压为时,获得稳定输出,应用示波器测得其自由运转状态下的脉冲宽度为微秒,激光功率计测得重复频率为下,激光平均输出功率为,单脉冲输出图个脉冲组成的触发脉冲与自由运转激光在时域上的对应关系声光调制后的激光脉冲列输出,第章绪论能量为单脉冲平均功率为对高频声光驱动电源进行延迟处理及外调后驱动单声光器件,发现声光器件不能完全关断激光脉冲输出,在调制后的激光脉冲输出的底部有明显的未调制的激光溢出,如图所示降低激光电源的电压输出,底部溢出的激光慢慢消失,至调整激光电源电压输出至伏时,调调制后激光脉冲输出的底部溢出得到完全抑制,如图所示图未关断的调制波形图自由运转激光脉冲输出波形北京工业大学工学硕士学位论文在此基础上,我们利用示波器,测出了调制后的激光脉冲的宽度为纳秒其波形图如图所示声光器件关断能力关断有定增益的激光器振荡,必须有足够的声功率,根据计算,般需要大于瓦的声功率才能使激光器停止振荡考虑到电声转换效率般小于,所以高频驱动电源的功率应大于瓦为了获得必要的声功驱动功率尽量提高声光器件的关断能力的同时又不至于损伤器件,提高器件的的使用寿命,我们测定图完全关断后的调制波形图调制后的激光脉冲的宽度第章绪论了声光驱动功率与关断激光功率之间关系的曲线实验中采用直射式功率计测定高频驱动电源的输出功率声光调调频率声光器械件高频驱动功率与激光关断功率关系如下表高频驱动与激光输出功率高频驱动功率激光电源输出电压能关断的激光输出平均功率激光单脉冲平均功率单脉冲能量调制后激光脉冲的功率关断的激光功率声光驱动电源功率图高频驱动功率与激光关断功率的关系北京工业大学工学硕士学位论文由图,我们发现起始阶段声光器件对激光关断功率能力较低,但增长迅迅速,这是因为声光器件和激光输出有个阈值,高频驱动约瓦激光电源约为瓦随着驱动功率的增加,激光关断功率的增加并不按正比增加,这是因为器件的特征阻抗匹配主要是在瓦低驱动功率下进行的,随着驱动功率的增加,我们发现器件的驻波反射比会增加,匹配性能在所下降当驱动功率增加到瓦时,激光关断功率基本饱和,激光关断功率输出随驱动功率的增加而增加缓慢综合考虑关断效果及声光器件的的使用寿命,我们认为驱动功率取瓦为宜声光器件调制频率与激光功率输出的关系由前面的实验我们知道,在自由激光脉被完全关断的前提下,调制后的脉冲输出平均功率随着,自由运转激光脉冲的能量增加而增加在此基础上,我们利用波形发生器,编制了不同频率的调制波形,实验研究了声光调制频率对激光输出功率的影响表不同频率调制出的巨脉冲数及输出功率,激光输出功率为调制频率调制后脉冲数调制后激光输出功率调制后单脉冲功率由测得结果可以发现,随着调制频率的增加,调制后的激光输出功率略有增加,但与之相反的是调制后的单脉冲能量有所下降分析原因,主要是因为随着调制频率的增加,在每次调制串对自由运转脉冲调制输出时,有部分原本被抑制掉的激光脉冲增加了输出机会但同时由于总的脉冲列调制输出的能量增加不大,因而调制后的单脉冲能量有所下降采用双声光器件提高对激光关断能力为研究双声光开关对大功率激光的关断特性，采用脉冲氙灯泵浦激光器。在此激光器中加入双声光开关，设计的新的激光器系统如图。激光器的谐振腔采用平平腔，双灯泵浦的激光棒位于谐振腔的第章绪论光学中心，激光棒直径，长，腔长为光学长度，激光谐振腔输出镜的反射率。为保证两声光开关的同步，两声光开关采用同驱动源，经功率分配器将驱动功率加于两声光开关。同时，为保证两声光开关有足够的驱动功率，设计了功率损耗小的功率分配器，并与两声光开关的阻抗严格匹配。实验中采用的驱动源最大输出功率为频率调制频率，功率分配器的衰减小于驻波比小于，两声光开关开启时间差小于毫微秒。实验中，声光开关采用相同的驱动功率。