激光调Q原理与技术
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1.调 Q的基本理论(1)脉冲固体激光器输出的弛豫振荡用示波器观察普通脉冲固体激光器输出的一个脉冲,发现它的波形并不是一个平滑的光脉冲,而是一系列不规则变化的尖峰脉冲组成。
每个尖峰脉冲的宽度为0.1 —1μs,间隔为5—10μs。
光泵越强,尖峰脉冲个数越多,但其包络的峰值增加并不多。
将这种现象称为激光器输出的弛豫振荡( 或尖峰振荡) 。
图6.2.1 所示为实测到的钕玻璃脉冲激光器的输出波形。
图 6.2.1脉冲激光器的输出波形。
弛豫振荡现象形成的主要原因是:随着光泵的作用,激光器达到其振荡阈值产生激光振荡,腔内光子数密度上升,输出激光。
随着激光的发射,上能级粒子数被大量消耗,使反转粒子数密度下降,到低于阈值时,激光发射停止。
此时由于光泵的继续抽运,反转粒子数密度重又上升,到高于阈值时,产生第二个激光脉冲。
如此往复,直至光泵停止上述过程才结束。
由于每个尖峰脉冲均产生于阈值附近,故脉冲的峰值功率水平不高,且增大泵浦能量也无助于提高其峰值功率,只能是增加尖峰脉冲的个数。
在脉冲形成的过程中,激光器的阈值始终保持不变是产生弛豫振荡最根本的原因。
( 2)谐振腔的品质因数在电子技术中,用 Q 值来描述一个谐振回路质量的高低。
在激光技术中,用 Q 值来描述一个谐振腔的质量,称其为谐振腔的品质因数。
激光器的损耗可以用单程损耗来描绘,也可以用品质因数Q值描绘,其定义为:谐振腔内储存的能量Q2品质因数是激光谐振腔的性能指标,与腔中介质的增益系数无关,光强I0在谐振腔传播 z 距离后会减弱为:I I 0 exp( a总 z) I 0 exp a总c t(6.1.1)其中μ为介质折射率, c 为真空中光速, t 为光在腔内传播距离z 所需的时间,则 t 时刻腔中光子数密度与光强的关系为:I (t ) N ( t)h0c(6.1.2)上式可以改写为光子数密度的形式:a总 c tN(t) N0 exp t N0 expc(6.1.3)体积为 V 的谐振腔内存储的能量为:W N (t)Vhν(6.1.4)每振荡周期损耗的能量为:cPWN (t)Vha总cνc 0(6.1.5) a总 c其中为光子的平均寿命。
激光调Q技术讲解关键信息项:1、激光调 Q 技术的定义和原理2、调 Q 技术的分类3、调 Q 技术的实现方法4、调 Q 技术的性能参数5、调 Q 技术的应用领域6、调 Q 技术的优势和局限性7、调 Q 技术的发展趋势11 激光调 Q 技术的定义和原理激光调 Q 技术是一种用于获得高峰值功率、窄脉宽激光脉冲的技术。
其基本原理是通过改变激光谐振腔的损耗,在短时间内实现激光增益的快速积累和释放,从而产生高能量、短脉冲的激光输出。
在普通的连续或长脉冲激光运转中,由于增益介质的反转粒子数在激发过程中逐渐积累,同时受激辐射也在持续发生,导致激光输出功率相对较低且脉冲宽度较宽。
而调 Q 技术通过控制谐振腔的损耗,使得在泵浦初期,谐振腔处于高损耗状态,抑制激光振荡的产生,从而让增益介质中的反转粒子数得以大量积累。
当反转粒子数达到一定程度时,突然降低谐振腔的损耗,使得积累的反转粒子数在极短的时间内以受激辐射的形式快速释放,形成高峰值功率、窄脉宽的激光脉冲。
111 调 Q 技术的物理基础调 Q 技术的实现基于激光增益介质的粒子数反转、受激辐射以及谐振腔的特性。
增益介质中的粒子在泵浦源的作用下被激发到高能态,形成粒子数反转分布。
当光子在谐振腔内往返传播时,通过受激辐射过程不断放大,同时受到谐振腔损耗的影响。
112 调 Q 技术的数学模型为了更深入地理解和分析调 Q 技术,可以建立相应的数学模型。
这些模型通常基于速率方程,描述增益介质中粒子数的变化以及光场的演化。
12 调 Q 技术的分类调 Q 技术主要分为主动调 Q 和被动调 Q 两大类。
121 主动调 Q主动调 Q 是通过外部的驱动信号来控制谐振腔的损耗。
常见的主动调 Q 方法包括电光调 Q、声光调 Q 等。
