声光脉冲调制器
acousto-optic pulse modulator
网络释义 ... acousto-optic modulator:
声光调制器 acousto-optic pulse modulator:
声光脉冲调制器 Laser spectroscopy using acousto-optic modulator:
周哲仲 ...
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声光脉冲调制器
acousto-optic pulse modulator
以上来源于：《新汉英大辞典》
在发送端利用声光调制器将外置激光器的连续激光分割成周期光脉冲序列，并作为同步光信号发送给接收端。
In transmitter, continuous signal of an external laser is modulated into a light pulse sequence by using an acoustooptic modulator.
声光调制器将光源调制成窄脉冲，并由高增益光纤放大器放大，产生高功率光脉冲信号，提高了自发面里渊散射信号的强度。
The light from LD was modulated by an AOM and amplified by a high gain EDFA to generate high power light pulse. Thus a high intensity spontaneous Brillouin scattering was achieved.
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感谢您的反馈，我们会尽快进行适当修改！第37卷　第12期华　中　科　技　大　学　学　报(自然科学版)
()Vol.37No.12　Dec.　2009
脉冲调制连续YAG激光器调Q特性研究
王海林　朱　晓　马新敏　郭泽俊
(华中科技大学光电子科学与工程学院,湖北武汉430074)
摘要:在不提高灯注入功率的情况下,对连续灯泵浦Nd∶YAG调Q激光器的电流进行脉冲调制,并利用电流脉冲的下降沿触发Q开关,研究在此电流脉冲调制下的调Q激光器的输出功率、脉宽及峰值功率.当调制脉冲电流峰值为25A,频率为1kHz时,调Q激光器的平均输出功率为24.9W,脉宽为270ns,峰值功率达到92kW,是不进行脉冲调制连续泵浦的调Q激光器的2.8倍,对铝、1mm以上.
关　键　词:固体激光器;脉冲调制;调Q;峰值功率;中图分类号:TN248　　2CWYAGlaserswithpulsemodulation
WangHailin　ZhuXiao　MaXinmin　GuoZejun
(CollegeofOptoelectronicsScienceandEngineering,HuazhongUniversity
ofScienceandTechnology,Wuhan430074)
Abstract:TheoutputcharacteristicsofaQ2switchedcontinuouswave(CW)Nd∶YAGlaserwithpulsemodulationtothepumpingcurrentwerestudied,includingtheoutputpower,pulsewidthandpeakpower.Under25Apeakcurrentand1kHzpulsemodulation,theaverageoutputpoweroftheQ2switchedlaseris24.9Wwithpulsewidthof270ns.Thepeakpowerof92kWismore2.8timesthanthatofthelaserwithoutpulsemodulation.Experimentsresultshowthatthemaximumengravedepthismorethan1mmwiththehelpofpulsemodulation.
Keywords:Q2outputchar2
acteristic
　　和半导体泵浦相比,连续氪灯泵浦的声光调
QNd∶YAG激光器因其价格便宜,在中小功率的激光加工中得到广泛应用[1～4],特别以激光打标应用最为广泛.目前通用的灯泵浦声光调QNd∶YAG激光器最短脉宽在200ns左右,最大
调Q[6,7];二是采用多棒串接的方式[8,9];三是对自由运转的脉冲激光器进行调Q[10,11].本文采取一种简单及成本较低的方法来提高初始反转粒子数,对连续灯泵浦的声光调Q激光器的电流进行脉冲调制,在保持激光器注入功率不变的同时,激光器的调Q脉冲的峰值功率达到92kW左右,峰值功率是未进行脉冲调制时的2.8倍.脉冲调制后的调Q激光器对铝、黄铜等金属材料的标刻深度可达到1mm.
峰值功率小于30kW,打标深度小于0.2mm,这
对要求不高的普通标记来说足够了,但对某些特殊场合,要求打标深度在0.3mm以上,就需要提高激光器输出的峰值功率以满足深度标刻的要求.在谐振腔参数不变的情况下,要提高声光调Q激光器输出的峰值功率,只有提高光泵浦的抽运速率以增大初始反转粒子数[5],一般采取的方法有3种:一是提高灯的注入功率,用二维声光开关
收稿日期:.
1　实验方案
实验装置如图1所示,谐振腔为对称结构的
作者简介:王海林(19712),男,副教授,E2mail:wanghl@.
?42?　　华　中　科　技　大　学　学　报(自然科学版)　第37卷
平2平腔,全反镜与输出镜之间距离为700mm,输
出镜对1064nm激光的透过率为30%,工作物质为Nd∶YAG,掺杂浓度为1%,尺寸&4mm×130mm,泵浦灯采用进口氪灯,极间距120mm,氪灯电源为自制的脉冲调制电源,最大峰值电流为25A,调制频率为1kHz.Q开关采用英国GOOCH&HOUSEGO公司QS2724S2B型,由自制的射频电源驱动,Q开关的打开受脉冲调制电源控制,由脉冲电流的下降沿触发
上能级粒子,降低了反转粒子的利用率.
