2022/10/171先進(jìn)戰(zhàn)術(shù)激光系統(tǒng)

20090613在2009年完成摧毀助推階段導(dǎo)彈的演示試驗(yàn)

第一頁，共六十二頁。2波爾茲曼分布由n0個相同原子組成的系統(tǒng)，在熱平衡條件下，原子數(shù)按能級分布服從波爾茲曼定律：熱平衡條件下，處于高能級狀態(tài)的粒子數(shù)總是小于處于低能級狀態(tài)的粒子數(shù)玻爾茲曼統(tǒng)計(jì)分布：§3.3激光產(chǎn)生的條件第二頁，共六十二頁。2022/10/173

3.3.1激光產(chǎn)生的必要條件

1.粒子數(shù)反轉(zhuǎn)

光束通過原子與分子系統(tǒng)時，總是同時存在受激發(fā)射與受激吸收的過程。從愛因斯坦關(guān)系可知，一般受激吸收遠(yuǎn)大于受激發(fā)射，粒子處于基態(tài)；如果激發(fā)態(tài)的電子數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)多于基態(tài)電子數(shù)，就會使激光工作物質(zhì)中受激發(fā)射占主導(dǎo)地位，這種狀態(tài)即～。§3.3激光產(chǎn)生的條件必要條件：粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布減少振蕩模式充分條件：起振穩(wěn)定振蕩（形成穩(wěn)定激光）第三頁，共六十二頁。2022/10/174考慮一個二能級（）系統(tǒng)的粒子數(shù)的分布情況。設(shè)有一光束通過此系統(tǒng)，頻率為：由于受激吸收和發(fā)射的存在，光束的能量要發(fā)生變化。經(jīng)dt時間后有：單位體積因吸收減少：單位體積因發(fā)射增加：能量總的變化為：由愛因斯坦關(guān)系得：第四頁，共六十二頁。2022/10/175

由上式可知，光束在傳播過程中能量密度的增減由括號中運(yùn)算的值決定。據(jù)此可以把工作物質(zhì)狀態(tài)分為兩類：（1）粒子數(shù)正常分布滿足：當(dāng)物質(zhì)處于熱平衡時有由于于是粒子數(shù)分布總有

工作物質(zhì)中具有較低能量的一個能級上的粒子數(shù)大于較高能量的一個能級上的粒子數(shù)即～。第五頁，共六十二頁。2022/10/176

（2）粒子數(shù)反轉(zhuǎn)滿足：光束在此工作物質(zhì)中傳播光能密度不斷增加。

正常分布第六頁，共六十二頁。2022/10/177

在激活介質(zhì)中，粒子數(shù)是反轉(zhuǎn)分布的，粒子在能級上的分布情況與波爾茲曼分布情況相反，是“上多下少”。而要達(dá)到粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布，需要一個機(jī)構(gòu)將低能級粒子抽到高能級，這種機(jī)構(gòu)稱為泵浦源。

2.減少振蕩模式數(shù)基于方向性、單色性的考慮。右圖表示了諧振腔中光的振蕩，（R1＝1，R2<1）(a)激活介質(zhì)中的光放大

(b)諧振腔中光的振蕩

第七頁，共六十二頁。2022/10/1783.3.2激光產(chǎn)生的充分條件

1.起振條件－－閾值條件

由于R2<1，光在鏡面上總有透射損失，鏡面和腔內(nèi)激活介質(zhì)還存在吸收、散射等損失。因此光的增益超過損失時，光波才能被放大，進(jìn)而振蕩，即有閾值。設(shè)激活介質(zhì)的增益系數(shù)為，諧振腔長為L，則光束通過單程L后，強(qiáng)度變化關(guān)系為：

（為單程增益）諧振腔兩面分別有反射率，透射率，損耗，則：光束在腔內(nèi)往返一次強(qiáng)度的變化情況為：第八頁，共六十二頁。2022/10/179于是

