聲光調制器(AOM) 可以針對Q 開關 激光器的特定應用進行優(yōu)化。這種聲光Q開關放置在激光諧振腔內(nèi)。當激光器被泵浦時，AOM 的 RF 輸入被打開，因為在諧振腔中循環(huán)的光的衍射損耗很高（因為衍射光束離開諧振腔），并且激光被抑制。當射頻輸入突然關閉時，會產(chǎn)生強烈的激光脈沖。

大多數(shù)調Q固態(tài)激光器都包含一個聲光調Q開關；只有少數(shù)激光器內(nèi)置電光Q 開關，需要最高的開關速度和/或非常高的損耗調制。

緊湊型聲光Q開關

聲光Q開關要求

關于聲光調制器的文章中討論了 AOM 的一般要求。特別是對于激光器的Q開關，以下方面與適當?shù)男阅芟嚓P：

• 零級（非衍射）光束的插入損耗應該非常低，以避免功率損耗和熱效應。因此，應使用損耗吸收聲光介質（通常是熔融石英）并制備具有高表面質量的介質。為了抑制光學表面的反射，經(jīng)常使用抗反射涂層。也有Q開關，其中有源元件以布魯斯特角操作；強制激光束的線性偏振。在某些情況下（例如對于會發(fā)生強去極化損耗的激光器），Q 開關應該與偏振無關。

• 輸入和輸出極化通常應該相同。（Q 開關通常基于各向同性衍射，即使在使用非各向同性聲光介質時也是如此。）
     調制器的損壞閾值必須足夠高以承受強激光脈沖。

• “開啟”狀態(tài)下的衍射損耗必須足夠高以安全地抑制激光發(fā)射。所需的損失取決于增益激光增益介質。

• 開關速度必須足夠高以獲得干凈的脈沖積累。該要求主要取決于激光諧振腔的往返時間（因此取決于其長度）和激光增益。可實現(xiàn)的開關速度基本上受Q 開關中聲速和波束半徑的限制。對于通常的固態(tài)激光器，很容易獲得所需的開關速度，但對于特別緊湊的短脈沖激光器，這可能具有挑戰(zhàn)性。在某些情況下，由于 AOM 的速度限制，需要使用電光調制器。

• 該設備應適用于高占空比，這是此類激光應用的典型特征。

有各種各樣的權衡。例如，具有高彈光系數(shù)的二氧化碲 (TeO 2 ) 需要小的聲功率，但具有中等的損傷閾值。結晶石英或熔融石英可以承受更高的光強度，但代價是更高的聲功率（因此也是射頻功率）。所需的聲功率還取決于設備的光學孔徑：大孔徑設備，如高功率激光器所需，需要更高的聲功率。Q開關中產(chǎn)生的熱量可能非常強烈，以至于需要水冷。在較低的功率水平下，傳導冷卻就足夠了。

對于高增益激光器（例如，光纖激光器），可以在激光條件下使用一階衍射光束，因此當 AOM 關閉時會導致非常高的諧振腔損耗。然而，激光狀態(tài)下的損耗也相當高，并且在脈沖生成期間會發(fā)生頻移。因此，該配置不常使用。

聲光Q開關的射頻驅動器

使用的電子驅動器通常是一個以固定調制頻率和數(shù)字輸入運行的設備，用于快速打開/關閉射頻輸出。

所需的射頻驅動功率通常很大（有時甚至遠高于 10 W），原因如下：

• 激光增益通常（但并非總是）非常高，因此Q開關需要大量的損耗調制。

• 聲光介質必須針對低損耗進行優(yōu)化，暫時導致較低的聲光品質因數(shù)。

• 如果需要與極化無關的操作，則必須使用剪切波，從而導致品質因數(shù)更低。

• 特別是對于高功率激光器，需要大孔徑和相應大的聲束直徑。

由于射頻功率最終會轉化為熱量，因此通常需要對 AOM 進行水冷。

聲光Q開關射頻驅動器

G&H聲光Q開關 (AOQS)

聲光Q開關 (AOQS) 在激光腔內(nèi)工作，通過主動控制腔的 Q 因子（損耗）來產(chǎn)生高強度的脈沖光。我們的聲光Q開關堅固耐用、可靠且經(jīng)久耐用，并以數(shù)百萬小時的現(xiàn)場服務為后盾。

我們提供低插入損耗、高效的聲光Q開關，能夠處理非常高的峰值功率，并將利用我們 35 年的經(jīng)驗來匹配腔長、重復率、波長、光束直徑、偏振狀態(tài)和輸出功率激光到最佳聲光Q開關解決方案。

當放置在激光腔內(nèi)時，聲光Q開關 (AOQS) 可用于通過聲光效應控制諧振腔內(nèi)循環(huán)的光量。當打開時，AOQS 將光從腔內(nèi)的光束路徑中衍射出來，從而增加損耗并降低 Q 因子。雖然腔中的損耗很高并且泵浦繼續(xù)進行，但不會發(fā)生激光，但可以在增益介質內(nèi)建立粒子數(shù)反轉。一旦增益飽和，聲光Q開關的射頻功率就會關閉，從而非常迅速地降低腔內(nèi)的損耗。這增加了 Q 因子并允許快速放大以產(chǎn)生非常高強度的短脈沖。

高質量的聲光Q開關具有以下幾個重要特性：

• “關閉”狀態(tài)下的損耗極低，可最大限度地提高輸出強度

• 能夠承受非常高的峰值激光功率

• 出色的傳感器可靠性，允許長期使用而無需維護

在為應用確定或創(chuàng)建正確的聲光Q開關和驅動器時，我們考慮了許多因素：

• 腔長

• 光束直徑

• 波長

• 偏振態(tài)

• 重復率

• 輸出功率

• Q 開關在腔體內(nèi)的位置

為了避免犧牲衍射效率，需要在施加的射頻功率和耐用性之間進行權衡。更堅固或耐用的聲光Q開關材料通常需要更大的射頻驅動功率，并且可能需要水冷或傳導冷卻。

我們?yōu)榻t外波長的偏振或非偏振激光器提供現(xiàn)成的解決方案。我們可以通過水冷和傳導冷卻來適應大燈泵浦多模激光束直徑（高達 8 毫米）以及小型緊湊二極管泵浦光束直徑（< 1 毫米）。專門的設計可滿足獨特的需求，例如超高單程損耗（高達 96%）、高開關速度和出色的脈沖到脈沖穩(wěn)定性。

我們還提供專為Q開關設計的全系列 RF 驅動器，具有快速下降時間、緊密同步、在固定或可變模式下運行，以及諸如第一脈沖抑制或多通道操作等高級功能，可驅動多個Q開關。相同的腔體。

無論您是為材料加工應用（雕刻、切割或鉆孔）設計激光器，還是為醫(yī)療手術、光刻或快速原型設計創(chuàng)建完整系統(tǒng)，我們都能找到Q開關和射頻驅動器來平衡您的性能、成本和可靠性需求。

聲光調Q開關的應用

激光打標、光刻、材料加工、醫(yī)療手術、微加工

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