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脉冲产生机制

/pulse generation mechanism/
条目作者柳强

柳强

最后更新 2022-01-20
浏览 213
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利用自激振荡原理产生脉冲的方法。

英文名称
pulse generation mechanism
所属学科
光学工程

光纤脉冲产生机制包括调Q技术、增益开关技术、锁模技术和主振荡功率放大技术等。

在谐振腔内插入Q开关器件,通过周期性改变腔损耗,实现调Q脉冲激光输出见图a。调Q技术分为主动调Q技术和被动调Q技术,主动调Q技术需要在谐振腔内插入损耗元件,如电光开关器件和声光开关器件等;被动调Q技术需要在谐振腔内插入可饱和吸收体来实现调Q技术,或者通过受激布里渊散射实现脉冲激光输出。

通过以一定重复频率和脉冲宽度的电脉冲直接驱动半导体泵浦激光器,实现快速增益的建立,获得脉冲宽度可调的脉冲激光输出(见图b)。

分为主动锁模技术和被动锁模技术两类。主动锁模技术需在激光器谐振腔内插入受外部信号控制的调制器,周期性地调制谐振腔的振幅或相位,又分为幅度调制锁模技术和相位调制锁模技术。幅度调制锁模技术是指信号振幅受外界信号的调制,通过调制激光工作物质的增益或腔内损耗的方式实现振幅调制;相位调制锁模技术在激光器的谐振腔内插入电光晶体,利用其折射率随外加调制信号周期性变化的特性实现相位调制,又称频率调制锁模技术。被动锁模技术不需要其他任何有源器件,利用光纤中或者其他元件中的非线性效应等,实现激光自启动锁模。被动锁模光纤激光器主要利用可饱和吸收体、非线性光纤环形镜、非线性偏振旋转效应等来实现(见图c)。

将脉冲种子光源耦合进入光纤放大器中,在泵浦激光的作用下,将种子光放大,从而得到单脉冲能量较高,平均输出功率较大,调谐范围广,光束质量好的激光脉冲。种子光源的产生方式包括光纤和固体锁模激光器,调Q激光器,增益开关调制半导体激光器等。

脉冲产生机制a.调Q技术 b.增益开关技术 c.被动锁模技术脉冲产生机制



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