可見，形成激光振蕩條件為激光振蕩必須滿足的最起碼條件為又因?yàn)橛谑欠崔D(zhuǎn)粒子數(shù)閾值公式為第九頁，共六十二頁。2022/10/17102.穩(wěn)定振蕩條件－－增益飽和效應(yīng)激光強(qiáng)度將隨傳播距離的增加而呈指數(shù)關(guān)系上升，但是激光強(qiáng)度不會無限制的增大。當(dāng)入射光強(qiáng)度足夠弱時，增益系數(shù)與光強(qiáng)無關(guān)，是一個常量；而當(dāng)入射光強(qiáng)增加到一定時，增益系數(shù)將減小，即應(yīng)寫成這種現(xiàn)象稱為增益飽和現(xiàn)象。設(shè)想工作物質(zhì)在泵浦作用下實(shí)現(xiàn)了粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，即

第十頁，共六十二頁。2022/10/1711

當(dāng)外加光強(qiáng)出現(xiàn)時，感應(yīng)了的受激發(fā)射和的受激吸收，兩種躍遷的過程概率相等，由于，因此粒子數(shù)大于粒子數(shù)，其結(jié)果使新平衡反轉(zhuǎn)粒子數(shù)，變?。挥捎谠綇?qiáng)，造成反轉(zhuǎn)粒子數(shù)的減少越嚴(yán)重，因而隨著往返振蕩，不斷增大，使得不斷減小，直到光所獲得的增益恰好等于激光腔內(nèi)的損耗，就建立了穩(wěn)態(tài)的振蕩，形成穩(wěn)定的輸出。第十一頁，共六十二頁。2022/10/1712作業(yè)受激輻射與自發(fā)輻射的相同之處與區(qū)別之處？受激輻射下光譜線展寬的類型有哪些？第十二頁，共六十二頁。2022/10/1713§3.4激光器的基本結(jié)構(gòu)及輸出3.4.1激光器的基本結(jié)構(gòu)激光工作物質(zhì)、泵浦源、光學(xué)諧振腔第十三頁，共六十二頁。2022/10/1714三能級系統(tǒng)1.激光工作物質(zhì)二能級系統(tǒng)不能充當(dāng)激光工作物質(zhì)。激光物質(zhì)是三能級或四能級結(jié)構(gòu)。第十四頁，共六十二頁。2022/10/1715四能級系統(tǒng)第十五頁，共六十二頁。2022/10/17162.泵浦源必須用外界能量來激勵工作物質(zhì)，建立粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布狀態(tài)。將粒子從低能級抽運(yùn)到高能級態(tài)的裝置，稱為～。它是形成激光的外因。激光器是一個能量轉(zhuǎn)換器件，它將泵浦源輸入的能量轉(zhuǎn)變?yōu)榧す饽芰俊闹苯油瓿闪Ｗ訑?shù)反轉(zhuǎn)的方式來分，泵浦方式可分為：（1）光激勵方式（2）氣體輝光放電或高頻放電方式（3）直接注入電子方式（4）化學(xué)反應(yīng)方式還有：熱激勵、沖擊波、電子束、核能等方式。第十六頁，共六十二頁。2022/10/17173.諧振腔

典型的穩(wěn)定腔有法－珀腔、共焦腔等(如圖(a)，(b)）。傍軸光線在這類諧振腔內(nèi)往返多次而不至于橫向逸出腔外。(a)琺－珀腔

(b)共焦球面腔限制輸出模式，同時還對激光頻率、功率、光束發(fā)散角及相干性都有影響。第十七頁，共六十二頁。2022/10/1718

限制輸出模式，同時還對激光頻率、功率、光束發(fā)散角及相干性都有影響。

設(shè)激光器腔長L，反射鏡曲率半徑分別為(凸面鏡，凹面鏡)，諧振腔可分為穩(wěn)定腔（低損耗腔）和非穩(wěn)定腔（高損耗腔）兩類。

（1）穩(wěn)定腔(a,b)滿足：

（2）非穩(wěn)定腔(c,d)滿足：或3.諧振腔

（d）雙凹非穩(wěn)腔(c)雙凸腔

第十八頁，共六十二頁。2022/10/17193.4.2激光器的輸出1.輸出功率實(shí)際激光器工作在閾值以上。設(shè)小信號增益系數(shù)為腔長L,單程損耗為，I在腔內(nèi)往返一次后變?yōu)?，則有：

