長沙學(xué)院激光課程設(shè)計第圖所示，則平凹腔中的g參數(shù)表示為：（4）根據(jù)腔的穩(wěn)定性條件，時腔為穩(wěn)定腔。故當(dāng)時腔穩(wěn)定。同時容易算出其束腰位置在晶體的輸入平面上，該處的光斑尺寸為：（5）R1為平面，R2，L已知。由此可以算出大小。所以，泵浦光在激光晶體輸入面上的光斑半徑應(yīng)該，這樣可使泵浦光與基模振蕩模式匹配，在容易獲得基模輸出。3.3實驗內(nèi)容與步驟：1．激光器的裝調(diào)(1)連接好所有電纜（除晶體高壓），插上電源插頭，檢查電源輸出正極接線端子（POS）和負(fù)極接線端子（NEG）是否連接正確。確定水泵及其控制線連接完好。(2)仔細(xì)調(diào)節(jié)與Nd:YAG激光器同軸的He-Ne激光器，使He-Ne激光通過激光棒兩個端面中心，如圖8所示。為了保證激光器的調(diào)整精度，He-Ne激光器應(yīng)距Nd：YAG激光器2米以上。若He-Ne激光器不與實驗臺平行，則需首先調(diào)整He-Ne激光器的高低和俯仰并使其水平。(3)將全反射和輸出鏡分別裝在調(diào)整架上，調(diào)節(jié)各自的調(diào)整架，使He-Ne光束盡量通過兩腔鏡的中心，并使He-Ne光束由全反鏡、激光晶體和輸出鏡反射后到達(dá)He-Ne激光器上的三個反射光點重合。(4)檢查激光器的電源與激光頭之間以及激光頭和水箱之間的連接是否正確以及激光電源的多圈電位計逆時針旋至最小。一切檢查無誤后打開激光電源的鑰匙開關(guān)，檢查水冷系統(tǒng)工作是否正常。(5)在水冷系統(tǒng)正常工作的前提下，按下激光器預(yù)燃開關(guān)，預(yù)燃指示燈亮。按下激光器啟動開關(guān)，“START”鍵亮。順時針方向旋轉(zhuǎn)可變電位器，此時可以看到激光電源顯示的電壓值逐漸變大。當(dāng)激光電源顯示電壓值達(dá)到500V時，用感光相紙在激光器輸出鏡后接光斑。若此時沒有激光輸出，繼續(xù)增大激光電源電壓。若激光電源電壓增大至850V時仍無激光輸出，需要再次微調(diào)激光器的全反鏡和輸出鏡（微調(diào)?。?，至使輸出激光在感光相紙上打出光斑。(6)在激光器輸出激光后，繼續(xù)微調(diào)激光器的全反鏡和輸出鏡，直到打到相紙上的激光光斑均勻、圓整，然后減小激光器電壓至激光器剛能出光，此時注入的泵浦能量為激光器的閾值能量。 輸出鏡激光晶體全反鏡He-Ne激光器圖8激光器光路調(diào)整示意圖2．激光器輸出輸入曲線的測定：在激光諧振腔調(diào)整完成后，開始測量激光器的輸出輸入曲線。將激光電源工作狀態(tài)設(shè)定為單次工作，并在激光器輸出光路上放置激光能量計。改變激光電源電壓，分別測量激光電源電壓為500V、600V、700V、800V和900V時的輸出能量值（若時間允許，可間隔50V測量）。每個電壓處測量3次并取輸出能量的平均值作為輸出能量值。繪出激光器的輸入電壓－輸出能量曲線，或輸入能量輸出能量曲線（激光器充電電容為100μF）。3．最佳透過率的測定(1)保持激光晶體和全反鏡不變，取下輸出鏡膜片，并換用另一種透過率的輸出鏡膜片，按上述實驗步驟將激光器調(diào)整到最佳輸出狀態(tài)（主要是微調(diào)輸出鏡）。改變激光電源的電壓，測量激光電源電壓為500V、600V、700V、800V和900V時的輸出輸入曲線。利用同樣方法可以測量激光器在其它輸出鏡透過率情況下的輸出輸入曲線。(2)根據(jù)步驟(1)的實驗結(jié)果，當(dāng)激光器的輸入能量（輸入電壓）在某一固定值的情況下，激光器的輸出能量有一最佳值。分析不同輸入電壓情況下的最佳透過率。(3)關(guān)機(jī)順序為：先把手動開關(guān)斷開，關(guān)掉預(yù)燃，最后關(guān)電鑰匙。