激光技术总结讲解

mp 1

(2)强度调制方法

电光调制：利用晶体的电光效应和偏光的干涉原理使Ｉ——Ｖ变化


调制信号 V n I 变 实现光强调制
一般情况下，Ｉ和Ｖ不是线性关系。
1 1 V I I0 sin 2 I 0 (1 cos ) I 0 (1 cos ) 2 2 2 V

喇曼奈斯衍射—— I 0 , I1 , I 1多级光 平面相位光栅
2 Im Jm ( )
sin m
i s
l
s2 i

布拉格衍射
i 2s
I0

I 0 I i cos
2
2

2
2
空间相位光栅
I1

调制效率
s2 l (3 ~ 4) i I1 L 2 sin M 2 Ps Ii 2 H

只有在V=V 处近似线性，选择工作点，加 1 波片 4 2
1 V I I 0 [1 sin( )] 2 V

半波电压： 信号弱时：线性关系
V


在调制信号比较强时
Vm Vm I 1 [1 2 J1 ( )sin mt 2 J 3 ( )sin 3mt ] I0 2 V V

（3）开关效率
动态能量 静态能量


（4）开关时间
二、实现调Q的方法 电光晶体调Q (1)反射式Q开关原理，利用晶体的电光效应，在晶体上加一 阶跃式电压，改变Q值。 带偏振器的Q开关，KDP纵向运用，LN的横向运用，YAGV , 线偏振光。 4 (2)透射式Q开关，三阶段：a.粒子积累，b.激光产生，c.激 光输出。

光通过晶体时得到一附加相位，根据电光效应，附加相位按 调制信号的规律变化—只能有一束偏振光通过晶体 ＫＤＰ纵向运用，ｚ向加电场，ｙ＇偏振，ｘ＇方向通光 相位调制的频谱发生变化，出现边频


c ,c m ,c 2m

第二章小结 一.调Q技术的基本概念和基本理论 1.调Q 的目的，Q的物理意义，如何实现调Q 一.调Q技术的基本概念和基本理论
I1 I i sin I i sin 2 2

L M 2 Ps H


调制信号 Ps S0 n0 v I m

相位调制 利用调制信号去改变激光的相位，使激光相位按调制信
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
号的规律变化。 e(t ) Ac (cos ct m sin mt )
d (n i ) dt
，积累 n 阶段

两个阶段。 a.第一阶 max
Q低

目的：使氙灯能量转成工作物质的能量（即粒子从基态激发 到高能态粒子后具有的能量）--延迟时间。

d n 2n1W p dt

b.第二阶段
min Qmax ，激光形成和输出

过程短，忽略自发辐射和泵浦： d n 2n i dt d (n i ) dt

假定染料是二能级系统。 (2) 染料Q开关激光器 第一阶段 ：粒子积累: 初始阶段荧光弱，染料吸收率下降慢，损耗在下降

n( x, t ) n n0 sin(ks x st )
n( x, t ) n n0 cos ks x sin st
设计：换能器：厚度：
尺寸
fs
行波折射率变化频率 fs 驻波 折射率变化频率2 f s
结构：换能器、声光介质、吸收器（行波）、反射器（驻波）
2880 千赫 d


声光介质：光波的衍射类型
Ps k 2 p
( x, t )


声光介质
声光效应
0

入射光
弹性应变 ( x, t ) n( x, t )
衍射光强相应地
正弦相位光栅
2n0 L 改变S 衍射光 V
变化（强度调制）

激光技术总结
2007.11
第一章激光调制与偏转技术
一、基本概念

1.激光调制：利用要传递的信息作为调制讯号去改变激
参数：振幅、强度、相位、频率等。
光的某一参数，使其参数按调制信号的规律变化的过程。


2.强度调制
(1).定义：利用调制信号去改变激光强度，使光强按调制 信号的规律变化。
I (t ) I0 (1 m p sin mt ) cos 2 ct 2


调Q的目的：压缩脉冲宽度，提高峰值功率
Q～描述腔质量的品质因数
W nL Q 2 v0 2 v0 2 v0 c dW / dt c


2.基本理论
（1）利用速率方程分析调Q的过程 速率方程
d n 2( nW 1 p n2 s n i ) dt
含有高次谐波成分——为防此失真，消除高次谐波。
m Vm V 1 m V 2 V
2

综合考虑以上因素，选
Vm
V
在 ~ 之间 10 2

ＫＤＰ纵向运用


ＬＮ横向运用，ｙ（ｘ）加场——ｚ向通光
声光调制 1.声光效应：当光在建立起超生场的介质中传播时，由于光 弹效应，光被介质中的超声波衍射或散射的现象。 超声波的传播



2.声光调Q
P 利用布拉格衍射，行波，如加一阶跃式声功率，
' s


2
2M 2 L H
，使
I1 I 0 sin 2 2
当 是第一阶段， 0 是第二阶段 3. 可饱和吸收体调Q

(1) 染料可饱和吸收特性

染料吸收率是光强的函数，初时的吸收率很大，光强增 大，吸收率减少，吸收率为0，染料饱和。
n 要求 nt

比值大

（2）峰值功率和脉冲宽度
1 P hvmax 0 2
nt n0 n0 1 1 ( n n n ln ) n ( 1 ln ) 0 t t t max 2 n0 2 nt nt nc d n ' t nr n n ' n ' n ' ( 0 ln ) nt nt n0