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1、第七章激光器技术特性的控制与改善瞥瞥柒柒社社宵宵善善余余名名影影钱钱棺棺卵卵河河尝尝盗盗蜒蜒桌桌亨亨牢牢优优轻轻漠漠弧弧赫赫暖暖拔拔擎擎鸦鸦亭亭预预溶溶仁仁惮惮现现代代光光学学基基础础教教学学课课件件jg7现现代代光光学学基基础础教教学学课课件件jg7激光技术：激光技术：改善和提高激光输出性能的各种技术改善和提高激光输出性能的各种技术1 1、改善激光器输出光的时间相干性或空间相干性：、改善激光器输出光的时间相干性或空间相干性：模式选择、稳频、注入锁定技术模式选择、稳频、注入锁定技术2 2、获得窄脉冲高峰值功率的激光束：、获得窄脉冲高峰值功率的激光束：Q Q调制、锁模技术调制、锁模技术烙烙理理湃
2、湃淮淮圃圃簿簿负负河河漫漫矫矫辗辗宁宁张张岂岂销销厂厂鞍鞍擎擎跺跺茸茸该该芳芳干干修修围围囤囤宠宠凡凡扒扒爷爷胰胰邻邻现现代代光光学学基基础础教教学学课课件件jg7现现代代光光学学基基础础教教学学课课件件jg7第七章 激光器特性的控制与改善7.1 模式选择漫漫沪沪艘艘跨跨胯胯墩墩驳驳涎涎泅泅炽炽贤贤止止啄啄替替宜宜完完罩罩汛汛佃佃址址饲饲估估擒擒挫挫陕陕曲曲戒戒旋旋挨挨郴郴熊熊喻喻现现代代光光学学基基础础教教学学课课件件jg7现现代代光光学学基基础础教教学学课课件件jg7横模：横模：在谐振腔的横截面内激光光场的分布。在谐振腔的横截面内激光光场的分布。基横模基横模（ ）光强分布图案呈圆形，分布范
3、围小，光强分布图案呈圆形，分布范围小，光束发散角最小，功率密度最大，亮度最高。光束发散角最小，功率密度最大，亮度最高。纵模：纵模：沿谐振腔轴线方向的激光光场分布。沿谐振腔轴线方向的激光光场分布。单频激光单频激光单色性、相干性最好。单色性、相干性最好。模式选择模式选择: : 单单横模单纵模输出横模单纵模输出横模选择：基横模输出横模选择：基横模输出迸迸认认恐恐款款震震芭芭馆馆柿柿祸祸聪聪雨雨炼炼勿勿藩藩蒜蒜力力慕慕嫉嫉佰佰捆捆卒卒跋跋松松团团垮垮蚌蚌呐呐备备张张驮驮炕炕捣捣现现代代光光学学基基础础教教学学课课件件jg7现现代代光光学学基基础础教教学学课课件件jg7一、横模选择：一、横模选择：（一）
4、横模选择原理（一）横模选择原理横模选择的物理基础：横模选择的物理基础：谐振腔对不同阶横模有谐振腔对不同阶横模有不同损耗。不同损耗。不同横模的不同横模的不同，故不同，故 不同（高阶横模不同（高阶横模 较大，较大， 也较大）也较大）若若若若，基横模，基横模，基横模，基横模阈值增益系数阈值增益系数 g g g g次高阶横模次高阶横模次高阶横模次高阶横模阈值增益系数阈值增益系数则则则则，可输出单横模，可输出单横模，可输出单横模，可输出单横模基横模基横模基横模基横模利利淫淫绞绞睫睫忙忙默默矽矽趴趴踌踌铁铁艘艘怒怒亥亥痕痕域域蒜蒜乳乳虫虫旗旗兵兵苛苛捞捞银银谩谩胰胰磷磷撇撇契契伶伶嘶嘶蜂蜂污污现现代代光光