3.4實驗結(jié)果：輸入電壓（V）（mJ）（mJ）35024.724.740057.053.945085.990.8500136.2124.5550164.5168.66002152016502582567003053017503553488003913888504294259004714694.Nd：YAG激光器調(diào)Q實驗4.1實驗?zāi)康模毫私饫镁w線性電光效應(yīng)實現(xiàn)激光調(diào)Q的原理；熟悉主動和被動調(diào)Q固體激光器的結(jié)構(gòu)，并掌握其調(diào)試技術(shù)；了解電光晶體的開關(guān)效率和延遲特性；掌握調(diào)Q激光器輸出能量、脈沖寬度的測量方法。4.2實驗原理：調(diào)Q技術(shù)是獲得短脈沖高峰值功率激光輸出的重要方法。一般情況下，自由運轉(zhuǎn)的脈沖激光器輸出的激光脈沖的脈寬在幾百μs～幾ms之間，峰值功率也較低。為了獲得高峰值功率的激光輸出，人們發(fā)明了調(diào)Q技術(shù)。1、激光器調(diào)Q的概念激光器的Q值又稱品質(zhì)因數(shù)，是表征激光諧振腔的腔內(nèi)損耗一個重要參數(shù)，其定義為腔內(nèi)貯存的能量與每秒鐘損耗的能量之比：（1）式中為激光的中心頻率。 假定腔內(nèi)貯存的激光能量為E，光在腔內(nèi)走一個單程能量的損耗率為，則光在一個單程中對應(yīng)的損耗能量為。如果諧振腔長度為L,，則光在腔內(nèi)走一個單程所需時間為nL/c,其中n為折射率,c為光速。因此光在腔內(nèi)每秒鐘損耗的能量為，Q值可表示為（2）式中為真空中激光波長。由公式（2）可知，Q值與損耗率成反比變化，即損耗大Q值就低，損耗小Q值就高。 由于固體激光器存在弛豫振蕩現(xiàn)象，產(chǎn)生了功率在閾值附近起伏的尖峰脈沖序列，從而阻礙了激光脈沖峰值功率的提高。如果我們設(shè)法在泵浦開始時使諧振腔內(nèi)的損耗增大，即提高振蕩閾值，使振蕩不能形成，激光工作物質(zhì)上能級的粒子數(shù)大量積累。當(dāng)積累到最大值（飽和值時），突然使腔內(nèi)損耗變小，Q值突增。這時腔內(nèi)會像雪崩一樣以極快的速度建立起極強(qiáng)振蕩，在短時間內(nèi)反轉(zhuǎn)粒子數(shù)大量被消耗，轉(zhuǎn)變?yōu)榍粌?nèi)的光能量，并在輸出鏡端輸出一個極強(qiáng)的激光脈沖，其脈寬窄（10-6~10-9s量級），峰值功率高（大于MW），通常把這種光脈沖稱為巨脈沖。由于調(diào)節(jié)腔內(nèi)的損耗實際上是調(diào)節(jié)Q值，因此這種產(chǎn)生巨脈沖的技術(shù)被稱為調(diào)Q技術(shù)，也稱為Q開關(guān)技術(shù)。 諧振腔的損耗一般包括有反射損耗、吸收損耗、衍射損耗、散射損耗和輸出損耗等。用不同的方法去控制不同的損耗就形成了不同的調(diào)Q技術(shù)，如控制反射損耗的有轉(zhuǎn)鏡調(diào)Q技術(shù)和電光調(diào)Q技術(shù)，控制吸收損耗的可飽和吸收體調(diào)Q技術(shù)、控制衍射損耗的聲光調(diào)Q技術(shù)、控制輸出損耗的透射式調(diào)Q技術(shù)等。 本實驗主要研究燈泵固體激光器的電光調(diào)Q技術(shù)，所用的Q開關(guān)利用晶體的電光效應(yīng)制成，具有開關(guān)速度快、脈沖峰值功率高、脈沖寬度窄、器件輸出功率穩(wěn)定性較好等優(yōu)點，是一種已獲廣泛應(yīng)用的調(diào)Q技術(shù)。另外，本實驗也簡單了解可飽和吸收體調(diào)Q技術(shù)。