脉冲激光器分析
脉冲激光器工作电压-概述说明以及解释
脉冲激光器工作电压-概述说明以及解释1.引言1.1 概述脉冲激光器是一种利用电能转换为激光能的重要设备。
它通过产生高强度的脉冲光束，广泛应用于科学研究、医学、激光打印等领域。
在脉冲激光器的工作过程中，适当的工作电压对其性能和稳定性都起着至关重要的作用。
脉冲激光器的工作电压，简而言之，是用于激活激光器的电能。
在脉冲激光器中，通过高压电源的加电作用，将工作电压传递给激光介质，从而使其处于激励状态，激发出一定强度的激光光束。
因此，工作电压的大小和稳定性直接影响着脉冲激光器的输出功率、脉冲宽度和重复频率等重要参数。
对于不同类型的脉冲激光器，其工作电压范围和调节方式也存在差异。
一般而言，脉冲激光器的工作电压通常较高，以保证足够的能量被输入激光介质，从而产生高能量的激光脉冲。
同时，为了保持激光器的稳定性，工作电压的波动应尽可能小，以免影响到输出激光的质量和一致性。
在实际应用中，针对脉冲激光器的工作电压调节方法也有多种选择。
例如，可以通过电源开关和电源调节器对工作电压进行粗略和细致的调节；另外，还可以采用反馈控制系统，通过监测激光器的输出状态来实时调整电压，以实现更精确地控制和稳定化工作电压。
无论采用何种调节方法，都需要仔细进行设定和优化，并兼顾激光器的性能要求与电压的控制精度。
因此，本文将深度探讨脉冲激光器的工作电压对其性能和稳定性的影响，并介绍脉冲激光器的工作原理及常用的电压调节方法。
通过全面分析，将有助于进一步理解脉冲激光器的工作机制，并为其在各领域的应用提供参考和指导。
1.2 文章结构文章结构部分的内容可以参考以下内容：本文将主要围绕脉冲激光器工作电压展开讨论。
具体而言，本文将包括以下几个部分。
第一部分是引言部分。
引言将对脉冲激光器工作电压的重要性进行概述，并介绍文章的结构和目的。
通过引言部分，读者可以了解到本文的主要内容和研究方向。
第二部分是正文部分。
正文将分为两个小节。
首先，我们将详细介绍脉冲激光器的工作原理。
脉冲激光器
1 2
ATI
s
(n
q
)
G
0
(n
q
)l
1
激光器的激光输出功率与泵浦速率的关系：
G0 (n q )l G0 (n q )l n0 Wp
Gt0 (n q )l nt Wpt
Pout (n q )
1 2
ATI
s
(n
q
)
Wp Wpt
1
激光器的可能起振的振荡纵模数：
M n os n q
激光器的工作和输出特性——激光器的振荡模式和模式选择 激光器中的模竞争
增益曲线均匀饱和引起的自选模作用：多个满足阈值条件的纵模在振荡过程中 互相竞争,结果总是靠近中心频率v0的一个纵模得胜,形成稳定振荡,其他纵模都被 抑。
激光器的工作和输出特性——激光器的振荡模式和模式选择 均匀加宽激光器中的模竞争 增益的空间烧孔效应：由于谐振腔内的驻 波场分布，使得增益系数沿Байду номын сангаас向呈现出不均 匀分布。
T1=0
I nq
I nq
L
T2=T
激光器的工作和输出特性
非均匀加宽单模激光器的输出功率
多普勒加宽放大器的增益双烧孔效应：
Vz
nq n0 n0
c
Inq分别与运动方向相反的两组原子相互作用，引起 增益饱和，出现“双烧孔”。
腔内非均匀加宽介质中建立起的稳态光强为：
GD (n q , Inq )
如何增大激光器的输出功率?