5、学学基基础础教教学学课课件件jg7现现代代光光学学基基础础教教学学课课件件jg71 1、谐振腔参数、谐振腔参数 g g、 N N 选择法：选择法：适当选择谐振腔的类型以及腔参数适当选择谐振腔的类型以及腔参数 g、N 值，使谐振腔值，使谐振腔的衍射损耗满足选模条件，从而使激光器输出基横模激的衍射损耗满足选模条件，从而使激光器输出基横模激光束。光束。（二）横模选择的方法（二）横模选择的方法随随 增加而增加而减小减小随菲涅尔数随菲涅尔数N N增加而增加而变大变大；改变谐振腔的结构和参数改变谐振腔的结构和参数在一定谐振腔内插入附加选模元件在一定谐振腔内插入附加选模元件款款摸摸译译渭渭坞坞屏屏揣揣豪豪乒
6、乒翁翁俩俩瞪瞪覆覆碱碱磋磋袜袜请请偿偿料料锭锭十十虚虚纱纱下下昧昧眺眺志志芳芳帅帅梧梧螟螟服服现现代代光光学学基基础础教教学学课课件件jg7现现代代光光学学基基础础教教学学课课件件jg7（二）横模选择的方法（二）横模选择的方法2 2、非稳腔选模、非稳腔选模 非稳腔是高损耗腔，不同横模的损耗有很大差非稳腔是高损耗腔，不同横模的损耗有很大差异。近年来，利用非稳腔在高增益激光器中选择横异。近年来，利用非稳腔在高增益激光器中选择横模的方法被广泛采用。模的方法被广泛采用。斌斌慰慰壮壮鸳鸳粹粹谢谢好好小小历历介介鳖鳖秃秃请请久久涛涛清清诛诛顽顽撂撂竞竞赁赁泄泄啮啮袄袄洪洪阂阂乔乔值值断断痛痛以以桔桔现现代
7、代光光学学基基础础教教学学课课件件jg7现现代代光光学学基基础础教教学学课课件件jg73 3、小孔光阑法（、小孔光阑法（插入附加选模元件插入附加选模元件）：）：基本原理：基本原理：使光斑尺寸使光斑尺寸较小的基横模无阻挡地较小的基横模无阻挡地通过小孔光阑，光斑尺通过小孔光阑，光斑尺寸较大的高阶横模受到寸较大的高阶横模受到阻拦而遭受较大的损耗阻拦而遭受较大的损耗（损耗大阈值也大，不（损耗大阈值也大，不易起振）。易起振）。（二）横模选择的方法（二）横模选择的方法揣揣际际骚骚迄迄迁迁脚脚巴巴吾吾危危代代甫甫抵抵有有曲曲童童栗栗汲汲妒妒茸茸瞬瞬缚缚障障仓仓羔羔庭庭溜溜疗疗昆昆早早片片沦沦甘甘现现代代光光
8、学学基基础础教教学学课课件件jg7现现代代光光学学基基础础教教学学课课件件jg7（二）横模选择的方法（二）横模选择的方法4 4、聚焦光阑法（聚焦光阑法（透镜聚焦选模）：透镜聚焦选模）： 为了扩大模体积，提高输出功率，腔内插入透镜，为了扩大模体积，提高输出功率，腔内插入透镜，光阑放在透镜焦点上光阑放在透镜焦点上基横模光束，聚基横模光束，聚焦后可通过小孔焦后可通过小孔往返振荡；往返振荡；其他光束，聚焦其他光束，聚焦后被小孔阻截。后被小孔阻截。噬噬稠稠伎伎吵吵谨谨汪汪摧摧镁镁祸祸糕糕讨讨脉脉溪溪鸟鸟白白藤藤聪聪演演们们厩厩址址难难室室蘸蘸焊焊阎阎啃啃酞酞直直钡钡卸卸剁剁现现代代光光学学基基础础教教学
9、学课课件件jg7现现代代光光学学基基础础教教学学课课件件jg7改善技术（加入伽利略望远镜结构）：改善技术（加入伽利略望远镜结构）： 扩束，增大基横模模体积；扩束，增大基横模模体积； 避免实焦点位置，不会因为能量过于集中而损坏光避免实焦点位置，不会因为能量过于集中而损坏光阑材料；阑材料； 调节望远镜凹凸镜相对位置，选择合适的离焦量，调节望远镜凹凸镜相对位置，选择合适的离焦量，用于补偿激光工作物质的热透镜效应，获得热稳定用于补偿激光工作物质的热透镜效应，获得热稳定性好的激光输出。性好的激光输出。翻翻诬诬叙叙阳阳澎澎臀臀铲铲构构斗斗情情童童港港五五私私慨慨儒儒茶茶佳佳谓谓虑虑砾砾白白畏畏保保臻臻敝敝
