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聲光Q開關(guān)的調(diào)Q晶體技術(shù)是什么?

新聞 / 2022年10月17日

　　聲光Q開關(guān)是在激光內(nèi)腔起調(diào)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(diào)Q可以使連續(xù)激光功率輸出轉(zhuǎn)化成具有高峰值功率的激光脈沖輸出，進(jìn)而在激光測距、通訊、機(jī)件精細(xì)加工及醫(yī)療器械等領(lǐng)域獲得普遍使用。

　　在常見的激光打標(biāo)中，聲光Q開關(guān)運(yùn)用了超聲波和光柱在介質(zhì)中散射的相互影響的關(guān)系。光束以與在散射介質(zhì)中的聲波表面成布拉格角的方向進(jìn)入，根據(jù)周期變化的以聲波產(chǎn)生的衍射率進(jìn)行衍射。

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

　　調(diào)Q晶體技術(shù)就是利用某種方法使腔的Q值隨著時(shí)間按照一定的程序變化的技術(shù)。在泵浦開始的時(shí)候使腔處在低Q值狀態(tài)，即提升振蕩閾值，使振蕩無法生成，上能級(jí)的反轉(zhuǎn)粒子數(shù)就能大量積累，當(dāng)積累到最高值(飽和值)時(shí)，突然使腔的損耗減小，Q值突增，激光振蕩迅速發(fā)展起來，在很短的時(shí)間內(nèi)上能級(jí)的反轉(zhuǎn)粒子數(shù)被消耗，轉(zhuǎn)變?yōu)榍粌?nèi)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(diào)Q晶體過程中，Q開關(guān)在激光器中引入兩類閾值：第一閾值是在聲光Q開關(guān)有高聲光衍射效率時(shí)，即諧振腔處于高損耗的狀態(tài)時(shí)的閾值;第二個(gè)閾值是聲光Q開關(guān)在打開狀態(tài)時(shí)聲光不發(fā)生衍射，即激光器輸出脈沖時(shí)的闕值。第二閾值會(huì)影響脈沖的大小、形態(tài)、脈沖的建立時(shí)間。而第一個(gè)閾值須保證在Q開關(guān)打開之前，諧振腔內(nèi)的振蕩光不起振。在特定泵浦條件下對(duì)于聲光Q開關(guān)來說，聲光衍射的效率只要大于某個(gè)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(jí)粒子數(shù)積累到一定程度，此時(shí)打開聲光調(diào)Q晶體開關(guān)激光脈沖便會(huì)開始振蕩。

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