第四讲课件68激光技术第四讲课件69激光技术第四讲课件70激光技术第四讲课件71激光技术第四讲课件72激光技术第四讲课件73激光技术第四讲课件74激光技术第四讲课件75激光技术第四讲课件76激光技术第四讲课件77激光技术第四讲课件78激光技术第四讲课件79激光技术第四讲课件80激光技术第四讲课件81激光技术第四讲课件82激光技术第四讲课件83激光技术第四讲课件84激光技术第四讲课件85激光技术第四讲课