当外界激发作用增强时，小信号增益系数G0(n)增大，即饱和光强增大，此时Inq必须 增加到一个更大的值才能出现增益饱和效应，使G(nq,Inq)降低到Gt并建立起稳定工作 状态，因此激光器的输出功率增加。
脉冲光纤和连续光纤
脉冲光纤和连续光纤激光器在输出特性、应用领域等方面存在显著差异。
1. 输出特性：脉冲光纤激光器的激光输出为脉冲形式，即激光强度和频率不稳定，呈现出脉冲信号特征。
而连续光纤激光器的激光输出为连续形式，即激光强度和频率相对稳定。
2. 应用领域：由于其高效的光纤传输能力和稳定的输出特性，连续光纤激光器广泛应用于工业加工领域，如激光切割、焊接等。
同时，在医疗领域中，连续光纤激光器也被用于手术切割和凝固，如心血管手术、泌尿外科手术等。
另外，由于其高效的光纤传输能力，连续光纤激光器还被广泛应用于通信领域。
脉冲光纤激光器由于其脉冲式的输出特性，主要被应用于科学研究领域，如光学显微镜、精密加工等。
在医疗领域中，脉冲光纤激光器也被用于皮肤病治疗和眼科手术等领域。
此外，脉冲光纤激光器还被广泛应用于通信领域，如光纤通信和光纤传感器等。
以上内容仅供参考，建议咨询专业人士获取更准确的信息。
脉冲激光器工作原理
脉冲激光器工作原理
嘿，你问脉冲激光器工作原理啊？这事儿还挺神奇呢。
你看啊，脉冲激光器就像个小魔法师，能发出特别厉
害的光。
它里面有个小房间，装着一些特殊的材料。
这些材料
就像一群小勇士，准备大显身手。
当有电流或者其他能量进入这个小房间的时候，这些
小勇士就开始兴奋起来。
它们就像一群被唤醒的小精灵，
开始释放出能量。
这些能量会让材料里面的原子变得特别活跃。
原子们
就像一群调皮的孩子，开始跑来跑去，跳上跳下。
在这个过程中，原子会释放出光子。
这些光子就像一
个个小闪光弹，特别亮。
但是这还不够呢，脉冲激光器还有个小秘密武器。
那
就是一个小镜子和一个半透明的镜子。
这两个镜子就像两
个好朋友，一起玩游戏。
光子在两个镜子之间来回反射。
每次反射的时候，就
会有更多的光子加入进来。
就像一群小伙伴，越聚越多。
当光子的数量足够多的时候，半透明的镜子就会让一
部分光子跑出去。
这部分光子就形成了一个强烈的脉冲光。
这个脉冲光可厉害了，它可以用来切割东西、打标、
医疗啥的。
就像一把超级锋利的刀，或者一个神奇的画笔。
总之呢，脉冲激光器就是靠着这些小勇士、小镜子和
光子们的共同努力，发出了强大的脉冲光。
脉冲式调节激光器
脉冲式调节激光器
功率可调激光器：根据客户选定的功率调节范围任意调节频率可
调激光器：可调制式激光器也就是脉冲式激光器。
脉冲调制激光
器分为外调制和内调制两大类。
外调制式激光器留有专用的信号
接口，由用户接入脉冲信号，信号可以是正弦波, 也可以是方波，调制频率可高达10MHz。
内调制式请打零贰玖捌捌柒贰陆柒柒叁激
光器不需要外接信号，加上工作电压后，激光器即以脉冲方式工作，其工作频率根据用户要求定做。
频率可调激光器：可调制式激光器也就是脉冲式激光器。
脉冲式
激光器分为外调制和内调制大类。
外调制式激光器留有专用的信
号接口，由用户接入脉冲信号，信号可以是正弦波, 也可以是方波，调制频率可高达10MHz。
内调制式激光器不需要外接信号，加
上工作电压后，激光器即以脉冲方式工作，其工作频率根据用户
要求定做。
件：专用电源支架
温馨提示：客户预定前务必先确定工作距离「即激光孔到工作面的垂直距离」以及工作场所光线度。
请联系我们或咨询客服。
lye。
脉冲激光器原理
脉冲激光器原理脉冲激光器是一种利用脉冲激光技术产生高能量、高重复频率脉冲激光束的设备。
它在科学研究、医学、材料加工等领域发挥着重要作用。
本文将介绍脉冲激光器的原理以及其在不同领域的应用。
一、脉冲激光器的原理基于激光共振放大过程。
其主要组成包括激光介质、泵浦源、光学谐振腔和输出耦合装置等。
下面将详细介绍各部分的作用和相应的工作原理。
1. 激光介质脉冲激光器中的激光介质通常选择具有较长寿命、较高喇曼增益和较大特征因子的材料。
激光介质通过受激辐射过程将泵浦能量转换为激光辐射能量。
2. 泵浦源泵浦源的作用是给激光介质提供能量，使其产生激发。
泵浦源通常是一种高能量、高频率的连续波激光器。
泵浦光通过光学谐振腔进入激光介质，激发激光介质中的原子或分子。