电光调 Q 利用电光晶体的电光效应,通过施加外加电场来改变晶体的折射率,从而改变谐振腔的损耗。
声光调 Q 则是基于声光晶体的声光衍射效应,利用超声波在晶体中产生的折射率光栅来改变谐振腔的损耗。
激光调q原理激光调Q原理。
激光调Q技术是一种能够产生超短脉冲激光的技术,它在许多领域中都有着重要的应用,比如材料加工、医学影像、光通信等。
激光调Q技术的原理是通过调制激光器内部的损耗或增益,来实现脉冲的产生和放大。
在本文中,我们将详细介绍激光调Q技术的原理及其应用。
激光调Q技术的原理主要涉及到激光器内部的损耗或增益调制。
在激光器中,激光的产生是通过激发介质中的原子或分子来实现的。
当这些原子或分子处于激发态时,它们会通过受激辐射的过程释放出光子,从而产生激光。
而在调Q技术中,我们需要对激光器内部的损耗或增益进行调制,来实现脉冲的产生和放大。
激光调Q技术的一个重要应用是在超快激光领域。
超快激光在纳秒、皮秒甚至飞秒时间尺度上工作,它在材料加工、医学影像、光通信等领域都有着重要的应用。
激光调Q技术能够产生高峰值功率、窄脉冲宽度的超短脉冲激光,从而可以实现高精度的材料加工,高分辨率的医学影像,以及高速率的光通信传输。
除了在超快激光领域,激光调Q技术还有着其他的应用。
比如,在激光雷达中,激光调Q技术可以实现高峰值功率的激光脉冲,从而提高雷达的探测距离和分辨率。
在激光制导武器中,激光调Q技术可以产生高能量密度的激光脉冲,提高武器的毁伤效果。
在激光医疗领域,激光调Q技术可以实现对肿瘤等病变组织的精确治疗。
总的来说,激光调Q技术是一种能够产生超短脉冲激光的重要技术,它在超快激光、激光雷达、激光制导武器、激光医疗等领域都有着重要的应用。
通过调制激光器内部的损耗或增益,激光调Q技术可以实现高峰值功率、窄脉冲宽度的超短脉冲激光,从而可以实现高精度的材料加工、高分辨率的医学影像、以及高速率的光通信传输。
在未来,随着激光技术的不断发展,激光调Q技术有望在更多领域中发挥重要作用。
激光说明书第一章激光仪介绍1、1治疗原理激光仪采用调Q模式,利用激光瞬间发射高能量有效击碎病变组织里得色素。
即光爆破原理:激光所集聚高能量瞬间发射,使得固定波长得激光在极短得时间内(仅6nm)瞬间穿透表皮到达病变组织,迅速击碎相应色素,相应色素团受热极速膨胀,瞬间爆破碎裂,一部分(浅表皮)色素团相继弹出体外,一部分(基于组织内)色素团破碎成可以被人体内巨噬细胞吞噬得细小颗粒,被巨噬细胞消化后,最终通过人体得淋巴系统循环排除体外,病变组织得色素将逐渐变淡直至消失,而周围正常皮肤组织由于不吸收固定波长得激光则不形成任何损伤。
1、2治疗范围调Q激光可有效治疗混合色料形成得外源性色素沉着及内源性色素病变。
即:失误得深色纹身(包括外伤性文身)、绣眉、纹唇、浸唇、纹眼线、唇线、排异唇,过敏源色素造成得色素沉着:女性(男性)颜面部常见雀斑、咖啡斑、老年斑、黑痣、斑等,胎记之黑、蓝、青、紫、棕、褐、红等色素。
第二章光电激光仪安全注意事项2、1机器维护安全1、给机器装水时必须把注水孔打开,机器进行工作时注水孔也必须开着。
水箱里得水彻底循环才能进行工作否易烧枪。
2、导光臂内装有精密得激光光学系统,搬运过程中必须使用本厂提供得减震包装,否则可能导致激光系统得失调,影响激光输出能量。
3.本产品得操作手枪壳内装有精密、易碎得激光器件,放置与使用时严禁跌落。
4.请您在调试激光或擦试激光镜片时务必关掉仪器。
2、2激光安全1.光电激光仪辐射安全分类属于4类激光产品。
2.激光就是不可见得红外光,其中波长为532nm激光为绿色刺眼可见光,操作人员应当佩带波长范围为200—1080nm得专用防护镜。
3.激光窗口位于手持枪头瞄准得末端,应避免受到由此窗口发出得激光辐射。
4.决不能直视手持枪头瞄准得末端口以及任何反射来得激光束。
易燃、易爆得麻醉药品、液体、气体(如酒精、乙醇、氢气、氧气等)应远离激光辐射区,并有防护措施。
6.激光治疗室入口处应贴有激光辐射警告标志,激光使用过程中禁止人员随意出入。