激光器中产生长度可变的亚毫微秒脉冲

本文叙述Q突变激光器输出脉冲的改进了的整形系统。采用这个系统,已经产生半峰值宽度小于250微微秒的光脉冲。由于采用了附加光路,使最初的Q开关和最终成形脉冲之间的峰值强度只有较小程度的降低。激光触发火花隙被用作产生上升时间小于180微微秒的控制电脉冲。本文叙述光孔径为5毫米和电上升时间为74微微秒的普克尔盒的设计。     

微微秒高功率开关及其应用

使用在高电阻率半导体中激光感生光电导以产生与微微秒光脉冲同步的髙功率电脉冲，这一技术已获得了许多新的重要应用。这些应用包括无抖动条纹相机的操作，微微秒时间尺度的主动式脉冲整形，主动式预脉冲抑制，以及最近的微微秒微波脉冲的产生和主动锁模。此外，当前已证实，一种新的光电子开关技术能使灵敏度提高超过纯光电导开关。在这种应用中，激光感生的一万五千电子伏的光电子微微秒脉冲，被用作产生具有微微秒上升时间同步电信号的半导体开关的激励源。本文评述这些应用，包括最新发展并对微微秒光电子开关胜过普通光电子开关的一些优点予以评价。     

微微秒光电子学的进展

利用高电阻半导体中的激光感应光电导率,已产生了与光脉冲同步的微微秒上升时间电脉冲,其应用范围有:光电导开关图1示出光电导开关结构图。这种开关能产生20ps上升时间和10kV以上的电脉冲。它由一块高电阻率的半导体如Si、GaAs、CdS_(0·5)-Se_(0·E)、或GaP组成,半导体两端接有宽带同轴电缆的中心导体。晶体长度一般为几个毫米,可以按所需偏压和重复频率而定。为了使半导体材料光感应到50Ω,所需要的光能量一般为几十微焦耳。电脉冲宽度最终受材料载流子寿命的限制,一般在微微秒至微秒范围内,取决于半导体材料和掺杂浓度。脉冲上升时间大约等于开关激励所用光脉冲的半宽度。如果复     

GaAs激光器的微微秒脉码调制

贝耳实验室已研制成一种使激光二极管以十分之几亳微秒的间隔发射脉冲的新技术。据说使一个双稳态耿氏效应开关与一个GaAs双异质结激光器相串接,当激光高能态与低能态之间出现脉冲编码开关作用时,获得的激光强度上升时间下降到200微微秒,下降时间下降到400微微秒。     

超高速二极管激光器

英国一家公司宣称,最近研制成一种超高速二极管激光器,在810～870毫微米或900毫微米波长情况下,特别是在1,100～1,600毫微米波长时,其脉冲宽度小于75微微秒,上升时间在55微微秒以下,脉冲重复频率高于20千赫.用一个激光控制装置可把重复频率、偏置电流和电压的脉冲输出调节到适当的所需     

与0.53微米光脉冲高精度同步的0.6328微米短脉冲的产生

用锁模激光辐照半导体,利用光电导效应,可以产生与光同步的短电脉冲,再用电脉冲驱动普克尔盒又可以获得同步的光脉冲.由于光电导和电光效应无抖动,并有极快的响应,所以,用这种方法获得的两束光之间的先后起伏,主要由辐照半导体的激光的强度和波形的不稳定而决定,同步精度可达微微秒.本实验是用0.53微米锁模激光控制的GaAs高速光电子开关,驱动行波普克尔盒来获得高精度同步的0.6328微米激光的调制讯号输出.     

稳定的单选、再生放大同步电路

为了得到高功率微微秒激光脉冲,可从锁模中选出微微秒单脉冲进行再生放大,然后进行多级放大。由于此系统比较复杂,除对光学元件及调正要求严格外,在电路方面,则要求提供多级氙灯稳定泵源及多个高精度同步开关。 对同步电路的要求:(1)与锁模激光脉冲同步,选出稳定的单脉冲,(2)单脉冲的注入必须在再生放大器反转粒子数最大状态,即与再生腔氙灯的点燃时间同步;(3)各普克尔盒之间应接一定要求启开与关闭。 同步电路的获得:     