3. 光学谐振腔光学谐振腔由两个平行的反射镜构成，起到反射和放大激光的作用。
其中一个镜子是半透明的，用于输出激光束。
光学谐振腔还能够选择性地放大特定波长的光。
4. 输出耦合装置输出耦合装置用于将激光束从腔外释放出来。
它通常由半反射镜和透过镜组成。
半反射镜能够部分反射和部分透过激光束，而透过镜则使激光束通过。
二、脉冲激光器应用脉冲激光器在多个领域具有广泛的应用。
下面将分别介绍其在科学研究、医学和材料加工领域的具体应用。
1. 科学研究脉冲激光器在科学研究中广泛应用于光学测量、原子和分子物理学等领域。
例如，在超快光谱学中，脉冲激光器可用于测量光子和电子之间的相互作用过程。
此外，脉冲激光器还可用于研究激光等离子体和非线性光学现象。
2. 医学脉冲激光器在医学领域有许多应用。
例如，它可以用作激光手术器械，用于皮肤整形、眼科手术和牙科手术等。
此外，脉冲激光器还可用于医学成像，如光学相干断层扫描（OCT）技术，该技术在眼科、癌症诊断和血管成像中得到广泛应用。
3. 材料加工脉冲激光器在材料加工中发挥着重要作用。
通过调节激光脉冲的能量和重复频率，可以实现对不同材料的精确加工。
例如，它可以用于激光切割、激光焊接和激光打标等应用。
6.5 超短脉冲激光介绍讲解
物质相互作用、激光核聚变…
图8. 超短脉冲（飞秒）激光切割染色体内的线粒体
图9. 不同超短脉冲激光与物质作用的不同效果
3. 小结
本次课介绍了超短脉冲激光的特点和应用：脉冲宽度
超短、谱线丰富和峰值功率超强的特殊性使得超短脉冲激 光具有与常规激光和物质作用不同的规律，特别适合超快 现象和超强现象研究。
4. 作业思考题
1）与常规激光相比，超短脉冲激光的主要特点是什么？
2 ）飞秒激光与物质作用时属于光热作用还是光化学作用，为 什么？ Nhomakorabea 飞秒脉冲
图2. 超短脉冲激光技术发展
图3. 我国研制的超短脉冲激光器(极光I号和极光II号）
图4. 我国研制的超短脉冲激光器 （极光III号）
2.3 超短脉冲激光的获得方法
锁模技术
调Q技术
2.4 超短脉冲激光的特点和应用 （1）时间宽度非常短:瞬态成像、超快光开关、高速光通信…
图5. 高速摄影技术获得的子弹出膛的瞬间 （微妙量级）
高速摄影技术获得的子弹出膛的瞬间微妙量级飞秒激光的出现使人类第一次能在原子电子层面上研究这一超快运动原子分子层面的粒子运动示意图飞秒量级2光谱含量非常丰富
超短脉冲激光介绍
课程名称：激光加工技术 主讲教师：王文权 单位：浙江工贸职业技术学院
1. 教学目标
了解超短脉冲激光的特点和主要应用。
2.超短脉冲激光的特点和主要应用
飞秒激光的出现，使人类 第一次能在原子、电子层 面上研究这一超快运动
图6. 原子、分子层面的粒子运动示意图（飞秒量级）
（2）光谱含量非常丰富：光谱检测、脉冲整形、光谱编码…
不同原子具有不同的 特征谱线，据此可对 物质的组成和化学成 分做出分析
脉冲激光器的调Q和倍频
脉冲激光器的调Q 和倍频实验目的1. 熟悉Nd:YAG 激光器的结构。
2. 了解和掌握利用晶体的线性电光效应实现激光调Q 的原理。
3. 了解和掌握激光倍频技术的基本原理和倍频晶体相位匹配的方法。
实验原理激光调Q 技术就是使激光谢振腔的Q 值发生变化，使激光工作物质的受激辐射压缩在极短的时间内发射的一种技术。
具体的讲就是在光泵开始激励的初期，使腔内的损耗很大，Q 值很低，这使激光振荡的阈值很高，使激光振荡不能形成，因而上能级的反转粒子数大量积累。
当积累达到最大值时，突然时谐振腔的损耗变小，Q 值突增，这时反转粒子数密度比阈值大得多，使激光振荡迅速建立，腔内像雪崩一样以极快的速度建立起极强的振荡，于是在极短的时间内输出一个极强的激光脉冲。
调Q 激光脉冲峰值功率一般都高于兆瓦级，而脉冲宽度只有10-8~10-9秒，因而通常将这种脉冲称为激光巨脉冲。
激光谐振腔内的损有多种，用不同的方法来控制腔内不同的损耗，就形成了不同的调Q 技术，例如控制反射损耗的有转镜调Q 技术、电光调Q 技术，控制吸收损耗的有染料调Q 技术，控制衍射损耗的有声光调Q 技术等。
倍频技术就是将频率为ω的强激光束入射到某些非线性晶体，通过强光与物质的相互作用，产生2ω的二次谐波的技术。
