YAG激光器调Q实验---大连民族大学.ppt

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1、实验目的实验目的了解利用晶体线性电光效应实现激光调了解利用晶体线性电光效应实现激光调Q Q的原理；的原理；熟悉主动和被动调熟悉主动和被动调Q Q技术技术 ；了解电光晶体的开关效率和延迟特性了解电光晶体的开关效率和延迟特性 。掌握调掌握调Q Q激光器输出能量、脉冲宽度的测量方法激光器输出能量、脉冲宽度的测量方法 实验原理实验原理 调调Q Q技术是获得短脉冲高峰值功率激光输出的重要方法。技术是获得短脉冲高峰值功率激光输出的重要方法。 激光器的激光器的Q Q值又称品质因数，表征激光谐振腔的腔内损耗的参数值又称品质因数，表征激光谐振腔的腔内损耗的参数 002=2nLQ腔内贮存的激光能量每秒钟损耗的激光

2、能量损耗率 如果我们设法在泵浦开始时使谐振腔内的损耗增大，即提高振荡如果我们设法在泵浦开始时使谐振腔内的损耗增大，即提高振荡阈值，使振荡不能形成，激光工作物质上能级的粒子数大量积累。阈值，使振荡不能形成，激光工作物质上能级的粒子数大量积累。当积累到最大值，突然使腔内损耗变小，当积累到最大值，突然使腔内损耗变小，Q Q值突增。这时腔内会值突增。这时腔内会像雪崩一样以极快的速度建立起极强振荡，在短时间内反转粒子像雪崩一样以极快的速度建立起极强振荡，在短时间内反转粒子数大量被消耗，转变为腔内的光能量，并在输出镜端输出一个极数大量被消耗，转变为腔内的光能量，并在输出镜端输出一个极强的激光脉冲，其脉宽窄

3、，峰值功率高，这种光脉冲称为巨脉冲。强的激光脉冲，其脉宽窄，峰值功率高，这种光脉冲称为巨脉冲。 这种产生巨脉冲的技术被称为调这种产生巨脉冲的技术被称为调Q Q技术，也称为技术，也称为Q Q开关技术。开关技术。 利用利用KDPKDP晶体的一次电光效应。晶体的一次电光效应。+-ab36302on r U对本实验采用的对本实验采用的KDPKDP晶体，当晶体，当U=3800VU=3800V时，时，= =/2/2光往返一次，光往返一次， = =，相当于半波片。，相当于半波片。偏振方向旋转偏振方向旋转2 2=90=900 0，光有去无回，即，光有去无回，即“关门关门”。关门状态时，损耗增大，阈值提高，关门

4、状态时，损耗增大，阈值提高，Q Q值减小。值减小。振荡不能形成，能级的粒子数大量积累。振荡不能形成，能级的粒子数大量积累。a ab b045关门实验时，按下开关，开门变关门。关门实验时，按下开关，开门变关门。调调Q Q实验时，按下快门，关门变开门。产实验时，按下快门，关门变开门。产生巨脉冲。生巨脉冲。条件：偏振方向与条件：偏振方向与a a或或b b夹角为夹角为4545度。度。做关门实验，使激光输出能做关门实验，使激光输出能量最小。量最小。实验仪器实验仪器YAGYAG晶体晶体前腔镜和后腔镜前腔镜和后腔镜激光电源：（含电源、激光电源：（含电源、Q Q开关、手动快门）开关、手动快门）水箱水箱导轨、滑

5、块和支架导轨、滑块和支架辅助激光器辅助激光器能量计能量计光阑光阑起偏器起偏器KDPKDP晶体（晶体（Q Q开关）开关）KDPM1YAGBQM2水冷系统电源和控制系统光阑准直激光器KDP: 倍频晶体（或KTP）M1:输出镜（输出透过率T=80%）YAG:闪光灯、聚光腔和YAG棒组件B:布氏角偏振片Q:调Q晶体（布氏角偏振片与调Q晶体组成调Q单元）M2:全反射镜（M1和M2组成激光谐振腔）实验内容实验内容做激光调腔实验，使输出地静态激光最强。做激光调腔实验，使输出地静态激光最强。将偏振片插入光路。再插入将偏振片插入光路。再插入Q Q开关，调整开关，调整Q Q开关的俯仰，使开关的俯仰，使Q Q开关的

6、开关的反射像与激光晶体的反射像重合。反射像与激光晶体的反射像重合。 微调两块谐振腔片，使激光器静态激光输出最强。微调两块谐振腔片，使激光器静态激光输出最强。 将电源改到关门状态（将电源改到关门状态（HV)HV)进行关门实验。转动进行关门实验。转动Q Q开关使最小。开关使最小。将电源改到调将电源改到调Q Q状态，按快门，输出巨脉冲激光。用胶片接受光斑，状态，按快门，输出巨脉冲激光。用胶片接受光斑，与静态激光光斑比较与静态激光光斑比较 。用能量计测量巨脉冲，微调两块谐振腔片用能量计测量巨脉冲，微调两块谐振腔片 ，使巨脉冲激光最强。改变电压，分别测量几组静、动态输出能量，并填入改变电压，分别测量几组

7、静、动态输出能量，并填入P26P26表表1 1。被动调被动调Q Q技术自己先对照指导书去做。技术自己先对照指导书去做。关机顺序为：先把手动开关断开，关掉预燃，最后关电钥匙。关机顺序为：先把手动开关断开，关掉预燃，最后关电钥匙。 注意事项注意事项本实验输出的激光为高峰值功率脉冲激光，做本实验前必须佩本实验输出的激光为高峰值功率脉冲激光，做本实验前必须佩戴防护戴防护1064nm1064nm激光的防护眼镜。激光的防护眼镜。任何情况下严禁直视激光光路或直视激光器的反射光路，以免任何情况下严禁直视激光光路或直视激光器的反射光路，以免激光损伤人眼。激光损伤人眼。严禁用手直接触摸氙灯电极以及激光电源的输出线，以免触及严禁用手直接触摸氙灯电极以及激光电源的输出线，以免触及高压放电回路造成人身伤害。高压放电回路造成人身伤害。用光电探测器接收激光脉冲时，应多次衰减至极为微弱，以免用光电探测器接收激光脉冲时，应多次衰减至极为微弱，以免打坏探测器。打坏探测器。