H01S3/117
1.本发明涉及的是一种基于Raman-Nath衍射原理设计制造的小型光开关器件。超声波工作频率10MHz左右。将本发明装置在连续波或者长脉冲激光谐振腔中可将激光调制为高重复频率高峰值功率的窄脉冲输出。比较现行的Bragg衍射原理声光Q开关商品,本发明器件衍射效率高且体积小。
楔形声光晶体(熔石英/二氧化碲)尺寸:9(6)×6×8mm 3(详见说明书附图3);超声波馈电电感为2μH、电容量0.2nF;声光晶体和电声换能器的装配方式(详见说明书附图4);
2器件外观和大小(详见说明书中的附图5)。
激光技术领域中的一个重要分支是激光调制。利用激光调制技术改善激光工作状态提升 激光输出性能在实际应用中极其重要。经过调制的激光系统可以得到更广泛的应用。声光Q 开关是将连续波或者长脉冲激光调制为高重复频率、高峰值功率窄脉冲激光输出的关键器件。 近年来,小型高重复率峰值功率激光器件发展迅速,急需小型声光Q开关器件。
目前商品声光Q开关均为频率较高的超声波作用到声光介质产生Bragg(一级)衍射的 原理制造的。这种器件的特点是声光相互作用长度长(通常50mm左右),因此器件体积较大。 这种器件利用一级衍射调制激光腔Q值,效率一般为50-80%左右。
本发明涉及的是一种用频率相对较低(10MHz左右)的超声波作用到声光介质上产生 Raman-Nath(多级)衍射原理设计制造的小型光开关器件。本器件特点是利用零级衍射调制 激光腔Q值,效率最高可达98%左右。由于Raman-Nath衍射的声光相互作用长度短(发明 者实验证明只有数毫米),因而这种器件的体积可以做到比较小。
本发明依据的Raman-Nah声光衍射原理的特征是:加在声光介质上的声波频率低(通常
低于10MHz);声光相互作用长度短;零级衍射效率高(理论上可达100%)。实际上,在
Raman-Nah声光衍射原理中,贝塞尔函数,被用来计算各(m)级衍射效率。这里综
量其中,Δn:表示声波引起的介质产生的折射率差;L表示声光相互作用
长度。当等值时,零级衍射效率零级衍射为暗场。此时,全部入射光能量
被声波衍射到各衍射级次中去,总衍射效率达到了100%。
发明者完成的测量Raman-Nah声光衍射的声光相互作用长度(一级衍射)实验结果表明: 当声频低于10MHz左右时,声光相互作用长度L≤8毫米,总衍射效率达到最大。实验结果 见附图1。另一方面,发明者完成的测量Raman-Nah声光衍射效率实验表明,当调节声功率 使得介质产生的折射率差Δn=3×10-5左右,零级衍射几乎变为暗场,测得其功率只有入射光 的0.02左右,总衍射效率达98%。详见附图2照片。
1本发明运用了Raman-Nath声光衍射原理(异于现行声光Q开关商品的原理),在充分 可靠的实验数据基础上设计并完成了Raman-Nath衍射声光Q开关器件。
2特殊设计了楔形声光晶体(熔石英/二氧化碲)尺寸:9(6)×6×8mm3。详见附图3。
3特殊设计了电声换能器的尺寸和最佳驻波比的超声波馈电参数。换能器的尺寸为: 8×6×0.2mm3;馈电参数电感为2μH,电容量0.2nF。
4设计并完成了具有水冷功能的器件机械结构。详见附图4(机械装配图)和图5(完成 的实物照片)。
图1发明者测量Raman-Nath声光衍射声光相互作用长度(一级衍射)的实验结果。图中 横坐标表示相互作用长度,纵坐标表示一级衍射光相对强度。实验条件:声波频率9MHz; 衍射光波长:黄曲线532nm(40mW),蓝曲线532nm(3mW),紫曲线633nm(2mW)。 从图上可见,无论衍射光波长和功率如何,相互作用长度均为8mm左右时,衍射达到最大。
图2发明者测量Raman-Nath声光衍射效率的实验结果照片。照片中间的暗光斑是零级衍 射,测得其功率只有不到入射光的0.02。实际上,总衍射效率已大于98%。
图3设计的声光Q开关中的楔形声光晶体(熔石英/二氧化碲)尺寸:9(6)×6×8mm3(通 光方向)。
图4设计的具有水冷功能的器件结构装配图。
图5加工完成的器件照片。外形尺寸为:60×55×14mm3(通光方向)。
1将楔形声光晶体(熔石英/二氧化碲)和电声换能器置于图4所示装配图中晶体座上。
2旋紧装配图中上面的四颗锁紧螺钉。
4将超声波馈电电路器件焊接在装配图中下方的空间内。
5接好馈电电路引出线。
6安装侧面板和底板。
7使用时,将位于装配图中上方的水嘴连接在被调制激光器的循环冷却水路中。
本文发布于:2024-09-22 13:28:38,感谢您对本站的认可!
本文链接:https://www.17tex.com/tex/1/73837.html
版权声明:本站内容均来自互联网,仅供演示用,请勿用于商业和其他非法用途。如果侵犯了您的权益请与我们联系,我们将在24小时内删除。
留言与评论(共有 0 条评论) |