倍频技术是目前由较低频率的激光转换为较高频率激光的最成熟和最常用的频率转换技术，也是最早被利用的非线性光学效应。
当光与物质相互作用时，就会带起原子外层电子的位移，产生电偶极矩r e m =,其中e 为负电中心的电荷量，r 是负电中心相对于正电中心的距离。
单位体积内偶极矩的总和为极化强度P ，m N P =,N 是单位体积内的原子数。
极化强度的大小和方向随外电场的变化而变化，这种极化场就会产生电磁波的辐射。
如果入射到介质上光束的频率为ω，电场矢量为t E t E E πνω2cos cos 00 ==由于光的作用，产生的极化强度P 与外电场强度矢量E 之间的关系为+⋅+⋅=E E E P )2()1(χχ式中)1(χ, )2(χ为与时间、位置无关的常数，成为介质的极化系数，且有 )3()2()1(χχχ>>>>当入射光很弱时，极化系数的高阶项都可忽略不计，则(2)可简化 t E E P L ωχχcos 0)1()1( ⋅=⋅=这就表明弱光照射下，介质的极化强度矢量与电场强度成线性关系，其频率与入射光频率相同。
超短脉冲激光器
SESAM被认为是目前最有效的方法之一。通过锁模获得的脉宽取决于谐振腔中的群时延色散。在固体激光器 中,增益介质晶体的物质色散比染料激光器的射流薄板(厚约0.2 mm)大一个数量级,因此必须利用色散补偿技术。 具体做法是采用损耗小的布儒斯特棱镜对或色散补偿镜对振荡器内的色散进行补偿。
( 2)有望作为工业设备应用的激光器。主要考虑用于测量和加工领域。利用短脉冲激光可获得理想的加工结 果,但要考虑设备的可靠性或维修性和成本等。近年来,随着锁模固体激光器可靠性的提高和高功率光纤激光器的 出现,人们对该领域的发展寄予厚望。
( 3)作为光信息通信系统器件的半导体激光器和光纤激光器。
3超短脉冲固体激光器
1超短脉冲激光技术的历史与现 状
在激光中,超短脉冲光的产生之所以重要是因为可以通过控制激光的相干光波产生脉冲光,其时间宽度超出电 子学所控制的范畴。从广义上讲,超短脉们对由闪光灯进 行脉冲振荡的红宝石激光器和掺Nd激光器产生的锁模超短脉冲光展开了实验性研究。从此,短脉冲光的产生技术 从锁模亚皮秒脉冲步入到飞秒脉冲。近年来,超短脉冲光技术得到了普及,自20世纪90年代以来,各种可调谐超短 脉冲锁模固体激光器达到了实用化。可调谐激光器是一种激光下能级处于振动激发状态,使振荡频带加宽的光子限 定激光器(Photon terminatedlaser)。典型的钛宝石激光器的工作稳定,实现了平均输出功率为1 W的超短(最短 约为5 fs)脉冲光。若采用掺Yb离子的激光晶体,则可获得更高平均输出功率的亚皮秒脉冲输出。半导体激光器具 有弛豫快,可对泵浦(电流)进行高速调制的特点,因此即使不用锁模,利用增益过渡现象也可产生皮秒区( 1010~10- 12 s)的超短脉冲光。
脉冲光纤激光器原理
脉冲光纤激光器原理嘿，朋友们！今天咱来聊聊脉冲光纤激光器原理。
这玩意儿啊，就像是一个神奇的魔法盒子，里面藏着好多让人惊叹的秘密呢！你看啊，脉冲光纤激光器就像是一个超级厉害的小能手。
它的核心部分呢，就好像是小能手的心脏，源源不断地给它提供能量和动力。
这个核心部分会产生一束光，这束光可不是普通的光哦，那是带着特殊使命的光。
它就像一支箭，快速地射出去，然后在特定的地方发挥它的作用。
那它是怎么做到的呢？这就得说说它里面的那些奇妙的结构和原理啦。
就好比我们走路，得一步一步地走，这脉冲光纤激光器工作起来也是有它的步骤和节奏的。
它先把能量聚集起来，就像我们要积攒力气去做一件大事一样。
然后呢，“嗖”的一下把光发射出去，这光可厉害啦，能做到很多我们想象不到的事情。
你想想，我们平时看到的光是很普通的吧，但是这脉冲光纤激光器发出来的光，那可是有着特殊能力的。
它可以非常精准地打击目标，就像一个神枪手，百发百中！而且啊，它还特别灵活，可以根据不同的需求来调整自己。
这就好像我们穿衣服，冷了就多穿点，热了就少穿点，它能适应各种不同的情况呢。
这脉冲光纤激光器在很多领域都大显身手呢！比如说在工业上，它能帮我们切割各种材料，那手法，简直比最厉害的工匠还厉害！还有在医疗上，它能治病救人呢，你说神奇不神奇？咱再想想，如果没有这脉冲光纤激光器，那我们的生活得少多少精彩啊！那些高科技的产品怎么制造出来呢？那些疑难杂症怎么治疗呢？所以说啊，这脉冲光纤激光器原理可真是太重要啦！它就像一个默默无闻的英雄，在背后为我们的生活和科技发展贡献着力量。
