發布日期：2022-10-09 點擊率：77
調Q技術的出現和發展是激光發展歷史上的一個重要突破。它是將連續或者脈沖激光能量壓縮到時間寬度極窄的脈沖中發射，從而使得光源的峰值功率提高幾個數量級的一種技術。
Q調制技術的基本原理
通過某種方法使諧振腔損耗δ按規定程序變化，在泵浦激勵剛開始的時候，先使光腔有高損耗δH，激光器由于閾值太高，不能產生激光震蕩，使得上能級粒子數可以大量積累，當積累到飽和值時，突然使腔損耗突然降低到δ，閾值也突然降低，這時反轉集居數大大的超過閾值，受激輻射迅速的增強。于是在短時間內大部分上能級粒子儲存的能量轉變為激光能量，在輸出端產生一個強的激光巨脈沖輸出。
采用調Q技術很容易得到峰值功率高于兆瓦，脈沖寬度為幾十納秒的激光脈沖。常用的調Q方式有：主動調Q，即諧振腔的損耗是由外部驅動控制的，如電光調Q、聲光調Q和轉鏡調Q等；還有一種是被動調Q，即諧振腔損耗取決于諧振腔內的激光光強，如飽和吸收調Q等。
連續LD泵浦調Q固體激光器國內外研究現狀
未經調Q技術處理過的脈沖固體激光器，其輸出激光的脈沖寬度為幾百微秒到毫秒量級，峰值功率也只有幾十千瓦量級，這顯然滿足不了各個領域對激光應用的要求，正是這種要求推動人們采用并發展了激光調Q技術，人們利用調Q技術使固體激光器產生了脈寬為納秒，皮秒量級峰值功率為吉瓦量級的巨脈沖。在以激光通信，激光測距為代表的空間領域以及激光打標，激光拋光，激光焊接為代表的激光微加工領域的應用中，不僅要求調Q固體激光器有窄脈寬，高峰值功率的脈沖輸出，還要求調Q固體激光器有高重復頻率，這就推動了連續固體激光器的發展。
自19世紀八十年代以來，隨著高效率，高功率的連續LD及其列陣的發展，連續LD泵浦的固體激光器開始蓬勃發展起來，并且帶動了連續LD泵浦調Q固體激光器的快速發展。采用不同的調Q原理,人們開發出了多種連續LD泵浦調Q固體激光器：連續LD泵浦聲光調Q固體激光器，連續LD泵浦電光調Q固體激光器和連續LD泵浦被動調Q固體激光器等。其中，連續LD泵浦聲光調Q固體激光器無論在重復頻率方面，還是在輸出功率方面的發展都是領先的。2002年，LambdaPhysik生產的調Q激光器波長為1064nm，重復頻率10kHZ，平均功率小于27W，單脈沖能量小于2.7mJ,脈沖寬度近似為153ns,峰值功率180kW，光束寬度為0.5mm，空間模式為TE模,2003年，以色列人R.Feldman等利用：YAG晶體對連續Nd：YAG激光器進行被動調Q實驗，用光線耦合二極管激光器泵浦，獲得了平均功率超過2W，重復頻率2.7至37kHZ，脈沖寬度約為5.6ns的脈沖激光。2004年，郭麗，姚建栓等采用80個20W的LD呈五角型陣列泵浦Nd：YAG棒單聲光調Q裝置，并采用了KTP晶體腔內倍頻技術，在泵浦電流為17.5A，聲光調制頻率為20.4kHZ時，獲得了平均輸出功率97W，脈沖寬度為150ns的準連續綠光，2004年，宋標等采用連續LD端面泵浦，Nd:YV晶體，在輸入電流為25A，電光開關重復頻率為1kHZ時，獲得了1064nm激光的平均輸出功率為160mW，脈寬20ns。同年，石鵬等采用部分端面泵浦混合腔Nd:YV激光器，BBO電光Q開關，在重復頻率為5kHZ時，獲得了單脈沖能量為7.2mJ，脈寬5.7ns，平均功率約為36W的脈沖激光。2006年，李港等將玻片引入到諧振腔中，利用熔石英在垂直和平行聲場兩個方向的聲光優值于光的偏振太有關的特性，有效地提高了聲光Q開關的衍射效率，提高了聲光Q開關關斷連續Nd:YAG激光的能力。由于電光調Q所需電壓過大，外加電壓兩路的設計比較困難，所以對于連續LD泵浦的固體激光器不容易實現高重頻。2006年，薄勇等采用LD泵浦Nd:YAG晶體，雙棒串聯結構，利用雙聲光Q開關正交放置，在泵浦頻率1116W時，獲得了平均功率達256W,重復頻率為10kHZ，脈寬64ns，峰值功率為0.4GW的脈沖激光。2007年，F.He等報道了連續LD泵浦聲光調QNd：YV激光器，重讀頻率達到500kHZ，在泵浦功率為38W時，得到了平均輸出功率17.7W的脈沖激光，2007年，李旭東等采用LD雙端泵浦Nd：GdV晶體，聲光調Q技術，在泵浦功率達43W時，獲得了重復頻率100kHZ，峰值功率3.6kW，脈寬28.1ns的脈沖激光。為了提高連續LD泵浦固體激光器中聲光Q開關的關斷能力，人們分別采用了雙聲光Q開關法和腔內加玻片法。
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