2、電光調(diào)Q的基本原理（1）KDP晶體的縱向電光效應(yīng)： 本實驗所用的電光晶體為KDP晶體，屬于四方晶系晶類，光軸C與主軸z重和，未加電場時，在主軸坐標(biāo)系中KDP晶體的折射率橢球方程為：（3）其中no、ne分別為尋常光和異常光的折射率。加電場后，由于晶體對稱性的影響，晶類只有、兩個獨立的線性電光系數(shù)。是電場方向平行于光軸的電光系數(shù)，是電場方向垂直于光軸的電光系數(shù)。KDP晶體外加電場后的折射率橢球方程是：（4）當(dāng)只在KDP晶體光軸z方向加電場時上式變成：（5）經(jīng)坐標(biāo)變換，可求出此時在三個感應(yīng)主軸上的主折射率：（6）當(dāng)光沿KDP晶體光軸ｚ方向傳播時，在感應(yīng)主軸x’,y’兩方向偏振的光波分量由于晶體在這兩者方向上的折射率不同，經(jīng)過長度為的晶體后產(chǎn)生位相差：（7）式中為加在晶體z向兩端的直流電壓。使光波兩個分量產(chǎn)生相位差（光程差）所需要加的電壓為（8）KDP晶體的電光系數(shù)。對于、KDP晶體的左右。（2）帶起偏器的電光調(diào)Q原理帶起偏器的KDP電光Q開關(guān)是一種應(yīng)用較廣泛的電光晶體調(diào)Q裝置，實驗裝置如圖1所示。KDP晶體具有縱向電光系數(shù)大，抗破壞閾值高的特點，但易潮解，故需要放在密封盒子內(nèi)使用。通常采用縱向方式，即z向加壓，z向通光。帶起偏器的Q開關(guān)工作過程如下：Nd：YAG棒在氙燈的激勵下產(chǎn)生無規(guī)則偏振光，通過偏振器后成線偏振光。若起偏方向與KDP晶體x（或y）方向一致，并在KDP上施加一個的外加電場。由于電光效應(yīng)產(chǎn)生的電感應(yīng)主軸x’和y’與入射偏振光的偏振方向成45度角。這時調(diào)制晶體起到了一個1/4波片的作用，顯然，線偏振光通過晶體后產(chǎn)生了的位相差，可見往返一次產(chǎn)生的總位相差為，線偏振光經(jīng)這一次往返后偏振面旋轉(zhuǎn)了90度，不能通過偏振器。這樣，在調(diào)制晶體上加有1/4波長電壓的情況下，由介質(zhì)偏振器和KDP調(diào)制晶體組成的電光開關(guān)處于關(guān)閉狀態(tài)，諧振腔的Q值很低，不能形成激光振蕩。輸出鏡小孔Nd:YAG晶體偏振片電光晶體全反鏡He-Ne激光器圖1帶起偏器的KDP電光開關(guān)原理圖雖然這時整個器件處在低Q輸出鏡小孔Nd:YAG晶體偏振片電光晶體全反鏡He-Ne激光器圖1帶起偏器的KDP電光開關(guān)原理圖欲使帶起偏器的Q開關(guān)得到理想的開關(guān)效果的關(guān)鍵之一是，必須嚴(yán)格保持偏振器的起偏方向與調(diào)Q晶體的x軸（或y軸）方向一致，以保證起偏方向與調(diào)Q晶體的感應(yīng)主軸x′、y′成45°角。簡便的調(diào)試方法是，在KDP晶體加電壓的狀態(tài)下，轉(zhuǎn)動起偏器和晶體的相對方位，直到激光不能振蕩為止。3、Cr4+:YAG被動調(diào)Q的工作原理當(dāng)Cr4+:YAG被放置在激光諧振腔內(nèi)時，它的透過率會隨著腔內(nèi)的光強(qiáng)而改變。在激光振蕩的初始階段，Cr4+:YAG的透過率較低（初始透過率），隨著泵浦作用增益介質(zhì)的反轉(zhuǎn)粒子數(shù)不斷增加，當(dāng)諧振腔增益等于諧振腔損耗時，反轉(zhuǎn)粒子數(shù)達(dá)到最大值，此時可飽和吸收體的透過率仍為初始值。隨著泵浦的進(jìn)一步作用，腔內(nèi)光子數(shù)不斷增加，可飽和吸收體的透過率也逐漸變大，并最終達(dá)到飽和。