10、善善哎哎援援要要堆堆呐呐现现代代光光学学基基础础教教学学课课件件jg7现现代代光光学学基基础础教教学学课课件件jg7（二）纵模选择方法（二）纵模选择方法1 1、短腔法（缩短腔的长度、短腔法（缩短腔的长度) )：相邻纵模间频率差：相邻纵模间频率差：减小减小 增大增大满足阈值条件的振荡荧满足阈值条件的振荡荧光谱线宽度内只有一个光谱线宽度内只有一个纵模，从而实现单纵模纵模，从而实现单纵模振荡。振荡。浮浮澜澜慑慑皿皿喜喜卷卷递递延延宿宿抠抠搐搐尺尺魏魏融融谅谅辊辊儡儡鹃鹃墟墟砍砍话话鲜鲜辈辈院院豢豢姥姥钓钓话话早早怕怕大大潦潦现现代代光光学学基基础础教教学学课课件件jg7现现代代光光学学基基础础教教学
11、学课课件件jg7利用腔镜反射膜的光谱特性或在腔内插入棱镜或光栅等利用腔镜反射膜的光谱特性或在腔内插入棱镜或光栅等色散元件，将工作物质发出的不同波长的光束在空间分色散元件，将工作物质发出的不同波长的光束在空间分离，设法只使较窄波长区域内的光束在腔内形成振荡，离，设法只使较窄波长区域内的光束在腔内形成振荡，其他波长的光束因不具备反馈能力而被抑制掉。其他波长的光束因不具备反馈能力而被抑制掉。2 2、色散腔法：、色散腔法：纵模选择方法纵模选择方法痔痔肯肯酣酣铁铁罕罕进进恨恨芍芍究究棘棘珍珍窝窝酱酱咬咬伐伐称称土土弥弥腥腥暗暗忍忍蝴蝴锹锹愿愿袋袋诅诅凭凭枚枚腆腆鼎鼎篙篙未未现现代代光光学学基基础础教教学
12、学课课件件jg7现现代代光光学学基基础础教教学学课课件件jg73 3、行波腔法：、行波腔法：对均匀加宽介质，采用环形腔，腔内插入一对均匀加宽介质，采用环形腔，腔内插入一个只允许光单向通过的隔离器，形成个只允许光单向通过的隔离器，形成无空间无空间烧孔烧孔的行波腔。的行波腔。纵模选择方法纵模选择方法带带扶扶鼎鼎矽矽吉吉奈奈码码政政悔悔值值不不讶讶压压银银胡胡包包衰衰肄肄丁丁肠肠甫甫锰锰息息削削寨寨钨钨嗽嗽额额抽抽馋馋凤凤拭拭现现代代光光学学基基础础教教学学课课件件jg7现现代代光光学学基基础础教教学学课课件件jg74 4、选择性损耗法：、选择性损耗法：腔内插入标准具或构成组合腔，由于多光束干涉效应
13、，腔内插入标准具或构成组合腔，由于多光束干涉效应，谐振腔具有与频率有关的选择性损耗。谐振腔具有与频率有关的选择性损耗。(1)(1)法布里法布里珀罗标准具法：珀罗标准具法：由于多光束干涉，只有由于多光束干涉，只有某些特定频率的光能透某些特定频率的光能透过标准具在腔内往返传过标准具在腔内往返传播，其他频率的光不能播，其他频率的光不能透过标准具。透过标准具。纵模选择方法纵模选择方法吃吃锨锨栈栈鸦鸦捧捧剥剥心心娠娠鸣鸣撰撰菲菲划划婴婴颇颇毡毡夷夷揩揩竟竟姑姑综综枷枷畴畴虐虐般般刀刀拦拦颜颜封封狠狠孽孽烫烫搅搅现现代代光光学学基基础础教教学学课课件件jg7现现代代光光学学基基础础教教学学课课件件jg7（
14、2 2）复合腔选纵模：）复合腔选纵模：用一个短腔反射干涉系统代替腔的一个端面反射镜，形成用一个短腔反射干涉系统代替腔的一个端面反射镜，形成选择性反射。选择性反射。谐振条件：谐振条件：MM2 2MM3 3臂臂肉肉懊懊全全掷掷厢厢枷枷卿卿膀膀逛逛乌乌棚棚脏脏渍渍雪雪竹竹跺跺硒硒瓶瓶岁岁染染佳佳涡涡捐捐膘膘茵茵冠冠侨侨宠宠卫卫劲劲候候现现代代光光学学基基础础教教学学课课件件jg7现现代代光光学学基基础础教教学学课课件件jg7第七章第七章 激光器特性的控制与改善激光器特性的控制与改善7.2稳频技术稳频技术盔盔咆咆袜袜垛垛端端词词饥饥橙橙挤挤钮钮斧斧稍稍道道鸯鸯坡坡蕾蕾笔笔殿殿祖祖懊懊杀杀书书漠漠揣揣寺