我们得好好感谢它，不是吗？总之呢，脉冲光纤激光器原理是一个非常有趣且充满奥秘的领域。
它让我们看到了光的神奇力量，也让我们对未来充满了期待。
希望它能继续发挥它的魔力，为我们的生活带来更多的惊喜和便利呀！。
脉冲TEACO_2激光器温度特性的理论分析
作者简介: 吴 谨 ( 1965 ), 男, 博士, 研究员, 主要 从事工 作为气体激光及应用。
图 3 为斜率 k 与电子数密度之间的ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ系曲线。横
F ig. 1 Laser output pu lse energy versus am b ien t temp erature 1∃ V ( CO 2 ) %V( N 2 ) %V ( H e) %V ( CO ) = 0. 16%0. 32%0. 50%0. 02 2∃ V ( CO 2 ) %V( N 2 ) %V ( H e) %V ( CO ) = 0. 16%0. 16%0. 64%0. 04 3∃ V ( CO 2 ) %V( N 2 ) %V ( H e) %V ( CO ) = 0. 08%0. 21%0. 67%0. 04 4∃ V ( CO 2 ) %V( N 2 ) %V ( H e) %V ( CO ) = 0. 10%0. 10%0. 76%0. 04
样, 计算时, 谐振腔反射镜较小者的面积可设为 Dx ∀ D y, 忽略其它损耗; ( 2) 激光工作气体由 CO2 N 2 H e CO等 4 种气体组成; ( 3) 采用紫外预电离和放电激
励。激励电子数密度函数 N e ( t )和具体的放电电路、
激光工作气体组成、气压等有关, 计算采用如下经验公
图 4为斜率 k 与激光工作气体气压的关系。横坐 标为激光工作气体总气压, 纵坐标为斜率 k。计算中, 激 光 工 作 气 体 组 成 为 V ( CO2 ) %V ( N2 ) %V ( H e ) %
脉冲光纤激光器用途
脉冲光纤激光器用途
脉冲光纤激光器是一种基于光纤技术的激光器，它能够发出高能短脉冲的激光束，被
广泛应用于各种领域。
以下是脉冲光纤激光器常见的用途：
1. 材料加工
脉冲光纤激光器可用于切割、打孔、焊接等材料加工工艺。
它具有高能量密度、高光
束质量、高重复频率等特点，可以对金属、非金属材料进行高精度、高速、高效的加工，
应用于汽车、电子、机械、航空航天等行业。
2. 医疗设备
脉冲光纤激光器在医疗设备领域中广泛应用于眼科、皮肤美容等方面。
其高能量密度、高重复频率、可调节波长等特点，使它成为激光治疗和手术中不可替代的工具。
3. 通信技术
脉冲光纤激光器在光通信技术中也有广泛用途。
当其运用于光纤传输系统时，能够提
升信号传输质量，延长传输距离，提高传输速度。
同时，脉冲光纤激光器具有可调节波长、高稳定性、低能量损耗等特点，是光通信领域中核心的激光器设备。
4. 激光雷达
脉冲光纤激光器应用于激光雷达中，具有高重复频率、短脉冲宽度等特点，能够提升
雷达设备的探测距离、分辨率等性能，广泛应用于政府、军事、航空等领域。
5. 光电子学
脉冲光纤激光器在光电子学领域中也有广泛应用，包括超短脉冲激光、非线性光学、
纳米技术等方面。
它们在基础研究、材料科学、生命科学等领域中得到广泛应用，为科学
家提供了重要的实验工具。
长脉冲激光器的研究
激光和激光技术在生产生活中具有极其重要的作用,从世界上第一台激光器发明至今,固体激光器件及技术迅速发展。
目前产生激光的工作物质达数百种,激光器输出的能量和功率都有了很大的进步[1]。
1 激光器实验装置简介（1）工作物质。
本实验选用的是YAG激光棒,为了获得更高的单程增益,降低阈值和减小发散角,激光棒可选用稍长些,为了泵浦均匀和得到较高散热性能,激光棒可做得细些。
一般情况下棒的长度与直径的比在10:1～20:1之间选取为宜。
(2)光学谐振腔。
光学谐振腔是构成固体激光器的核心部分,不同类型的腔型结构,对激光输出的特性,诸如功率、模式、光束发散角等都有直接的影响[4]。
