激光调q原理

调Q激光治疗的操作流程

1． 热情接待患者：您好，请休息一会，先为您做一下登记

2． 带患者到治疗室，安排床位，拍照，洗脸（清洗治疗部位）

3． 做黑脸娃娃的做热喷3-5分钟（如果有挑刺的要先做10分钟冷喷后），涂碳粉20-30分

钟

4． 打开电源开关及机器锁开关，安装激光治疗头，按下启动键，选择波长、能量、频率（能量由小极大），带眼罩，试打测试患者皮肤耐受力（患者感觉轻微疼痛像被橡皮筋弹的感觉即可）

5． 击打时激光头与治疗面垂直成90度，光斑重叠率10-20%，将治疗区依次击打完毕（黑脸娃娃做两遍，第二遍能量要低一点）

6． 治疗区涂红霉素软膏，（黑脸娃娃后做补水面膜），做30分钟以上的冰敷，以缓解治疗后的疼痛

7． 治疗结束交待注意事项，嘱患者到医生办公室

注意事项：1。必须注意防晒，避免日晒，打伞或戴太阳帽，减少色素沉着的发生

2．一周内治疗区不能接触水或其他污物，不能搓擦和挠抓，不进行面膜和化妆，不能剧烈运动，结痂后7-14天要自行脱落，切忌不能人为去除，避免疤痕形成，伤口一般10-14天愈合（黑脸娃娃治疗后12小时内不要热水，用温度低一点温水，洗脸时不要用力搓擦，不要用磨砂、去角质的洗面奶，皮肤干燥的可以使用补水剂）

3．每天治疗区使用抗生素软膏及表皮修复剂两次，预防感染和炎症的发生

4．1064治疗时治疗面点状出血，不可大面积出血，532治疗时治疗面打白即可，不要有出血

5．治疗前后一周不能使用阿司匹林类药物 5

声光调Q倍频YAG激光器实验

声光调制器由石英晶体、铌酸锂 或重火石玻璃作为声光介质，通过压电晶体电声转换器将超声波耦合，在声光介质中产生超声波光栅，介质的折射率被周期性调制形成折射率体光栅。在腔内采用该技术，可将连续的1064nm基频光变换成10KHz的高重复率脉冲激光，由于具有重复频率和峰值功率高的特点，可获得高平均功率的倍频绿光输出。

【实验目的】

（1）掌握声光调Q连续激光器及其倍频的工作原理；

（2）学习声光调Q倍频激光器的调整方法；

（3）了解声光调Q固体激光器的静态和动态特性，并掌握测试方法；

（4）学习倍频激光器的调整方法。【实验原理】

【实验原理】

声光调Q倍频连续YAG激光器的工作原理

（1） 声光调Q基本原理：

图1 声光调制器工作原理

声光调制器是由石英晶体、铌酸锂、或重火石玻璃做为声光介质，通过电声换能器（压电晶体）将超声波耦合进去，在声光介质中产生超声波光栅。超声波光栅将介质的折射率进行周期性调制，从而进一步形成折射率体光栅。如图1所示。光栅公式如下式

（1）

式（1）中， 是声光介质中的超声波波长， 为布拉格衍射角， 为入射光波波长，n为声光介质的折射率。当入射光以布拉格角入射时，出射光将被介质中的体光栅衍射到一级衍射最大方向上。利用声光介质的这种性质，可以对激光谐振腔内的光束方向进行调制。当加入声光调制信号时，光束偏转出腔外，不能在腔内形成振荡，即此时为高损耗腔。在此期间泵浦灯注入给激活介质（激光晶体）的能量储存在激光上能级，形成高反转粒子数。当去掉声光调制信号

时，光束不被偏转，在腔内往返，形成激光振荡。由于前面积累的高反转粒子数远远超过激光阈值，所以瞬时形成脉冲激光输出，从而形成窄脉宽、高能量的激光脉冲。声光调Q激光器工作在几千周到几十千周的调制频率下，所以可以获得高重复率、高平均功率的激光输出。（2）倍频器件工作原理：

激光调Q技术

班级：11物理学

学号：1150710012

姓名：孔小娟

摘要：为了得到较高的峰值功率和窄的单个脉冲，采用了Q调制技术，即将连续或脉冲激光能量压缩到时间宽度极窄的脉冲中发射，从而使光源的峰值功率提高几个数量级。

关键词：Q调制、谐振腔损耗、品质因数、主动调Q、被动调Q

1. 引言

调Q技术的出现和发展，是激光发展史上的一个重要突破，它是将激光能量压缩到宽度极窄的脉冲中发射，从而使光源的峰值功率可提高几个数量级的一种技术。普通的脉冲激光器,光脉冲的宽度约在ms级,峰值功率也只有几十kW。调Q激光器,光脉冲的宽度可以压到ns级,峰值功率也已达到MW。

品质因数 Q值是评定激光器中光学谐振腔质量好坏的指标， 而Q值的定义为：dtdwwQ2单位时间损耗的能量谐振腔内储存的能量2每振荡周期损耗的能量谐振腔内储存的能量2

我们一般采取改变腔内损耗的办法来调节腔内的Q值

2. 激光调Q的工作原理

在泵浦激励过程中，当工作物质中反集居数密度∆n增加到阈值时就产生激光。当∆n超过∆nt时，随着受激辐射的增强，上能级粒子数大量消耗，反转集居数∆n迅速下降，直到∆n低于阈值∆nt时，激光震荡迅速衰减。然后泵浦的抽运又使上能级逐渐积累粒子而形成第二个激光尖峰。如此不断重复，便产生一系列小的尖峰脉冲。由于每个激光脉冲都是在阈值附近产生的，所以输出脉冲的峰值功率较低，一般为几十千瓦数量级。而增大输入能量，只能使尖峰脉冲的数目增多，不能有效的提高峰值功率水平，激光输出的时间性也很差。

为了得到搞得峰值功率和窄的当脉冲，主要采用了Q调制技术，它的基本原理是通过某种方法使谐振腔的损耗因子（或品质因数Q）按照规定的程序变化，在泵浦激励刚开始时，使光腔具有较高的损耗因子，激光器由于阈值高而不能产生激光震荡，于是亚稳定上的粒子数便可以积累到较高的水平。然后在适当的时刻，突然降低损耗因子，阈值也随之突然降低，，此时反转集居数大大超过阈值，受激辐射迅速增强。在极短的时间内上能级储存大部分粒子的能量转变为激光能量，形成一个很强的激光巨脉冲输出。

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。 122 被动调 Q