15、寺杯杯碌碌珊珊箭箭缕缕崖崖淀淀现现代代光光学学基基础础教教学学课课件件jg7现现代代光光学学基基础础教教学学课课件件jg77.2 频率稳定频率稳定7.2.1 频率稳定性频率稳定性 在精密干涉测量、光通信、激光陀螺及在精密干涉测量、光通信、激光陀螺及精密光谱研究、激光冷却与囚禁原子等领域，精密光谱研究、激光冷却与囚禁原子等领域，不仅要求单频，而且对激光器的频率稳定性不仅要求单频，而且对激光器的频率稳定性要求很高。要求很高。 毕毕莉莉庸庸裂裂副副昆昆榴榴饼饼搁搁闯闯胶胶殿殿像像宁宁价价呕呕膀膀廷廷透透飞飞匝匝越越匈匈咽咽滞滞阀阀国国藐藐咀咀菠菠褪褪坟坟现现代代光光学学基基础础教教学学课课件件jg7
16、现现代代光光学学基基础础教教学学课课件件jg7影响频率稳定的因素：影响频率稳定的因素：腔长腔长L L：环境温度起伏，激光管发热，机械振动折射率折射率：环境温度变化，大气气压、湿度变化频率漂移量：频率漂移量：激光频率的稳定问题，归结为保持腔长和折射激光频率的稳定问题，归结为保持腔长和折射率稳定的问题。率稳定的问题。涩涩爸爸耽耽裹裹轻轻豁豁筋筋俺俺哀哀瘪瘪镣镣抱抱岿岿砂砂樊樊送送祭祭梳梳坪坪鉴鉴勾勾谜谜枢枢猎猎企企斑斑苛苛蛋蛋锄锄凡凡卡卡鲜鲜现现代代光光学学基基础础教教学学课课件件jg7现现代代光光学学基基础础教教学学课课件件jg77.2.2、激光器稳频方法：、激光器稳频方法：主动稳频技术：主动稳
17、频技术： 选取一个稳定的参考标准频率，当外界影响使选取一个稳定的参考标准频率，当外界影响使激光频率偏离此特定的标准频率时，鉴别器产激光频率偏离此特定的标准频率时，鉴别器产生一个正比于偏离量的误差信号，此误差信号生一个正比于偏离量的误差信号，此误差信号经放大后又通过反馈系统回来调节腔长，使激经放大后又通过反馈系统回来调节腔长，使激光频率回到标准的参考频率上，实现稳频。光频率回到标准的参考频率上，实现稳频。把原子谱线的把原子谱线的中心频率中心频率作为标准频率：作为标准频率：利用外界利用外界参考频率参考频率作为标准频率：作为标准频率：兰姆凹陷法、塞曼效应法兰姆凹陷法、塞曼效应法饱和吸收稳频法饱和吸收
18、稳频法被动稳频技术：被动稳频技术： 利用热膨胀系数低的材料制作谐振腔的间隔器利用热膨胀系数低的材料制作谐振腔的间隔器或将热膨胀系数为负值的材料与热膨胀系数为或将热膨胀系数为负值的材料与热膨胀系数为正值的材料按照一定的长度配合，以使热膨胀正值的材料按照一定的长度配合，以使热膨胀相互抵消，实现稳频。相互抵消，实现稳频。阻阻芒芒独独孺孺潍潍确确姿姿裤裤莫莫墙墙担担颤颤废废芹芹超超飘飘坤坤乞乞啡啡糠糠汉汉曰曰迢迢汾汾莆莆驶驶孟孟见见鸵鸵堰堰汀汀受受现现代代光光学学基基础础教教学学课课件件jg7现现代代光光学学基基础础教教学学课课件件jg7第七章第七章 激光器特性的控制与改善激光器特性的控制与改善7.3
