文档介绍：YAG激光器声光调Q及其参数测量电子科学与技术101班 唐衣可俊20100310391、实验原理声光调Q是利用光的衍射效应实现调Q的。利用光的衍射现象,使光束偏离,达到声光调Q的目的。一束光通过由声控的相位光栅时,就会发生衍射,这就是声光效应。在激光器的光学谐振腔中,放入一个声光调制器,当有超声场作用在调制器上时,由于声光效应,激光束就会发生衍射,偏离谐振腔,从而使激光停止振荡。当超声波消失后,损耗消失,形成振荡,产生巨脉冲输出,完成超声调Q作用。图4-1 布拉格衍射在激光器中采用声光调Q技术,主要是利用布拉格衍射型。因为当超声波的功率足够时,这种衍射可使入射光全部转移到+1或-1级上,且有较高的转换效率。布拉格衍射现象见图4-1。在采取布拉格衍射时,入射角称为布拉格角,其满足下式:(4-2)式中:为光在介质中的波长,为声波波长,声波波数,为入射光波波数。声光调Q中的调制元件是一个由布拉格衍射型的声光调制器,图4-2是调制盒的结构示意图。调制盒共有四部分组成,第一部分是高频驱动源;第二部分是超声波换能器,在这里将电信号变为超声波;第三部分是声光介质,声场与光场在这里发生相互作用;第四部分是吸声器。图4-2 声光调Q盒结构示意图超声波的产生有多种方法,如机械振动、气流振动、液体高逆流动以及电振动等。而激光器用的超声波发生器大都采用高频电信号发生器,也很容易人工控制、产生或消失,而且具有很短的滞后时间,这是调Q所必须的。图4-4 声光调Q装置图图4-4是声光调Q装置图。在连续YAG激光器的光学谐振腔内放有声光调制盒和光阑,光阑的通光孔径为2~3mm可调,其作用是限制多模,且使光束全部通过声光作用区。光学谐振腔一端为全反镜,另一端是透过率T为5%的左右的输出镜。低透过率是为了使激光器有低的阈值。激光晶体选用为5×70mm的YAG晶体。要求激光晶体有低的阈值,高的转换效率,晶体棒的两端要修磨成几个负光圈,减少热效应引起的输出功率下降。谐振腔采用单椭圆镀金金属腔。泵浦灯采用为5×60mm的高压氪灯。声光换能器用厚为的石英片,为声波频率。在本实验中,采用超声频率为40MHz,因而厚度C=。整个换能器尺寸为50×5×。声光介质选用石英,,由布拉格条件,则选L=48mm。H选为5mm,布拉格角,声光介质结构及尺寸见图4-5所示。图4-5 声光介质结构几尺寸图超声源采用输出功率约为20W,频率为40MHz,而调制频率为1-5kHZ内变化的电子管高频信号发生器。He-Ne激光器及供电电源是用来调整YAG激光器的光路。He-Ne激光器输出功率1mW,且用小孔限制其光斑。2、(1)打开冷却水开关。(2)打开激光电源总开关。(3)调节电流到8A。,测量调Q前输出功率。,取平均值。,并绘出。,改变超声波频率,-5KHz,,,记录测量结果。,改变电流,从7-10A,,记录测量结果。处理实验数据,分析总结。3、数据记录Part1:调Q前功率:(W)平均值(W)