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聲光Q開關的調Q晶體技術是什么?

  聲光Q開關是在激光內腔起調Q作用功能的元件,是做為一種受控的可變損耗而插入的。借助激光調Q可以使連續激光功率輸出轉化成具有高峰值功率的激光脈沖輸出,進而在激光測距、通訊、機件精細加工及醫療器械等領域獲得普遍使用。

  在常見的激光打標中,聲光Q開關運用了超聲波和光柱在介質中散射的相互影響的關系。光束以與在散射介質中的聲波表面成布拉格角的方向進入,根據周期變化的以聲波產生的衍射率進行衍射。

  聲光調Q是在二極管泵浦固體激光器中獲取可調制脈沖和高重復頻率的高效手段。

  調Q晶體技術就是利用某種方法使腔的Q值隨著時間按照一定的程序變化的技術。在泵浦開始的時候使腔處在低Q值狀態,即提升振蕩閾值,使振蕩無法生成,上能級的反轉粒子數就能大量積累,當積累到最高值(飽和值)時,突然使腔的損耗減小,Q值突增,激光振蕩迅速發展起來,在很短的時間內上能級的反轉粒子數被消耗,轉變為腔內的光能量,在腔的輸出端以單一脈沖形式將能量傳遞出來,于是便獲得峰值功率很高的巨脈沖激光輸出。

  聲光調Q晶體過程中,Q開關在激光器中引入兩類閾值:第一閾值是在聲光Q開關有高聲光衍射效率時,即諧振腔處于高損耗的狀態時的閾值;第二個閾值是聲光Q開關在打開狀態時聲光不發生衍射,即激光器輸出脈沖時的闕值。第二閾值會影響脈沖的大小、形態、脈沖的建立時間。而第一個閾值須保證在Q開關打開之前,諧振腔內的振蕩光不起振。在特定泵浦條件下對于聲光Q開關來說,聲光衍射的效率只要大于某個最小值就可以獲得符合條件的第一閾值。在第一閾值的條件下,使得激光晶體的上能級粒子數積累到一定程度,此時打開聲光調Q晶體開關激光脈沖便會開始振蕩。

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