此時，Cr4+:YAG的透過率突然增大，光子數(shù)密度迅速增加，激光振蕩形成。腔內(nèi)光子數(shù)密度達(dá)到最大值時，激光為最大輸出，此后，由于反轉(zhuǎn)粒子的減少，光子數(shù)密度也開始減低，則可飽和吸收體Cr4+:YAG的透過率也開始減低。當(dāng)光子數(shù)密度降到初始值時，Cr4+:YAG的透過率也恢復(fù)到初始值，調(diào)Q脈沖結(jié)束。4.3實驗內(nèi)容與步驟：1、連接好所有電纜，插上電源插頭，檢查電源輸出正極接線端子（POS）和負(fù)極接線端子（NEG）是否連接正確。確定水泵及其控制線連接完好。2、仔細(xì)調(diào)節(jié)與Nd:YAG激光器同軸的He-Ne激光器，使He-Ne激光通過激光棒兩個端面中心，如圖8所示。為了保證激光器的調(diào)整精度，He-Ne激光器應(yīng)距Nd：YAG激光器2米以上。若He-Ne激光器不與實驗臺平行，則需首先調(diào)整He-Ne激光器的高低和俯仰并使其水平。3、將全反射和輸出鏡分別裝在調(diào)整架上，調(diào)節(jié)各自的調(diào)整架，使He-Ne光束盡量通過兩腔鏡的中心，并使He-Ne光束由全反鏡、激光晶體和輸出鏡反射后到達(dá)He-Ne激光器上的三個反射光點重合。打開激光電源的鑰匙開關(guān)，檢查水冷系統(tǒng)工作是否正常。確定無誤后啟動電源，在激光電源工作電壓400V時反復(fù)仔細(xì)微調(diào)輸出鏡和全反鏡，使激光輸出最強(qiáng)，此時輸出的激光稱為靜態(tài)激光。測量激光器的靜態(tài)輸出特性后關(guān)閉激光電源。如圖1所示，將介質(zhì)偏振片插入光路。再插入電光Q開關(guān)，調(diào)整電光Q開關(guān)的俯仰方位，使電光Q開關(guān)的反射像與激光晶體的反射像重合。打開激光電源的鑰匙開關(guān)，檢查水冷系統(tǒng)工作是否正常。確定無誤后啟動電源，仔細(xì)微調(diào)兩塊諧振腔片，使激光器靜態(tài)激光輸出最強(qiáng)。將激光電源改到關(guān)門狀態(tài)進(jìn)行關(guān)門實驗。繞光軸轉(zhuǎn)動電光Q開關(guān)使激光器輸出最小，此時電光Q開關(guān)處于關(guān)門狀態(tài)（低Q值狀態(tài)）。將激光電源改到調(diào)Q狀態(tài)，測量激光器的動態(tài)輸出，此時輸出的激光為調(diào)Q激光，也稱動態(tài)激光或巨脈沖激光。反復(fù)重復(fù)上述過程，使激光器的輸出最強(qiáng)。測量激光器的輸出特性：改變脈沖泵浦能量，用能量計分別測量幾組靜、動態(tài)輸出能量，并填入下表。將電光晶體和偏振片從激光諧振腔中拿走，加入Cr4＋：YAG被動調(diào)Q晶體，仔細(xì)調(diào)整Cr4＋：YAG被動調(diào)Q晶體的俯仰位置，使其反射光點與激光晶體反射光點重合，觀察輸出能量，微調(diào)調(diào)整架，使激光輸出能量最大。表1激光器靜態(tài)和動態(tài)輸出10、降低泵浦電壓到零，然后從小到大緩慢增加，測量不同電壓時激光器輸出脈沖的平均能量。11、安裝光電探測器，取三個不同工作電壓，分別測量輸出脈沖的脈寬。12、對不同工作電壓下的輸出脈沖進(jìn)行對比，并作簡要分析。13、關(guān)機(jī)順序為：先把手動開關(guān)斷開，關(guān)掉預(yù)燃，最后關(guān)電鑰匙。4.4實驗結(jié)果：表1激光器靜態(tài)和動態(tài)輸出輸入電壓（V）靜態(tài)輸出（mJ）動態(tài)輸出（mJ）40043.042.950042.842.860042.742.770042.142.1800122.6118.9900123.0125.49902172325.Nd：YAG激光器倍頻實驗5.1實驗?zāi)康模赫莆占す獗额l技術(shù)的基本原理；了解影響激光倍頻轉(zhuǎn)換效率的主要因素。