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高性能电光Q开关
来源: | 作者:topphotonics | 发布时间: 2021-05-11 | 747 次浏览 | 分享到:
立陶宛EKSMA Optics公司致力于开发制造激光领域的光学器件和电学器件,其中电光Q开关可用于纳秒激光器集成,也可作为电光调制器,在超快激光器里用于降频或者选单。

Q开关是激光光学系统中一个重要光学元件,它在激光谐振腔内,通过阻断和不阻断光的反射通道来抑制和产生激光脉冲。这里Q值是评定激光器中光学谐振腔质量好坏的指标,Q值定义为在激光谐振腔内,储存的总能量与腔内单位时间损耗的能量之比。在Q开关阻断光的反射通道时,不能产生光的受激辐射放大,在泵浦源的持续作用下,增益介质中粒子数反转不断累积,储存的总能量不断增大,类似水坝蓄积洪水。当Q开关突然不阻断光的反射通道时,光的受激辐射放大产生,增益介质中储存的总能量一次性放出,形成巨脉冲,类似水坝泄洪。这个过程,我们叫做调Q。


调Q分为被动调Q和主动调Q。被动调Q是采用类似Cr:YAG的可饱和吸收晶体来实现,这种调Q简单成本低,但是脉冲频率无法控制,在工业界难以应用。主动调Q是在电光晶体或者声光晶体上加载电信号来调制Q值,这种电信号的频率等细节是我们可控的。主动调Q分为声光调Q和电光调Q。声光调Q是利用光子在声场中的偏转来实现调Q,但是因为有一个声波在晶体里的渡越时间,所以上升沿和下降沿比较长,产生的激光脉宽在几十ns量级。而电光调Q是利用普克尔斯效应来调Q,具体而言,就是当电光晶体上外加λ/4电压时,由于普克尔斯效应,往返通过电光晶体的线偏振光的振动方向改变π/2,从而阻断了光的受激辐射放大,当电光晶体上未加电压时,往返通过电光晶体的线偏振光的振动方向不变,光的受激辐射放大产生。电光调Q的上升沿和下降沿较短,产生的激光脉宽在几ns量级。


电光Q开关一般由三部分组成,普克尔斯盒、驱动器、高压电源。EKSMA Optics可提供这三部分产品,并可提供夹持普克尔斯盒的调整架。EKSMA Optics的普克尔斯盒有多种晶体可选,BBO、KTP、DKDP、RTP等等,根据调Q应用场景不同,可选择不同的晶体和高压电源。如KTP晶体的透过波长范围宽,电压低,重频高,适合应用于半导体泵浦固体激光器中的调Q,重频范围1kHz~1MHz;BBO晶体的消光比、透过率、损伤阈值、使用寿命都非常优秀,由于BBO半波电压较高,因而常用双BBO晶体,或者四BBO晶体结构来降低工作电压,适合应用于半导体泵浦固体激光器中的调Q,重频最大2MHz;DKDP晶体孔径大,成本低,且镀有适用于多种不同波长的高损伤阈值镀膜,适合低重频高能量应用场景,如灯泵固体激光器中的调Q,重频一般在几十Hz到几百Hz。配套可选用DQ系列,DQF系列,以及DPS/DPD系列各种驱动,并搭配PS系列,HV系列电源。

                                                   KTP普克尔斯盒                                     DKDP普克尔斯盒                          BBO普克尔斯盒





                                                                       驱动器DQ                                                                   高压电源PS


立陶宛EKSMA Optics 公司成立于1983年,致力于精密光学器件和光学系统的研制开发,凭借其在光学和激光领域长期的知识和经验积累,EKSMA Optics成为高功率激光应用领域的全球知名制造商。其主要产品包括激光介质和非线性频率转换晶体、光机械、电光普克尔盒及驱动、超快脉冲采集系统等,应用于激光器及其他光学仪器。



北京拓普光研科技发展有限公司是EKSMA Optics在中国市场的代理商,致力于EKSMA Optics产品在量子光学、激光器集成等领域的应用市场开发、产品推广等,致力于跟用户共同成长。