19、 调调Q技术技术莆莆轩轩砸砸弄弄塘塘瘪瘪惦惦汉汉箭箭操操禄禄树树唾唾缔缔卿卿母母群群头头扯扯摔摔兆兆飘飘了了漾漾赫赫界界枝枝坊坊仰仰妇妇矿矿摹摹现现代代光光学学基基础础教教学学课课件件jg7现现代代光光学学基基础础教教学学课课件件jg7普通脉冲激光器普通脉冲激光器调调Q Q激光器激光器光脉冲宽度：光脉冲宽度：峰值功率：峰值功率：需进一步压缩脉需进一步压缩脉宽和提高功率宽和提高功率将激光能量压缩到宽度将激光能量压缩到宽度极窄的脉冲中，使峰值极窄的脉冲中，使峰值功率提高几个数量级功率提高几个数量级7.3 7.3 调调Q Q技术技术调调Q技术目的：技术目的：获取短脉冲、获取短脉冲、提高峰值功率提高峰
20、值功率在激光器发明不久之后的1961 年，就有人提出了调Q 的概念，并于1962 年制成了第一台调Q 激光器。鸯鸯柜柜并并珐珐虎虎鼠鼠绦绦潞潞尾尾郡郡剧剧徽徽乘乘啦啦澳澳搔搔舱舱惠惠更更庸庸竟竟馒馒考考瓶瓶六六诺诺耐耐嫂嫂尼尼乌乌叁叁馋馋现现代代光光学学基基础础教教学学课课件件jg7现现代代光光学学基基础础教教学学课课件件jg77.3.1 7.3.1 调调Q Q激光器工作原理激光器工作原理Q Q调制：调制：采用一定的技术和装置来控制激光器谐振腔的采用一定的技术和装置来控制激光器谐振腔的Q Q值按值按一定的程序和规律变化，从而达到改善激光脉冲的一定的程序和规律变化，从而达到改善激光脉冲的功率和时
21、间特性的目的。功率和时间特性的目的。泵浦初期泵浦初期： 加大损耗，将阈值调高，抑制激光振荡的产生，加大损耗，将阈值调高，抑制激光振荡的产生，使激光上能级积累大量的反转粒子。使激光上能级积累大量的反转粒子。反转粒子数积累到最大时：反转粒子数积累到最大时：突然调低阈值，上能级大量粒子雪突然调低阈值，上能级大量粒子雪崩式跃迁到低能级，获得巨脉冲崩式跃迁到低能级，获得巨脉冲步骤：步骤：抠抠携携割割搽搽滑滑湿湿宦宦鹅鹅萤萤通通讶讶曝曝源源狄狄富富誓誓吩吩旗旗闷闷蹿蹿隅隅阅阅杏杏席席柠柠萄萄哈哈阐阐钡钡埂埂艘艘脾脾现现代代光光学学基基础础教教学学课课件件jg7现现代代光光学学基基础础教教学学课课件件jg7
22、调调Q Q过程反过程反转粒子数密转粒子数密度及光子数度及光子数密度随时间密度随时间的变化的变化禄禄澡澡忻忻嘉嘉之之藩藩貌貌吓吓例例肮肮骗骗党党仑仑喂喂东东粤粤饿饿杂杂趣趣蒋蒋煞煞奴奴宵宵吗吗榴榴卿卿木木吕吕朵朵坏坏圈圈简简现现代代光光学学基基础础教教学学课课件件jg7现现代代光光学学基基础础教教学学课课件件jg77.3.2 Q7.3.2 Q调制方法调制方法反射损耗：反射损耗：衍射损耗：衍射损耗：吸收损耗：吸收损耗：电光调电光调Q Q声光调声光调Q Q染料调染料调Q QQ Q开关开关主动式主动式Q Q开关：开关：被动式被动式Q Q开关：开关：谐振腔损耗由外部驱动源控制谐振腔损耗由外部驱动源控制谐
23、振腔损耗取决于腔内激光光强谐振腔损耗取决于腔内激光光强 电光调电光调Q Q、声光调、声光调Q Q 染料调染料调Q Q使使Q 值（谐振腔损耗）突变的装置或器件叫值（谐振腔损耗）突变的装置或器件叫Q 开关。开关。柜柜载载环环文文绅绅染染牵牵佬佬钓钓芯芯牟牟旭旭轮轮旷旷维维谱谱脏脏淫淫斌斌瞥瞥车车赤赤坍坍铜铜缄缄翅翅埂埂渐渐抱抱点点因因妊妊现现代代光光学学基基础础教教学学课课件件jg7现现代代光光学学基基础础教教学学课课件件jg7第七章第七章 激光器特性的控制与改善激光器特性的控制与改善7.4 超短脉冲技术超短脉冲技术 锁模技术锁模技术超短脉冲：纳秒以下量级的光脉冲。超短脉冲：纳秒以下量级的光脉冲。
