諧振腔中的聲光Q開關(guān)
在常用的激光打標中,聲光Q開關(guān)利用了超聲波和光柱在介質(zhì)中散射的相互作用的關(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入,按照周期性變化的以聲波產(chǎn)生的衍射率進行衍射。
首先,射頻信號被附著在熔融石英上的傳感器所感應到,厚度伸展振動產(chǎn)生。超聲波橫波由于震動在熔融石英中傳播,而聲波產(chǎn)生的相光柵也形成了。激光束當滿足相對于這個相位光柵成布拉格角時發(fā)生衍射,與入射光在太空中分散開。
如果激光光學諧振腔的建成是相對于0維衍射光(非衍射光),當射頻信號被感知,衍射光便從激光光學諧振腔軸線產(chǎn)生.結(jié)果,激光光學諧振腔內(nèi)發(fā)生損失,及激光振蕩受到打壓,利用這一現(xiàn)象,射頻信號只在特定某個時間長度內(nèi)被感知,(地位低Q值)來暫停激光振蕩,在此期間,反轉(zhuǎn)的Nd:YAG激光棒通過連續(xù)泵浦積累了很多。當射頻信號減至零(地位高Q值)和激光光學諧振腔內(nèi)的損失消除了,累積的能量以在極短的時間長度內(nèi)脈沖形式的激光振蕩被激活,他們是Q開關(guān)脈沖。
這種情況在圖2被簡要解釋,當一個射頻信號,受到脈沖調(diào)制,可以定期發(fā)生Q開關(guān)脈沖,當期Q開關(guān)脈沖愈來愈短,比高階的Nd:YAG激光棒生命周期(約200微秒)還要短的時候,反轉(zhuǎn)的數(shù)量下跌并且Q開關(guān)脈沖的峰值也下跌。
新特光電的聲光Q開關(guān)是利用聲光相互作用以控制光腔損耗的Q開關(guān)技術(shù)。聲光調(diào)Q是通過電聲轉(zhuǎn)換形成超聲波使調(diào)制介質(zhì)折射率發(fā)生周期性變化,對入射光起衍射作用, 使之發(fā)生衍射損耗,Q值下降,激光振蕩不能形成。在光泵激勵下其上能級反轉(zhuǎn)粒子數(shù)不斷積累并達到飽和值,這時突然撤除超聲場,衍射效應立即消失,腔內(nèi)Q值猛增,激光振蕩迅速恢復,其能量以巨脈沖形式輸出。這是一種廣泛使用的Q開關(guān)方式,其主要優(yōu)點是重復頻率高,性能穩(wěn)定可靠。