该研究者选用平-凹腔,平凹腔具有结构简单,损耗低,易于调整等优点,是一种使用十分普遍的谐振腔。
(3)泵浦源系统。
泵浦源系统的作用是为工作物质达到粒子数反转分布提供必要的能量,并控制激光器按使用要求正常运转。
它主要由泵浦光源、聚光腔和电气系统组成。
在长脉冲Nd:YAG激光器中采用的是脉宽可调的泵浦电源,调节范围由1ms到20ms。
常用的泵浦光源有弧光放电灯、He-Ne激光器、半导体激光器等。
其中氙灯和氪灯不仅辐射强度和辐射效率高,而且具有较宽的发射谱带,并与Nd3+:YAG等的吸收谱有较好的匹配,所以被普遍使用。
该实验选用的是氪灯。
泵浦灯是由灯管、充入的气体和电极所构成。
灯管是由耐高温、机械性能和透光性能好的石英玻璃制作的。
如果在石英玻璃中掺入适量的铈,还可以吸收小于0.30μm 的紫外光,并能产生0.40～0.60μm荧光,既可大大减小工作物质的热效应,又可提高泵浦效率。
2 实验结果与分析调整好激光器后,在电源电容为22500μA,工作电压为280v、300v、320v下,通过调节泵浦电源改变脉宽,实验测出脉宽为1ms、2ms、3ms、4ms时的各输出能量和输出波形图,然后进行比较,结果如下:(1)脉宽-能量对应值。
(2)下图分别为在工作电压为300V下,脉宽4ms时的脉冲波形图,此时示波器显示的激光脉冲波形如下。
连续激光和脉冲激光的区别
连续激光顾名思义，激光输出时间上时连续的，脉冲激光的输出是不连续的，
商用的最短能到几飞秒的量级吧，所以脉冲激光常用于测量超快的物理过程。
但是连续激光也有好处，经过稳频，可以得到很窄的线宽，能用于激光测距，
精细光谱。
两者峰值功率差很多，连续激光中比较好的半导体激光器能做到百W量级，
而脉冲激光现在飞秒的能做到TW的量级，脉宽越短，热作用效应越少，精细加工
中都是用脉冲激光较多。
峰值功率=单脉冲能量/脉冲宽度；平均功率=单脉冲能量*重复频率
激光的脉宽是对脉冲激光器或准连续的激光器而言的，简单说可以理解为每次发射的一个激光脉冲的作用时间或一个激光脉冲的持续时间。
重复频率是每秒中激光器发射的脉冲数，如10Hz就是指一秒钟发射10个激光脉冲。
但是每个激光脉冲的脉宽就因不同激光器而不同，是纳秒级的还是微妙级的还是毫秒级的。
就像上面朋友说的，有如下关系，峰值功率=单脉冲能量/脉冲宽度；平均功率=单脉冲能量*重复频率。
激光线宽是表征激光单色性的，线宽越窄，激光单色性越好！。
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声光调Q开关时间一般小于光脉冲建立时间，属快开关类型。
由于开关的调制电压只需100多伏，所以可用于低增益的连续激 光器，可获得峰值功率几百千瓦、脉宽约为几十纳秒的高重复率巨 脉冲。 但声光开关对高能量激光器的开关能力差，不宜用于高能调Q激 光器。
722-3
第七章 脉冲激光理论
7.1 Q-调制技术
随着激光工作物质中反转集居数的积累，放大的自发辐射逐渐增加， 当光强与饱和吸收体的 I‘s 可比拟时，吸收系数显著减少。当这一过 程发展到一定程度时，单程增益等于单程损耗，激光器开始起振。 随着激光强度增加，饱和吸收体的吸收系数又继续下降，而这又促 使激光更迅速地增加，于是产生了受激辐射不断增长的雪崩过程。 当激光光强增加至可与增益介质的饱和光强可比拟时，增益系数显 著下降，最终导致激光熄灭。
721-1
第七章 脉冲激光理论
7.1 Q-调制技术
激光原理
陈历学 2011年2月
电光调Q激光器如图8-25~所示。 未加电场前晶体的折射率主轴 x,y,z 。 沿晶体光轴方向 z 施加一外电场 E ，由于普克尔效应，主轴变为 x‘,y’,z‘。 令光束沿 z 轴方向传播，经偏振器后变为平行于 x 轴的线偏振光， 入射到晶体表面时分解为等幅的 x‘ 和 y‘ 方向的偏振光；在晶体中二 者具有不同的折射率 和 。
【布喇格衍射】 现象：透射光束分裂为 0级与+1级或-1级衍射 光，+1级或-1级衍射光 与声波波面的夹角亦为 ，如图8-26~所示。
722-1
第七章 脉冲激光理论
7.1 Q-调制技术
激光原理
陈历学 2011年2月