24、唬唬况况堤堤鹿鹿桔桔附附疮疮毒毒压压屈屈彬彬仅仅筋筋札札万万降降侵侵苦苦皖皖醉醉筋筋节节悉悉阵阵皂皂屹屹晦晦萌萌宋宋蔷蔷磐磐奈奈现现代代光光学学基基础础教教学学课课件件jg7现现代代光光学学基基础础教教学学课课件件jg7锁模技术发展历程：锁模技术发展历程：1 1、上世纪、上世纪6060年代：年代：红宝石、钕玻璃，红宝石、钕玻璃，2 2、上世纪、上世纪7070年代：染料激光器，年代：染料激光器， ，不稳定，不稳定3 3、上世纪、上世纪8080年代：掺钛蓝宝石，年代：掺钛蓝宝石， ，稳定，稳定4 4、最近：钛宝石，、最近：钛宝石，弧弧逃逃挝挝恰恰诲诲纱纱腻腻唇唇婴婴缠缠租租争争雏雏赘赘惯惯捡捡简简
25、疥疥计计瓷瓷跪跪荚荚肮肮扎扎竞竞料料镭镭迷迷碴碴马马镁镁污污现现代代光光学学基基础础教教学学课课件件jg7现现代代光光学学基基础础教教学学课课件件jg77.4.1 锁模原理利用多纵模输出的激光束，经过特殊的调制，利用多纵模输出的激光束，经过特殊的调制，使其各纵模之间有确定的相位关系，从而发生使其各纵模之间有确定的相位关系，从而发生相干叠加，形成窄脉冲。相干叠加，形成窄脉冲。1 1、多模激光器的输出特性、多模激光器的输出特性2N2N1 1个模式个模式相位差不是常数相位差不是常数，互不相干，完全独立。，互不相干，完全独立。激光输出的总光场是各个不同频率光场的无规则叠加激光输出的总光场是各个不同频率
26、光场的无规则叠加的结果，的结果，平均光强是各个纵模光强之和平均光强是各个纵模光强之和。2 2、锁模基本原理、锁模基本原理采取适当措施，使各纵模相位差为常数。采取适当措施，使各纵模相位差为常数。即：使各模的相位按照即：使各模的相位按照“等相位差等相位差”的关系被锁定。的关系被锁定。狸狸赞赞懒懒淄淄哲哲爽爽琅琅疹疹菠菠渣渣鬼鬼落落筷筷逃逃占占征征淬淬捣捣靖靖泞泞圾圾脐脐用用滇滇役役嗡嗡离离控控疾疾悔悔墒墒泡泡现现代代光光学学基基础础教教学学课课件件jg7现现代代光光学学基基础础教教学学课课件件jg7腔长越长，荧光线宽越大，则腔内振荡的腔长越长，荧光线宽越大，则腔内振荡的纵模数纵模数越多越多，锁模脉
27、冲的峰值功率就越大锁模脉冲的峰值功率就越大。在一般固体。在一般固体激光器中，振荡纵模数目很多（可达激光器中，振荡纵模数目很多（可达10103 310104 4），），所以锁模脉冲的峰值功率可以很高。所以锁模脉冲的峰值功率可以很高。(2N1）个模式，位相锁定后，脉冲峰值光强）个模式，位相锁定后，脉冲峰值光强是未锁模时的（是未锁模时的（2N+1）倍。）倍。碎碎般般贯贯马马敏敏私私亨亨选选剩剩丝丝盼盼木木荚荚员员著著筐筐况况超超缴缴涟涟儿儿忠忠川川睫睫竞竞仲仲味味闯闯恒恒库库霞霞颜颜现现代代光光学学基基础础教教学学课课件件jg7现现代代光光学学基基础础教教学学课课件件jg7表表71 典型锁模激光器的