5.2實驗原理：利用非線性晶體在強(qiáng)激光作用下的二次非線性效應(yīng)，使頻率為ω的激光通過晶體后變?yōu)轭l率為2ω的倍頻光，稱為倍頻技術(shù)，或二次諧波振蕩。用非線性材料產(chǎn)生倍頻激光的器件稱為倍頻激光器。一般把入射激光稱為基頻光，由倍頻激光器出來的激光稱為倍頻光或二次諧波。光學(xué)倍頻來源于媒質(zhì)在基頻光波電場作用下產(chǎn)生的二階非線性極化，當(dāng)入射光很強(qiáng)時，入射光在晶體材料中感生的電極化強(qiáng)度P可能包含非線性項：P=X(1)E+X(2)E2如果某點處入射光波表示為E=E0cosωt，則可見，電極化強(qiáng)度中除了有直流成分外，還有頻率為ω的基頻和頻率為2ω的倍頻成分。與這些電極化強(qiáng)度成分相應(yīng)，有基頻極化波P（ω）和倍頻極化波P（2ω），及其相應(yīng)的基頻次波幅射和倍頻次波輻射，即E′（ω）和E′（2ω）。通俗地說，極化強(qiáng)度中與光波電場二次方成比例的這一部分極化強(qiáng)度相當(dāng)于存在一種頻率為2ω的振蕩電偶極矩?；l光波在媒質(zhì)中傳播的同時激勵起一系列這樣的振蕩電偶極矩。它們在空間中的分布就好比一個按一定規(guī)則排列的偶極矩陣列，偶極矩之間有一定的相對位相。由于陣列中每個電偶極矩都要輻射頻率為2ω的光波,故偶極矩陣列的輻射應(yīng)是這些光波互相干涉的結(jié)果。無疑，只當(dāng)干涉是相互加強(qiáng)時才會有效地產(chǎn)生倍頻光輸出為此，陣列中各振蕩電偶極矩間要保持恰當(dāng)?shù)奈幌嚓P(guān)系，由此便產(chǎn)生了所謂位相匹配條件k(2ω)=2k(ω),它是產(chǎn)生光學(xué)倍頻的重要條件,其中k(ω)和k(2ω)分別為基頻和倍頻光在媒質(zhì)中的波矢。當(dāng)這兩個光波沿同一方向傳播時，此條件轉(zhuǎn)化為要求媒質(zhì)中倍頻光的折射率n(2ω)等于基頻光的折射率n(ω)。對于正常色散材料，倍頻光的折射率n(2ω)總是大于基頻光的折射率n(ω)，所以不可能實現(xiàn)相位匹配。對于雙折射晶體，晶體內(nèi)o光和e光的折射率不同，因此可以利用兩束光的折射率不同來實現(xiàn)相位匹配。例如，對于負(fù)單軸晶體，在正常色散情況下，滿足條件：ne（2ω）＞ne（ω）和n0（2ω）＞n0（ω），但o光的折射率面是球面，e光的折射率面是橢圓。則實驗中可選擇基頻入射光以o光形式入射，使諧波光以e光形式出射，則當(dāng)光波沿著與晶體光軸成θm角的特殊方向傳播時，可以實現(xiàn)ne（2ω）=n0（ω），即實現(xiàn)相位匹配，θm稱為匹配角。還可以用其它方法實現(xiàn)相位匹配條件。當(dāng)滿足位相匹配條件時，倍頻光功率密度正比于基頻光功率密度的二次方，也正比于晶體作用長度的二次方。此外還與媒質(zhì)的倍頻系數(shù)（二階非線性極化率）二次方成正比。光學(xué)倍頻可將紅外激光轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢娂す?，或?qū)⒖梢娂す廪D(zhuǎn)變?yōu)椴ㄩL更短的激光，從而擴(kuò)展激光譜線覆蓋的范圍。在激光技術(shù)中已被廣泛采用。為得到波長更短的激光可用多級倍頻。本實驗中的倍頻就是通過倍頻晶體實現(xiàn)對Nd:YAG輸出的1064nm紅外激光的倍頻，將其倍頻成532nm的綠光。目前已有許多種倍頻晶體，且可達(dá)到相當(dāng)高的倍頻轉(zhuǎn)換效率。