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固体激光倍频、调Q实验

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声光调Q 倍频Y A G 激光器实验 声光调制器由石英晶体、铌酸锂 或重火石玻璃作为声光介质,通过压电晶体电声转换器将超声波耦合,在声光介质中产生超声波光栅,介质的折射率被周期性调制形成折射率体光栅。在腔内采用该技术,可将连续的 1064nm 基频光变换成 10KHz 的高重复率脉冲激光,由于具有重复频率和峰值功率高的特点,可获得高平均功率的倍频绿光输出。 【实验目的】 (1)掌握声光调Q 连续激光器及其倍频的工作原理; (2)学习声光调Q 倍频激光器的调整方法; (3)了解声光调Q 固体激光器的静态和动态特性,并掌握测试方法; (4)学习倍频激光器的调整方法。【实验原理】 【实验原理】 声光调Q 倍频连续 YAG 激光器的工作原理 (1) 声光调Q 基本原理: 图1 声光调制器工作原理 声光调制器是由石英晶体、铌酸锂、或重火石玻璃做为声光介质,通过电声换能器(压电晶体)将超声波耦合进去,在声光介质中产生超声波光栅。超声波光栅将介质的折射率进行周期性调制,从而进一步形成折射率体光栅。如图1 所示。光栅公式如下式 (1) 式(1)中, 是声光介质中的超声波波长, 为 布 拉 格 衍 射角, 为入射光波波长,n 为声光介质的折射率。当入射光以布拉格角入射时,出射光将被介质中的体光栅衍射到一级衍射最大方向上。利用声光介质的这种性质,可以对激光谐振腔内的光束方向进行调制。当加入声光调制信号时,光束偏转出腔外,不能在腔内形成振荡,即此时为高损耗腔。在此期间泵浦灯注入给激活介质(激光晶体)的能量储存在激光上能级,形成高反转粒子数。当去掉声光调制信号 时,光束不被偏转,在腔内往返,形成激光振荡。由于前面积累的高反转粒子数远远超过激光阈值,所以瞬时形成脉冲激光输出,从而形成窄脉宽、高能量的激光脉冲。声光调 Q 激光器工作在几千周到几十千周的调制频率下,所以可以获得高重复率、高平均功率的激光输出。(2)倍频器件工作原理: 图 2 倍频晶体折射率椭球及通光方向示意图 由于晶体中存在色散现象,所以在倍频晶体中的通光方向上,基频光与倍频光所经历的折射率与是不同的。图 3 给出了一个单轴晶体的色散及 1064nm 倍频匹配点的折射率关系曲线。图 3 中的实线代表了寻常光的折射率,点划线代表了非常光的折射率,中间的点线则代表了非常光在改变入射光角度时得到的折射率。由图中可以看出,当改变晶体中入射光的角度,中间的非常光折射率曲线随之变...

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