開始時某一振蕩頻率的小信號增益系數(shù)大于閾值系數(shù)，則有腔內(nèi)光強(qiáng)將逐漸增加，由于受飽和效應(yīng)的影響，若大信號增益系數(shù)仍然大于，則這一過程便繼續(xù)下去，隨著光強(qiáng)的增加，逐漸減少，直到：

激光器建立起穩(wěn)定的工作狀態(tài)，有了恒定的輸出功率。穩(wěn)定工作時激光器的信號增益總是穩(wěn)定在第十九頁，共六十二頁。2022/10/17202.輸出模式

激光器輸出的獨(dú)立頻率分量稱為～。激光器的穩(wěn)定含義包括：（1）確定頻率（2）振幅在空間的相對分布確定，不隨時間改變（3）相位在空間的相對分布確定，不隨時間改變第二十頁，共六十二頁。2022/10/1721§3.5激光器的種類可按功率、輸出激光連續(xù)性狀況、泵浦、激光工作物質(zhì)來分。3.5.1氣體激光器以氣體為工作物質(zhì)，大多數(shù)氣體激光器能連續(xù)工作，其激勵過程涉及的能級比較固定－－利用氣體放電中的電子碰撞來激發(fā)。

1.原子氣體激光器

2.離子氣體激光器

3.分子氣體激光器

4.準(zhǔn)分子激光器第二十一頁，共六十二頁。2022/10/1722例如：氣體激光器（1）He-Ne激光器

He、Ne氣體（1:5~10）充入放電管中構(gòu)成，He為輔助氣體，Ne產(chǎn)生受激輻射發(fā)光。主要輸出波長632.8nm、1.15μm、3.39μm。（2）氬離子激光器放電管中充入低氣壓氬氣，電離的氬離子產(chǎn)生受激輻射發(fā)光。輸出藍(lán)綠光，有很多波長，488.0nm、514.5nm二譜線最強(qiáng)。（3）CO2激光器放電管中充入CO2氣體和少量的N2和He（1:4:5）。CO2分子發(fā)光，輸出波長9~11μm，典型波長10.6μm。第二十二頁，共六十二頁。2022/10/1723（4）準(zhǔn)分子激光是由氣態(tài)氟化氬（ArF）在激發(fā)狀態(tài)下激發(fā)的“冷激光”。之所以稱為準(zhǔn)分子，是因?yàn)樗皇欠€(wěn)定的分子，是在激光混合氣體受到外來能量的激發(fā)所引起的一系列物理及化學(xué)反應(yīng)中曾經(jīng)形成但轉(zhuǎn)瞬即逝的分子，其壽命僅為幾十毫微秒，準(zhǔn)分子激光是一種脈沖激光，因諧振腔內(nèi)充入不同的稀有氣體和鹵素氣體的混合物而有不同波長的激光產(chǎn)生。波長范圍為157－353nm。

例如：氣體激光器第二十三頁，共六十二頁。2022/10/1724原理圖（He-Ne激光）此類激光器的結(jié)構(gòu)大體可分為三部分，即放電管、諧振腔和激發(fā)電源。He-Ne激光器，最外層是用硬質(zhì)玻璃制成。