對于近紫外、可見及近紅外的基頻光，常用的倍頻晶體有磷酸二氫鉀（KDP）、磷酸二氫銨（ADP）、磷酸二氘鉀（DKDP）、砷酸二氘銫（DCDA）、砷酸二氫銫（CDA）等晶體，轉(zhuǎn)換效率可高達(dá)30％～50％，其損傷閾值大。鈮酸鋰（LN）、鈮酸鋇鈉、鈮酸鉀、α型碘酸鋰等晶體，它們的二次非線性電極化系數(shù)大，而且LN、BNN等晶體的折射率對溫度敏感，并且與色散效應(yīng)的溫度變化特性不同，可適當(dāng)調(diào)節(jié)溫度實現(xiàn)非臨界匹配，它們適用于可見光區(qū)和中紅外區(qū)（0.4μ-5μ）。LN在光照下易產(chǎn)生折射率變化，有光損傷現(xiàn)象；BNN的損傷閾值比LN高，但固熔區(qū)域較寬，組分易變動而導(dǎo)致光學(xué)均勻性變差，較難得到性能優(yōu)良的大型晶體；鈮酸鉀不存在固熔區(qū)，有可能得到光學(xué)性質(zhì)均勻的大型晶體；α型碘酸鋰是水溶液生長晶體，能培養(yǎng)出光學(xué)質(zhì)量好的大型晶體，且損傷閾值比BNN晶體高，缺點是不具有非臨界匹配能力。對于中紅外基頻光,常用晶體為AgAsS、GdGeAs、Te、CdSe等，轉(zhuǎn)換效率為5％～15％左右。KDP晶體在1064nm光附近有高的有效非線性系數(shù)，導(dǎo)熱性良好，非常適合用于YAG激光的倍頻。KDP晶體屬于負(fù)雙軸晶體，對它的相位匹配及有效非線性系數(shù)的計算，已有大量的理論研究，通過KTP的色散方程，人們計算出其最佳相位匹配角為：=90°，°，對應(yīng)的有效非線性系數(shù)deff=7.36×10-12V/m。倍頻技術(shù)通常有腔內(nèi)倍頻和腔外倍頻兩種。腔內(nèi)倍頻是指將倍頻晶體放置在激光諧振腔之內(nèi)，由于腔內(nèi)具有較高的功率密度，因此較適合于連續(xù)運轉(zhuǎn)的固體激光器。腔外倍頻方式指將倍頻晶體放置在激光諧振腔之外的倍頻技術(shù)，較適合于脈沖運轉(zhuǎn)的固體激光器。倍頻晶體輸出鏡小孔Nd:YAG晶體偏振片電光晶體全反鏡He-Ne激光器圖1電光調(diào)QNd:YAG激光器腔外倍頻原理圖5.3實驗內(nèi)容與步驟：1、如圖1所示，仔細(xì)調(diào)整He-Ne激光束使其與光學(xué)導(dǎo)軌平行。2、將Nd:YAG激光器裝到導(dǎo)軌上，使He-Ne激光束通過Nd:YAG晶體前后表面中心，并使其前后表面的發(fā)射像與He-Ne激光束重合。3、如圖1所示，將輸出鏡和全反鏡放置光學(xué)導(dǎo)軌上，調(diào)整它們的俯仰方位，使輸出鏡和全反鏡的工作面與Nd:YAG晶體的反射像重合。4、打開激光電源的鑰匙開關(guān)，檢查水冷系統(tǒng)工作是否正常。確定無誤后啟動電源，在激光電源工作電壓400V時反復(fù)仔細(xì)微調(diào)輸出鏡和全反鏡，使激光輸出最強(qiáng)，此時輸出的激光稱為靜態(tài)激光。測量激光器的靜態(tài)輸出特性后關(guān)閉激光電源。如圖1所示，將介質(zhì)偏振片插入光路。再插入電光Q開關(guān)，調(diào)整電光Q開關(guān)的俯仰方位，使電光Q開關(guān)的反射像與激光晶體的反射像重合。打開激光電源的鑰匙開關(guān)，檢查水冷系統(tǒng)工作是否正常。確定無誤后啟動電源，仔細(xì)微調(diào)兩塊諧振腔片，使激光器靜態(tài)激光輸出最強(qiáng)。將激光電源改到關(guān)門狀態(tài)進(jìn)行關(guān)門實驗。繞光軸轉(zhuǎn)動電光Q開關(guān)使激光器輸出最小，此時電光Q開關(guān)處于關(guān)門狀態(tài)（低Q值狀態(tài)）。