从而抑制激光振荡的产生,使工作物质上能级粒子数得到积累。随着光泵的继续激励,上能级粒子数逐渐积累到最大值。此时,突然将器件的阈值调低,那么,积累在上能级的大量粒子便雪崩式地跃迁到激光下能级,在极短的时间内将储存的能量释放出来,从而获得峰值功率极高的激光脉冲输出。Р调Q技术的基本思想: 当激光上能级积累的反转粒子数不多时,人为地控制激光器阈值,使其很高,抑制激光振荡的产生。在这种情况下,由于光束的激励,激光上能级将不断地积累粒子数。当反转粒子数达到最大数量时,突然降低激光器的阈值。此时亚稳态上的粒子的能量很快转换为光子能力,光子像雪崩一样以极高的速率增长,输出峰值功率高、宽度窄的激光巨脉冲。Р我们来看一下如何调节激光器振荡的阈值。Р由激光原理可知,激光器振荡的阈值条件可表示为Р Р式中,g为模式数;A21为自发辐射几率;为光子在腔内的寿命。因为带人上式,有Р 上式表明,阈值反转粒子数密度与谐振腔的品质因数Q成反比。调节器件的振荡阈值,实际上就是调节谐振腔的品质因数Q,也就是调节谐振腔的损耗。因而,将这种获得巨脉冲的技术称为调Q技术或Q开关技术。Р Р调Q激光器对工作物质、光泵浦速率和谐振腔Q值的变化三方面有以下要求:Р ①工作物质Р 工作物质应具有高抗损伤阈值,以保证在强泵浦条件下工作。且激光跃迁的上能级寿命要比较长。主要原因是当泵浦速率Wp与激光上能级粒子数n2因自发辐射而减少的速率达到平衡时,上能级所能达到的最大反转粒子数n2取决于工作物质上能级寿命与泵浦速率WP的乘积。在常用的固体、气体及液体三类工作物质中,固体工作物质和某些染料可以满足上述要求,而泵浦速率不高的某些气体工作物质则无法满足。Р ②光泵浦速率Р 要求光泵浦速率大于粒子在上能级的自发辐射速率,否则,反转粒子数的积累水平不够高。Р ③Q值突变Р 谐振腔Q值的变化应和腔建立激光振荡的时间相近,否则会使脉冲展宽。
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