鎢針鋁圓筒放電的內(nèi)管直徑約2～3mm，管長幾厘米到十幾厘米，放電管越長功率越大，相應(yīng)的放電電壓就高。管內(nèi)主要按5：1～10：1的比例充入氦氖混合氣體達(dá)到總氣壓約2.66～3.99Pa。電激勵第二十四頁，共六十二頁。2022/10/1725誕生于1960年，可見光及紅外區(qū)：有632.8nm紅光、和1.15μm及3.39μm632.8nm氦－氖激光器最大連續(xù)輸出功率可達(dá)到一W，壽命也達(dá)到一萬小時以上。借助調(diào)節(jié)放大電流大小，使功率穩(wěn)定性達(dá)到30秒內(nèi)的誤差為0.005％，十分鐘內(nèi)的誤差為0.015％的功率穩(wěn)定度；發(fā)散角僅為0.5毫弧度。氦氖激光器除了具有一般的氣體激光器所固有的方向性好，單色性好，相干性強(qiáng)諸優(yōu)點(diǎn)外，還具有結(jié)構(gòu)簡單、壽命長、價廉、頻率穩(wěn)定等特點(diǎn)。氦氖激光在精確指示，激光測量，醫(yī)療衛(wèi)生方面有很廣泛的用途。

He-Ne激光器第二十五頁，共六十二頁。2022/10/1726He-Ne激光器的工作原理鎢針鋁圓筒電激勵e(高速)+HeHe+Ne碰撞He碰撞Ne+HeNeNe輻射紅色（激發(fā)態(tài)）黑絲（基態(tài)）第二十六頁，共六十二頁。2022/10/1727如何輸出一種波長的光波？

3.39um0.6328um1.15umHeNe能量轉(zhuǎn)移能級結(jié)構(gòu)第二十七頁，共六十二頁。2022/10/1728采用的方法主要取決于諧振腔介質(zhì)膜反射鏡的波長選擇借助腔內(nèi)棱鏡色散使某種波長激光不能起振；在腔內(nèi)插入對某種波長的光吸收元件；借助軸向非均勻磁場使某種譜線展寬，從而使其增益下降第二十八頁，共六十二頁。2022/10/1729第二十九頁，共六十二頁。3.5.2液體激光器

激光工作物質(zhì)：液體。可分為無機(jī)液體激光器和有機(jī)液體激光器。優(yōu)點(diǎn)：波長連續(xù)可調(diào)（調(diào)諧范圍從紫外直到紅外）、價格低、增益高、效率較高、制備容易、激光均勻性好、輸出功率可與固體和氣體激光器相比、可以循環(huán)操作、利于冷卻。典型例子：若丹明6G染料激光器。泵浦：波長稍短于激光器輸出波長的光泵，泵浦方式：(1)橫向泵浦，泵浦光束與染料激光束垂直；

(2)縱向泵浦，泵浦光束與染料光束同軸；

(3)傾斜入射式泵浦，泵浦光束與染料激光束成一銳角。(a)脈沖激光激勵型

(b)連續(xù)激光器激勵型層流式染料激光器結(jié)構(gòu)示意圖第三十頁，共六十二頁。2022/10/17313.5.3固體激光器最有代表性的是紅寶石激光器和釹釔鋁石榴石（Nd3+:YAG）激光器。我們具體分析一下紅寶石激光器。特點(diǎn)：體積小，結(jié)構(gòu)穩(wěn)，易維護(hù)，輸出功率大且適于調(diào)Q產(chǎn)生高功率脈沖、鎖模產(chǎn)生超短脈沖紅寶石激光器的結(jié)構(gòu)如下圖所示。棒狀紅寶石（Al2O3）單晶體中摻入0.05%的鉻離子（Cr3+），Cr3+為激活粒子，產(chǎn)生受激輻射發(fā)光。脈沖氙燈為泵浦源，它位于橢圓柱形聚光鏡的一個焦點(diǎn)上，發(fā)出的強(qiáng)光經(jīng)聚光鏡反射后，被位于另一個焦點(diǎn)的紅寶石棒吸收，形成Cr3+的粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，發(fā)出受激輻射。紅寶石棒的兩個端面研磨拋光再鍍以多重介質(zhì)膜，形成兩個反射鏡構(gòu)成諧振腔，對受激輻射進(jìn)行放大，最后輸出激光。紅寶石激光器輸出694.3nm的紅色激光。