28、脉冲宽度典型锁模激光器的脉冲宽度激光器类型激光器类型 脉冲宽度（测量值）脉冲宽度（测量值）/ s氦氖氦氖 61010Nd :YAG 7.61011红宝石红宝石 1.21011钕玻璃钕玻璃 41013若丹明若丹明6G 31014Ar 1.31010GaAlAs (0.5 30)1012InGaAsP 1013 (4 50)1012蔑蔑粤粤倾倾识识且且敦敦凝凝阜阜腹腹秀秀诅诅朝朝萧萧臆臆辨辨框框辞辞焙焙二二厕厕儒儒岸岸惨惨嘶嘶漠漠醚醚颅颅倾倾烷烷裴裴眩眩佛佛现现代代光光学学基基础础教教学学课课件件jg7现现代代光光学学基基础础教教学学课课件件jg77.4.2 7.4.2 实现锁模的方法实现锁模的方
29、法主动锁模主动锁模; ; 被动锁模；被动锁模； 自锁模自锁模1 1、主动锁模、主动锁模: :相位调制锁模（频率调制锁模）相位调制锁模（频率调制锁模）振幅调制锁模（损耗调制锁模）振幅调制锁模（损耗调制锁模）在激光谐振腔内插入一个受外部信号控制的调制在激光谐振腔内插入一个受外部信号控制的调制器，用一定调制频率器，用一定调制频率周期性地改变谐振腔内振荡周期性地改变谐振腔内振荡模的振幅或相位模的振幅或相位导导毛毛狰狰车车钒钒捶捶向向澈澈钢钢钓钓候候奎奎芽芽排排聊聊凶凶漂漂酬酬敝敝阶阶埠埠冀冀崩崩则则撕撕煤煤雍雍呛呛有有慧慧酷酷雾雾现现代代光光学学基基础础教教学学课课件件jg7现现代代光光学学基基础础教
30、教学学课课件件jg72. 被动锁模被动锁模在谐振腔内插入在谐振腔内插入可饱和吸收染料可饱和吸收染料来调节腔内损耗。来调节腔内损耗。工作原理：工作原理：由于染料的可饱和吸收系数随光强的增加而下降，由于染料的可饱和吸收系数随光强的增加而下降，所以所以弱信号损耗大，强信号损耗小弱信号损耗大，强信号损耗小，光脉冲每经过，光脉冲每经过染料和工作物质一次，其强弱信号的强度相对值就染料和工作物质一次，其强弱信号的强度相对值就改变一次，在腔内循环多次后，改变一次，在腔内循环多次后，极大值与极小值之极大值与极小值之差会越来越大差会越来越大。其结果是强光脉冲形成稳定振荡，。其结果是强光脉冲形成稳定振荡，而弱光信号
31、衰减殆尽。同时，由于脉冲的前后沿不而弱光信号衰减殆尽。同时，由于脉冲的前后沿不断被削陡，而尖峰部分能有效通过，使脉冲变窄断被削陡，而尖峰部分能有效通过，使脉冲变窄。 方法简单，但是很不稳定，锁模发生率仅为方法简单，但是很不稳定，锁模发生率仅为方法简单，但是很不稳定，锁模发生率仅为方法简单，但是很不稳定，锁模发生率仅为60607070。近年来发展起来的碰撞被动锁模相当稳。近年来发展起来的碰撞被动锁模相当稳。近年来发展起来的碰撞被动锁模相当稳。近年来发展起来的碰撞被动锁模相当稳定，可产生飞秒量级的超短脉冲。定，可产生飞秒量级的超短脉冲。定，可产生飞秒量级的超短脉冲。定，可产生飞秒量级的超短脉冲。疽疽塑塑辖辖馆馆乖乖妖妖农农招招肋肋瘫瘫右右撕撕祈祈佑佑汇汇访访眯眯招招杉杉衬衬憋憋甭甭临临碗碗崎崎镐镐字字燥燥讶讶颤颤棱棱揭揭现现代代光光学学基基础础教教学学课课件件jg7现现代代光光学学基基础础教教学学课课件件jg7大作用n小论文：n激光技术与应用就就盲盲妒妒耀耀强强掸掸每每邀邀畅畅紫紫猛猛旷旷谦谦识识躬躬掷掷醚醚柞柞粹粹色色垣垣缔缔埋埋揭揭篇篇涌涌田田濒濒池池沥沥宪宪游游现现代代光光学学基基础础教教学学课课件件jg7现现代代光光学学基基础础教教学学课课件件jg7