布喇格衍射条件 当声波频率较高， 声光作用长度 d 足够大 入射光波与声波波面的夹角满足 光强比：一级衍射光光强 I1 (或 I-1 )与入 射光光强 Ii 之比为 经长度为 d 的位相光栅后光 波相位变化的幅度 声波波长 光波波长
p68
7.1 Q调制原理 我们在分析脉冲激光器输出尖峰序列的原因时已指出，在泵浦激 励过程中，当工作物质中反转集居数密度 n 增加到阈值时就产生 激光。
当 n 超过 nt 时，随着受激辐射的增强，上能级粒子数大量消 耗，反转集居数 n 迅速下降，直到 n 低于阈值 nt 时，激光振 荡迅速衰减。
723-2 第七章 脉冲激光理论 7.1 Q-调制技术 激光原理 陈历学 2011年2月
由上述巨脉冲发展过程可知，用作被动Q开关的饱和吸收体 应具备下列特性： (a) 吸收峰中心波长应与激光器激光波长吻合；
(b) 饱和光强 I‘s 要适当。
I‘s 小于增益介质的饱和光强 Is，是巨脉冲产生的必要条件， I’s 太大还会因Q开关速度太慢而严重影响调Q效果。
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第七章 脉冲激光理论
7.1Q-调制激光器基本原理
激光原理
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7.1Q-调制激光器基本原理
激光原理
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7.1.3. 巨脉冲的能量
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激光原理
陈历学 2011年2月
7.2.3被动调Q技术 在谐振腔中设置一饱和吸收体，利用其饱和吸收效应可以控制 谐振腔的损耗。 理论上，可近似地把饱和吸收体看成是两能级系统，利用稳态 二能级速率方程，按由速率方程求增益系数的类似过程，可求出中 心频率处的吸收系数
简并度相等的二能级系统的饱和光强
第七章 脉冲激光理论
7.1Q-调制激光器基本原理
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7.1Q-调制激光器基本原理
激光原理
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7.1Q-调制激光器基本原理
激光原理
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7.1.4. 巨脉冲的时间特性
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第七章 脉冲激光基础
7.1Q-调制激光器基本原理
1 Q调制原理 .2. 调Q激光器的峰值功率； 3. 巨脉冲的能量； 7.1.4. 巨脉冲的时间特性
获得高衍射效率的方法：提高超声驱动功率！
722-2 第七章 脉冲激光理论 7.1 Q-调制技术 激光原理 陈历学 2011年2月
当声光Q开关由一块对激光波长透明的声光介质及换能器组成， 常用的声光介质有熔融石英、钼酸铅及重火石玻璃等。 声光介质表面粘接有铌酸锂、石英等压电材料薄片制成的换能器， 换能器的作用是将高频信号转换为超声波。 声光开关置于激光器中，在超声场作用下发生衍射，由于一级衍 射光偏离谐振腔而导致损耗增加，从而使激光振荡难以形成，激光 高能级大量积累粒子。若这时突然撤除超声场，则衍射效应即刻消 失，谐振腔损耗突然下降，激光巨脉冲遂即形成。
然后泵浦的抽运又使上能级逐渐积累粒子而形成第二个激光尖峰。 如此不断重复，便产生一系列小的尖峰脉冲。 由于每个激光脉冲都是在阈值附近产生的，所以输出脉冲的峰值 功率较低，一般为几十千瓦数量级。
增大输入能量时，只能使尖峰脉冲的数目增多，而不能有效地提 高峰值功率水平。同时，激光输出的时间特性也很差。
7.2 Q-调制技术
1 电光调Q技术； 2.声光调Q技术；3.被动调Q技术; 4.腔倒空技术
7.3 激光器锁模技术
1 激光锁模原理; 2. 振幅调制主动锁模; 3. 相位调制主动锁模; 4.均匀加宽激光器主动锁模自洽 理论; 5. 被动锁模
