調Q脈沖YAG激光器課件

調Q脈沖YAG激光器天文與應用物理系Email:2006年下半年實驗技術講座------電光調Q激光原理怎樣實現粒子數反轉？常見的有三能級系統(tǒng)和四能級系統(tǒng)Dec.8,2006Nd3+的有關能級Nd3+的有關能級E1E2E3E40.81μm0.75μm1.064μm4I9/24I11/24F3/24F7/24F5/2怎樣獲得穩(wěn)定的激光輸出？Dec.8,2006工作物質pump綠光紅外光怎樣獲得窄脈沖輸出？Dec.8,2006電光效應介質中由于外加電場引起折射率變化的現象n0是E趨于零時的折射率，aE是一次項，由該項引起的折射率變化稱為線性電光效應或Pockels效應由二次項引起的折射率變化稱為二次電光效應或Kerr效應Dec.8,2006引入逆介電張量Bij，折射率橢球可表示成Bijxixj=1線性電光效應可表示成逆介電張量寫成單下標形式ΔBi=γijEjDec.8,2006縱向運用晶體時，電場可表示為Dec.8,2006晶體上沒有電場作用時，折射率橢球方程其中加縱向電場后Dec.8,2006新折射率橢球方程采用如下的坐標變換，將折射率橢球主軸化經計算可得，當α=±45o時，折射率橢球中的交叉項消除。Dec.8,2006相位差為取Φ=π/2，得到電壓值這相當于光波行進λ/4距離后應有的相位變化，上式所決定的電壓稱為λ/4電壓。Dec.8,2006若在KD*P晶體上沿z軸方向加上λ/4電壓，則垂直偏振光一次經過晶體后其偏振方向旋轉45°，兩次經過晶體，偏振方向旋轉90°。此時光束不能通過偏振片，相當于Q開關閉合，激光器的輸出光強為零。工作物質pump調Q開關Dec.8,2006λ/4電壓為多少？文獻[1]給出的0.55mKD*Pλ/2電壓~3.85kV;(ref)文獻[3]給出的1.06mKD*Pλ/4電壓為約3.4kV；文獻[4]中給的KD*P的λ/4電壓，λ=1.06m時在5~6kV之間；文獻[5]給出的1.06mKD*Pλ/4電壓在3~4kV。測量表明，我們使用的激光器四分之一波電壓在4.2~4.8kV。（見數據部分）Dec.8,2006實驗裝置工作物質pump電光開關工作物質pumpEnergyMeterDec.8,2006四分之一波電壓的測量從圖中可以看出λ/4電壓可能在4.6kV附近；從數量級上看，與文獻中給的結果符合的較好Pump1:~0.75kVPump2:0kVDelay:2.06(a.u.)Dec.8,2006退高壓最佳延遲的測量Pump1:~0.75kVPump2:0kVQ-voltage:3.29kVDec.8,2006高輸出激光的獲得Pump1:~0.75kVQvoltage:4.00kVDelay:2.06Dec.8,2006怎樣提高單脈沖的輸出能量（1）調Q高壓接近四分之一波電壓（2）取最佳延遲（3）加二級放大，并適當的調節(jié)本振級和放大級的泵浦電壓。為什么不是等于四分之一波電壓？Dec.8,2006新開實驗所要傳達的幾層意思（1）認識、了解、并學會調節(jié)激光器（2）多個物理量對感興趣的物理量都有影響時，要設法控制他們的影響，使得每次只有一個因素起主導作用，研究單個變量對因變量的影響。（