第三十一頁，共六十二頁。2022/10/1732紅寶石激光器結(jié)構(gòu)

紅寶石激光器結(jié)構(gòu)原理特點(diǎn)：體積小，結(jié)構(gòu)穩(wěn)，易維護(hù)，輸出功率大且適于調(diào)Q產(chǎn)生高功率脈沖、鎖模產(chǎn)生超短脈沖第三十二頁，共六十二頁。2022/10/1733紅寶石激光器

1960年梅曼研制成功世界上第一臺可實(shí)際應(yīng)用的紅寶石激光器。

它標(biāo)志著激光技術(shù)的誕生第三十三頁，共六十二頁。34紅寶石激光——能級結(jié)構(gòu)紅寶石晶體在光泵激勵下，處于其態(tài)4A2的Cr3+，吸收能量后躍遷到激發(fā)態(tài)4F1和4F2上，粒子在4F1和4F2上的壽命很短，約為10-9s。由于晶體內(nèi)部晶格振動，大部分粒子通過無輻射躍遷，到達(dá)亞穩(wěn)態(tài)能級2e上，因其能級壽命較長，約為3×10-3s。因此2e上積累大量粒子，在2e與4A2（基態(tài)）間形成粒子數(shù)反轉(zhuǎn)分布，受激輻射將產(chǎn)生694.3nm和692.nm的譜線輸出。由于R1線（λ=694.3nm）比R2線（λ=692.9nm）的熒光強(qiáng)度大，R1線先達(dá)閾值輸出激光。因此，通常紅寶石激光器的輸出波長為694.3nm。第三十四頁，共六十二頁。2022/10/17353.5.3半導(dǎo)體激光器與發(fā)光二極管類似。半導(dǎo)體p-n結(jié)為激活介質(zhì)，加電（電注入）實(shí)現(xiàn)導(dǎo)帶價帶之間的粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，發(fā)出受激輻射，再由晶體解理面構(gòu)成諧振腔對光進(jìn)行放大，輸出激光。不同材料的半導(dǎo)體激光器輸出波長不同，一般在0.33μm~44μm之間。常見的GaAs輸出波長為0.83μm~0.91μm。第三十五頁，共六十二頁。2022/10/1736半導(dǎo)體激光器第三十六頁，共六十二頁。2022/10/1737半導(dǎo)體激光器光電子學(xué)的飛速發(fā)展主要是建立在量子力學(xué)和材料科學(xué)的發(fā)展上的，其中尤其矚目的就是光電子半導(dǎo)體的發(fā)展。LED，

LD這些神氣的電子器件便是這一發(fā)展的結(jié)果，尤其是近期有機(jī)光電材料的發(fā)展，更加是極大的推動著光電材料的進(jìn)步。首先半導(dǎo)體為什么會發(fā)光？第三十七頁，共六十二頁。2022/10/1738半導(dǎo)體激光器半導(dǎo)體激光器是以直接帶隙半導(dǎo)體材料構(gòu)成的pn

結(jié)或pin

結(jié)為工作物質(zhì)的一種小型化激光器.半導(dǎo)體激光工作物質(zhì)有幾十種，目前已制成激光器的半導(dǎo)體材料有砷化稼(GaAs

)、砷化銦(InAs)、氮化鎵（GaN)、銻化銦(

InSb)、硫化鎘(

CdS

)、蹄化鎘(CdTe

)、硒化鉛(PbSe)、蹄化鉛(PbTe

)、鋁鎵砷(A1xGa1-xAs)等.第三十八頁，共六十二頁。2022/10/1739場致發(fā)光PN

結(jié)場致發(fā)光-受激輻射Vp-n>Eg/e若果正向偏壓足夠強(qiáng)，滿足則能形成和熱平衡狀態(tài)相反的載流子分布，也就是離子束反轉(zhuǎn)+-第三十九頁，共六十二頁。2022/10/1740半導(dǎo)體激光器半導(dǎo)體激光器的激勵方式主要有三種，即電注入式、光泵式和高能電子束激勵式.