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7.2. Q调制技术 凡能使谐振腔损耗发生突变的元件都能用作Q开关。 常用调Q方法有转镜调Q、电光调Q、声光调Q与饱和吸收调Q等。 前三种方法中谐振腔损耗由外部驱动源控制，称为主动调Q。后 一种方法中，谐振腔损耗取决于腔内激光光强，因此称为被动调Q。 转镜调Q是最早发展的一种调Q方法，但目前已很少使用。本书仅 简要介绍其余三种调Q方法。
711-4 第七章 脉冲激光理论
7.1Q-调制激光器基本原理
激光原理
陈历学 27.1Q-调制激光器基本原理
激光原理
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7.1.2. 调Q激光器的峰值功率
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第七章 脉冲激光理论
7.1Q-调制激光器基本原理
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由吸收系数方程可见，吸收系数随光强的增加而减少，当光强很大 时，吸收系数为零，入射光几乎全部透过。 饱和吸收体的透过率随光强的变化如图8-26b~所示。
723-1 第七章 脉冲激光理论 7.1 Q-调制技术 激光原理 陈历学 2011年2月
染料盒透过率随光强变化曲线 将饱和吸收体放在 谐振腔中，泵浦过程 开始时，由于其吸收 系数大，谐振腔损耗 很大，激光器不能起 振。
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第七章 脉冲激光理论
7.1Q-调制激光器基本原理
激光原理
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为了得到高的峰值功率和窄的单个脉冲，采用了Q调制技术.
Q调制的基本原理是通过某种方法使谐振腔的损耗 (或Q值)按 照规定的程序变化，在泵浦激励刚开始时，先使光腔具有高损耗 H，激光器由于阈值高而不能产生激光振荡，于是亚稳态上的粒 子数便可以积累到较高的水平。 然后在适当的时刻，使腔的损耗突然降低到 ，阈值也随之突 然降低，此时反转集居数大大超过阈值，受激辐射极为迅速地增 强。 于是, 在极短时间内，上能级储存的大部分粒子的能量转变为 激光能量，在输出端有一个强的激光巨脉冲输出。
第七章 脉冲激光理论
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7.1 Q-调制技术
激光原理
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7.2.1 电光调Q技术 【电光效应】
某些晶体在外加电场作用下，其折射率发生变化，使通过晶体的 不同偏振方向的光之间产生位相差，从而使光的偏振状态发生变化 的现象称为电光效应。
电光晶体中折射率的变化和电场成正比的效应称为普克尔效应， 折射率的变化和电场强度平方成正比的效应称为克尔效应。 电光调Q就是利用晶体的普克尔效应来实现Q突变的方法。 现以最常用的电光晶体之一的磷酸二氘钾 (KD*P) 晶体为例说明其 调Q原理。
721-2 第七章 脉冲激光理论 7.1 Q-调制技术 激光原理 陈历学 2011年2月
经过晶体长度 d 距离后，二偏振分量产生了相位差：
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第七章 脉冲激光理论
7.1 Q-调制技术
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当 =/2 时，所需电压称作四分之一波电压，记作V/4。
图8-25 中电光晶体上施以电压 V/4 时，从偏振器出射的线偏振光 经电光晶体后，沿 x‘ 和 y’ 方向的偏振分量产生了 /2 位相延迟， 经全反射镜反射后再次通过电光晶体后又将产生 =/2 延迟，合成 后虽仍是线偏振光，但偏振方向垂直于偏振器的偏振方向，因此不 能通过偏振器。 这种情况下谐振腔的损耗很大，处于低Q值状态，激光器不能振 荡，激光上能级不断积累粒子。 如果在某一时刻，突然撤去电光晶体两端的电压，则谐振腔突变 至低损耗、高Q值状态，于是形成巨脉冲激光。