采用不同的泵浦，对单声光开关声场互相平行的双声光开关声场互相垂直的双声光开关，分别测量腔内激光被关断时的泵浦，及加上调制时的输出，实验数据列于表。表几种条件下的泵浦和输出开关工作开关工作声场互相平行开关和工作声场互相垂直开关和工作激光电源输入能量图激光器原理结构，由个泵浦腔和两声光开关组成。,腔镜,声光开关激光棒泵浦灯光阑激光电源可调延时器任意波形发生器开关驱动源功率分配器,北京工业大学工学硕士学位论文自由运转激光脉冲能量输出脉冲列能量由理论分析和实验,我们可以得出结论,采用双声光器件可以提高超声场的衍射效率,提高器件的关断能力,而超声场相互正交两声光开关的特点是充分利用熔石英声光优质的特性，使原来平行和垂直的两部分偏振光都能垂直于声波波面通过介质，进步提高声光开关的衍射效率较单声光可提高倍左右,较平行双声光可提高三分之左右,脉冲峰值功率接近双声光器件同步驱动原理声光调激光器，当声光开关开启时，腔内值会迅速提高，而此时腔内初始光子数值很小，激光脉冲的形成需要使增大到其最大值的，这需要较长的时间，这段时间称为脉冲的建立时间，般为几十至几百毫微秒，在内，特别时在腔内光子数极低阶段，两声光开关开启时间的微小差异，会影响到腔内光子数密度的增长调整腔内开关的开启时间，使其最大可能的同步，以增加腔内的损耗，从而高平均功率和脉冲的峰值功率的激光输出。实验表明对于国内目前声光器件而言，般采用瓦输入功率对器件进行驱动，即可获得较好的关断效果。继续增加输入功率对提高器件的关断能力并无明显效果。采用声光驱动电源通过功率分配器，载波频率为，调制频率为,开启时间为。每个输出端可获得的功率。具体方案如下平平腔内采用根棒，谐振腔的光学长度为，耦合输出镜的透射率为，单氙灯灯脉冲泵浦。用两只有效孔径为,最大驱动功率为的声光器件进行调。灯泵浦时间与声光调制时间通过时间延迟技术达到致。光路图如下全反镜器件棒器件耦合输出镜图个棒与两个声光器件的结构图第章绪论由于激光是非偏振光，平行和垂直两种偏振状态的光都同时存在，当只在维方向加超声波时，对垂直偏振部分的光能产生较大的衍射，而对平行偏振部分的光的衍射很小。在腔内插入起偏元件，虽然能提高衍射效率，但由于插入损耗大，同时，存在退偏现象，影响器件的输出。因此我们在使用两个器件时，采用正交放置方法以提高声光开关的关断性能。双声光驱动原理图如下如图所示，高频信号在混频电路中被低频信号调制后，经过多级功率放大成为可驱动声光器件的电源信号，由低损耗的功率分配器平均分成两路，每路输出瓦的功率，分别加在两个性能相当的声光器件上。双声光器件调制激光脉冲实验双声光驱动电源信号输出的同步性将由声光驱动电源输出的信号通过功率分配器平均分配的功率分别加在两个器件上，通过双踪示波器监视调制后两路驱动信号在时域上的分布情况。如图所示，两路驱动信号的开启时间基本致。通过增加功率传输线的长度，在两路信号间引入时间延迟后，将由声光驱动电源输出的信号通过功率分配器平均分配的功率分别加在两个器件上，通过双踪示波器监视调制后两路驱动信号在时域上的分布情况。如图所示，当适当增加传输线的长度后，两驱动信号间有的时间差异。高频载波信号发生器低频调制信号发生器混频信号电路信号放大电路功率分配器器件器件图双声光驱动原理北京工业大学工学硕士学位论文调制激光脉冲输出在激光输出端用光电探测器接收激光脉冲信号，通过示波器观察其波形分布。如图所示。图两声光器件不同开启时间下激光调制脉冲输出的波形图两器件驱动信号的时间关系第章绪论由实验可知，双声光器件驱动信号的同步性对激光调制脉冲的输出有很大的影响当两器件开启时间同步而无相对延迟时，激光器输出均匀分布的调制脉冲，