絕大多數(shù)半導(dǎo)體激光器的激勵方式是電注入，即給pn

結(jié)加正向電壓，以使在結(jié)平面區(qū)域產(chǎn)生受激發(fā)射，也就是說是個正向偏置的二極管，因此半導(dǎo)體激光器又稱為半導(dǎo)體激光二極管.對半導(dǎo)體來說，由于電子是在各能帶之間進(jìn)行躍遷，而不是在分立的能級之間躍遷，所以躍遷能量不是個確定值，這使得半導(dǎo)體激光器的輸出波長展布在一個很寬的范圍上.它們所發(fā)出的波長在

0.3

-34um

之間第四十頁，共六十二頁。2022/10/1741半導(dǎo)體激光器世界上第一只半導(dǎo)體激光器是1962

年問世的，經(jīng)過幾十年來的研究，半導(dǎo)體激光器得到了驚人的發(fā)展，它的波長從紅外、紅光到藍(lán)綠光，被蓋范圍逐漸擴(kuò)大，各項(xiàng)性能參數(shù)也有了很大的提高，其制作技術(shù)經(jīng)歷了由擴(kuò)散法到液相外延法(LPE)，氣相外延法(VPE)，分子束外延法(MBE),MOCVD

方法(金屬有機(jī)化合物汽相淀積)，以及它們的各種結(jié)合型等多種工藝.第四十一頁，共六十二頁。2022/10/1742§3.6激光脈沖技術(shù)

普通激光器輸出的光脈沖只是一群寬度只有微秒量級、強(qiáng)度不同的小尖峰脈沖序列。激光短脈沖技術(shù)包括：激光調(diào)Q技術(shù)和激光鎖模技術(shù)。3.6.1脈沖激光器的尖峰效應(yīng)不加任何特殊裝置的固體脈沖激光器，在一次輸出中，激光脈沖的寬度大約是ms的數(shù)量級。而且這個脈沖并不是平滑的，包含著很多寬度更窄的短脈沖序列，其中每一個短脈沖寬度只在微秒量級，而且隨著激勵的增強(qiáng)短脈沖的時間間隔越小。這種現(xiàn)象被人稱做弛豫振蕩效應(yīng)或尖峰振蕩效應(yīng)第四十二頁，共六十二頁。2022/10/1743

一個短脈沖的形成和消失,可以由激光系統(tǒng)反轉(zhuǎn)粒子數(shù)密度的增減變化來解釋.造成系統(tǒng)反轉(zhuǎn)粒子數(shù)密度增加的因素是光泵的激勵，其增加速率在一個短脈沖的長消過程中可以看成是不變的。使反轉(zhuǎn)粒子數(shù)密度減少的因素是受激輻射，其減少速率則因腔內(nèi)光子數(shù)密度的多少而變化。一個短脈沖的生成過程可以分成四個階段。如圖所示:

第四十三頁，共六十二頁。2022/10/1744第四十四頁，共六十二頁。2022/10/1745

由上述的尖峰結(jié)構(gòu)可見，脈沖激光輸出具有如下幾個特點(diǎn)：

(1)總在附近振蕩變化，的總水平不高，因此，增益也就達(dá)不到較高的值．總輸出水平不會太高。

(2)在光泵燈閃光的整個時間寬度中，激光出現(xiàn)的時間較早，結(jié)束較晚，也就是指整個激光脈沖寬度很寬。

(3)激光脈沖不夠平滑。第四十五頁，共六十二頁。2022/10/1746

3.6.2激光調(diào)Q技術(shù)調(diào)Q原理：泵浦開始時，增大損耗，使振蕩難以形成，從而使上能級的反轉(zhuǎn)粒子數(shù)密度增大，當(dāng)積累達(dá)到最大值時，突然使諧振腔損耗變小，于是Q值突增，在腔內(nèi)以極快的速度建立極強(qiáng)的振蕩，輸出極強(qiáng)的激光脈沖，稱為激光巨脈沖或調(diào)Q脈沖。諧振腔損耗包括：反射損耗、吸收、衍射、散射、透射損耗，不同的方法、控制不同類型的損耗，就形成不同的調(diào)Q方法。第四十六頁，共六十二頁。2022/10/17471.轉(zhuǎn)鏡調(diào)Q技術(shù)

通過轉(zhuǎn)鏡來控制諧振腔的兩個反射鏡的平行度，從而控制損耗。如圖：第四十七頁，共六十二頁。2022/10/1748

利用染料對光的吸收系數(shù)隨光強(qiáng)度變化的特性來調(diào)Q的方法的技術(shù)，這種Q開關(guān)的延遲時間由材料本身的特性決定，不受人為控制，屬被動調(diào)Q技術(shù)。2.染料調(diào)Q技術(shù)第四十八頁，共六十二頁。2022/10/17493.電光調(diào)Q技術(shù)

晶體經(jīng)過特殊方向切割后，在某個方向上加電壓，就可以使通過它的線偏振光改變振動方向，且外加電壓的數(shù)值與振動方向的改變有一定的函數(shù)關(guān)系，輔一光學(xué)器件就構(gòu)成一個快速光開關(guān)，達(dá)到調(diào)Q目的。第四十九頁，共六十二頁。2022/10/17504.聲光調(diào)Q技術(shù)

聲光器件在腔內(nèi)按布拉格條件放置，外加高頻振蕩的超聲信號時，光束沿布拉格偏折，偏離了軸向，此時腔內(nèi)損耗嚴(yán)重，Q值很低，不能形成振蕩，但這一階段使粒子在亞穩(wěn)態(tài)上大量積累，一段時間后，撤銷外加聲場，光無偏折通過晶體，Q值突然增大，從而輸出強(qiáng)的脈沖。第五十頁，共六十二頁。2022/10/17513.6.3激光鎖模技術(shù)

激光器有多個振蕩模式，它們是非相干的，各自獨(dú)立的。把激光中所有的模耦合在一起并把各個模的彼此相位關(guān)系鎖定的方法成為鎖模。調(diào)Q技術(shù)是壓縮激光脈沖寬度，提高峰值功率的一種辦法，其脈寬下限決定于光子平均駐腔壽命，約為納秒量級，稱為短脈沖。鎖模技術(shù)可以獲得更窄的脈沖，稱為超短脈沖。第五十一頁，共六十二頁。2022/10/1752

鎖模方法有以下幾種：

1.主動鎖模

2.被動鎖模

3.自鎖模第五十二頁，共六十二頁。2022/10/1753§3.7激光選模技術(shù)

限制參與振蕩的模式的相關(guān)技術(shù)稱為激光選模技術(shù)，一般分四類：激光譜線選擇、激光偏振選擇、壓縮振蕩激光束的發(fā)散角（橫模選擇技術(shù)）、限制激光振蕩頻譜數(shù)目的縱模選擇技術(shù)。

1激光譜線選擇在腔內(nèi)放置棱鏡，通過調(diào)整棱鏡位置只讓需要的波長到達(dá)高反射棱鏡，完成反饋過程。第五十三頁，共六十二頁。2022/10/17542偏振選擇在氣體激光器兩端放置布儒斯特窗，可使腔鏡上反射回來進(jìn)入工作物質(zhì)的光束中，TM無損通過，形成振蕩。而TE受高反射損耗，難以形成振蕩。3橫模選擇