图3给出了在调Q频率为1.00kHz时激光脉冲的脉宽W,峰值功率Ppcak随泵浦电流I变化的关系.从图3可见,当调Q频率不变时,激光脉冲的宽度随着泵浦电流的增加在减小,激光峰值功率随着泵浦电流的增加而提高,在泵浦电流为18A时,脉宽为240ns,最大峰值功率为33
图1　脉冲调制连续调Q　连续泵浦固体调QYAG激光器的脉宽、峰
2.1　不同调制时的激光调Q特性
值功率与泵浦电流的关系
为了比较,首先测试了在不对灯电流进行脉
冲调制时的激光调Q动态输出特性,其中功率测量采用北京光电研究所的146型激光功率计,脉宽测量采用快速光电二极管和Tektronix300MHz数字示波器.
图4给出了泵浦电流为16A时,激光输出的峰值功率、脉宽随调Q频率变化的曲线.当泵浦电流不变时,随着调Q频率的增加,激光脉冲的宽度随之变宽,激光峰值功率则随之下降.从图3和图4可见,在高泵浦电流、低调Q频率时激光才有最大峰值功率
图2是不同调Q频率下激光的输出功率.当
泵浦电流I为18A时,
激光最大连续输出功率
图4　连续泵浦固体YAG激光器的峰值
功率、脉宽与调Q频率的关系
2.2　电流脉冲调制时的激光调Q特性
图2　连续泵浦固体YAG激光器的调Q输出特性
PCW为45W,调Q时,激光输出的平均功率Pavek
为了在不增加激光器注入功率的同时,提高激光输出的峰值功率,对连续灯泵浦的声光调Q激光器的电流进行脉冲调制,电流波形如图5所示,调制频率为1.00kHz,电流峰值为25A,最小值为10A,占空比为0.4(进一步缩小占空比会降低电流峰值),等效平均电流小于16A.Q开关由电流脉冲下降沿触发,故调Q频率与脉冲调制电流频率一样也为1kHz,有电流脉冲时,Q开关关闭,谐振腔处在高损耗状态而无激光输出,在泵浦的激励下反转粒子不断地在激光上能级上积累;电流脉冲结束时,Q开关打开,谐振腔突变到
随调Q频率的增加而增加.当调Q频率为1.00kHz时,最大平均输出功率为8W;调Q频率为2.00kHz时,最大平均输出功率为12.2W.由于调Q频率较低,此时调Q激光的动静比(调Q时的平均功率与连续功率的比值)较低,只有18%左右;即使调Q频率为2KHz时,动静比也仅为29%,这主要是因为当低调Q频率时,相邻两个脉冲的时间间隔1/f大于激光上能级寿命(Nd∶YAG为0.23ms),自发辐射消耗掉大量的激光
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革新白内障手术的飞秒激光
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该技术由位于美国加州的Perfect Lens公司发明，运用Spectra-Physics（光谱物理）的飞秒激光器改变晶体材料折射率，以对人工晶体进行术后调整，能在很大程度上改善白内障患者的术后体验。
人工晶体（透镜），（Intraocular lens, IOL），是一种植入眼内的人工透镜，用于取代天然晶状体的作用。第一枚人工晶体是由John Pike, John Holt和Hardold Ridley共同设计的。1949年11月29日，Ridley医生在伦敦St. Thomas医院为病人植入了首枚人工晶体。
新技术称为折射率整形，即在目标区域改变晶体中水凝胶（聚甲基丙烯酸羟乙酯-PHEMA）的亲水性从而导致折射率（屈光度）发生与之相反的变化，随之在晶体内部再形成一个晶体。新晶体的非球面度可在术后患者的眼睛中进行精确的调整。
此技术运用了新的相位缠绕过程，在常见的丙烯酸水凝胶晶体中，于50微米厚的薄膜内形成一个近菲涅尔透镜。在对现有模型实验时，他们能够产生5个屈光度的变化，并将人工晶体的传输函数的变化影响减到最小。
Perfect Lens系统使用一个红外飞秒激光器(MaiTai HP, Spectra-Physics)和一个用于调节脉冲能量的声光调制器。系统中还包含一个2D扫描系统，超精密3D电机平台，高数值孔径显微镜和Nimo 0815(Perfect Lens)波前分析仪，用来测量球差，模块传递函数和屈光度。
自定非球面度
晶体内部整形过程仅需要5秒钟，就可以在标准人工晶体内产生-0.27 &m到+0.28 &m的球差。
这一实验虽然是在实验室环境下完成，但晶体修正过程完全遵循了激光安全规范。直接适用人眼的界面正在研发中，而首先会是动物体实验。
Perfect Lens公司指出：&通过基于亲水性变化的折射率整形技术，塑造优质的人工晶体，并提高白内障患者的术后体验，是我们的目标。&
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