將激光電源改到調(diào)Q狀態(tài)，測量激光器的動態(tài)輸出，此時輸出的激光為調(diào)Q激光，也稱動態(tài)激光或巨脈沖激光。反復(fù)重復(fù)上述過程，使激光器的輸出最強(qiáng)。8、關(guān)閉激光電源，在激光輸出鏡的外面插入KDP晶體，仔細(xì)調(diào)節(jié)KDP倍頻晶體的上下左右位置，使He-Ne激光束通過KDP倍頻晶體的中心。仔細(xì)調(diào)節(jié)KDP倍頻晶體的俯仰方位，使其發(fā)射光點與激光晶體的反射光點重合。9、打開激光電源，使激光器輸出調(diào)Q巨脈沖。在激光泵浦電壓是400～500V的情況下，可看到激光器輸出532nm的綠色激光。繞光軸旋轉(zhuǎn)KTP晶體，使激光器輸出532nm的綠色激光最強(qiáng)。10、關(guān)機(jī)順序為：先把手動開關(guān)斷開，關(guān)掉預(yù)燃，最后關(guān)電鑰匙。6.晶體的電光效應(yīng)實驗6.1實驗?zāi)康模赫莆站w電光調(diào)制的原理和實驗方法；學(xué)習(xí)一種測量晶體半波電壓和電光常數(shù)的實驗方法；觀察電光效應(yīng)引起的晶體光學(xué)性質(zhì)的變化和會聚偏振光的干涉現(xiàn)象。6.2實驗原理：電光效應(yīng)一般是指介質(zhì)在外加電場的作用下，其折射率將發(fā)生變化，當(dāng)光波通過此介質(zhì)時，其傳輸特性就受到影響而改變，這種現(xiàn)象稱為電光效應(yīng)。6.2.1一次電光效應(yīng)和晶體的折射率橢球由電場所引起的晶體折射率的變化，稱為電光效應(yīng).通常可將電場引起的折射率的變化用下式表示：n=n0+aE0+bE02+……式中a和b為常數(shù)，n0為不加電場時晶體的折射率。由一次項aE0引起折射率變化的效應(yīng)，稱為一次電光效應(yīng)，也稱線性電光效應(yīng)或普克爾（Pokells）效應(yīng)；由二次項bE02引起折射率變化的效應(yīng)，稱為二次電光效應(yīng)，也稱平方電光效應(yīng)或克爾（Kerr）效應(yīng)。一次電光效應(yīng)只存在于不具有對稱中心的晶體中，二次電光效應(yīng)則可能存在于任何物質(zhì)中，一次效應(yīng)要比二次效應(yīng)顯著。光在各向異性晶體中傳播時，因光的傳播方向不同或者是電矢量的振動方向不同，光的折射率也不同。如圖1，通常用折射率球來描述折射率與光的傳播方向，振動方向的關(guān)系。晶體的一次電光效應(yīng)分為縱向電光效應(yīng)和橫向電光效應(yīng)兩種.縱向電光效應(yīng)是加在晶體上的電場方向與光在晶體里傳播的方向平行時產(chǎn)生的電光效應(yīng)；橫向電光效應(yīng)是加在晶體上的電場方向與光在晶體里傳播方向垂直時產(chǎn)生的電光效應(yīng).通常KD*P（磷酸二氘鉀）類型的晶體用它的縱向電光效應(yīng)，LiNbO3(鈮酸鋰）類型的晶體用它的橫向電光效應(yīng).本實驗研究鈮酸鋰晶體的一次電光效應(yīng)，用鈮酸鋰晶體的橫向調(diào)制裝置測量鈮酸鋰晶體的半波電壓及電光系數(shù)，并用兩種方法改變調(diào)制器的工作點，觀察相應(yīng)的輸出特性的變化.6.2.2電光調(diào)制原理要用激光作為傳遞信息的工具，首先要解決如何將傳輸信號加到激光輻射上去的問題，我們把信息加載于激光輻射的過程稱為激光調(diào)制，把完成這一過程的裝置稱為激光調(diào)制器.由已調(diào)制的激光輻射還原出所加載信息的過程則稱為解調(diào).因為激光實際上只起到了"攜帶"低頻信號的作用，所以稱為載波，而起控制作用的低頻信號