170微微秒热电探测器

设计和测试了响应时间不到200微微秒的LiTaO_3热电探测器。探测器元件敷有光谱响应平坦的快速热吸收的黑色涂层,并与-13千兆赫带宽Tektronix S-4取样头在阻抗上匹配。用峰值功率在54千瓦时脉冲为100微微秒的Q开关模锁Nd:YAG激光源测量了在1.06微米时的响应。所测量的上升时间为170±30％微微秒,比元件的50微微秒的时间常数长。     

80MW光电导功率开关

以往利用高电阻率光电导半导体由短激光脉冲激励,已产生微微秒上升时间的电脉冲,其中电压高达10kV,电流达100A。文中用光电导功率开关(PCPS)已在25Q负载内产生1.8kA电流脉冲,其上升时间小于5ns,脉宽为200ns。PCPS用作高功率脉冲开关的优点是,结构十分简单,可按比例放大,用光学方法控制。从理论上讲,用单个器件就能开关兆伏(100kV/cm)和兆安(20kA/cm)级电脉冲,而     

电光Q开关

利用电光效应实现的Q开关叫电光Q开关。将一起偏器和普克尔盒(或克尔盒)放在激活介质与全反射镜之间,在普克尔盒上加上一个适当的偏置电压,它使透过的光的偏振面转动45°,当反射镜将这光反射而再次通过普克尔盒时,偏振面又转动45°,这时光就不能通过起偏器,所以腔内Q值很低,当普克尔盒的偏置电压被高速切断时,腔内Q值突然上升就产生巨脉冲激光输出。电光开关必须与泵浦同步。电光开关速度高,开关时刻可精确控制,但开关性能受电光晶体的品种和质量影响很大。     

脉冲选择用的激光点火触发管-Blumlein开关结构

本文叙述用激光点火触发管-Blumlein开关结构代替使用高压火花隙,作为选取激光锁模脉冲的方法。主要特点是用全电子线路耦合到上升时间极快而消光比高的纵向型普克尔盒上。这是一种价格低廉、无噪声的选择器,提供了一种选取脉冲的稳定电源     

在超短脉冲作用下Cr掺杂GaAs的光电导性与微微秒光电子开关

利用高阻半导体在超短光脉冲作用下的光电导性可以获得超短电脉冲,这种光电器件的上升时间快,精度高,无抖动,可直接产生数千伏高压,在微微秒技术中有许多重要应用。 本实验中,利用一台被动锁模Nd:YAG激光器,经过单脉冲挑选,放大和倍频得到1.06微米和0.53微米的单个微微秒脉冲,脉冲的能量可以在10~(-7)到10~(-3)焦耳范围内变化,并用一台高灵敏硅光电池探测器来监测每个脉冲的能量,用Cr掺杂高阻GaAs材料做成微微秒光电子开关,用快响应示波器测量开关输出电脉冲的幅度和脉宽。     

亮度大于108瓦/厘米2·球面度的20微微秒锁模红宝石激光系统

本文描述一种能在20微微秒半最大全宽内产生1焦耳的能量的红宝石脉冲激光系统。该系统是一种非普通类型的锁模振荡器,后接一个能从锁模脉冲序列中选择1毫焦耳能量单脉冲的普通的KDP普克尔斯盒偏振器组合。     

高重复频率锁模单脉冲选择器

本文报道了一个分别用电触发和激光触发的冷阴极管和Blumlein线路构成的锁模脉冲选择器,用纵向Z切割的LiNbO_3晶体做普克耳盒,获得了约50％的开关效率,消光比大于1000:1,选取单脉冲几率100％,半波电压3.2千伏,开关延迟时间30～60毫微秒,抖动小于2毫微秒。器件在10次/秒的重复率下经长时间运转,工作稳定可靠。     

硅光电开关应用之一——隔离比和信噪比的测量

根据微微秒脉冲作用半导体的光电特性,我们已成功地研制了几种开关元件,它的上升时间、光电灵敏度、抖动等,优越于其他开关元件。 利用硅光电开关,对锁模选脉冲开关的隔离比和激光信噪比进行测量,显示了测量方法简便、可靠和灵敏度高的优点,并且能够测出微小光信号的具体能量值。 报告分为三部分。首先介绍硅开关结构及光电特性的简单计算和测量。算得在微小光能～10微焦耳照射时,可流过电流达～10安培,而实验测得硅开关在10微焦耳光能下,电导通已接近饱和,证实了硅开关的光电灵敏特性。实验中详细测得其光电特性曲线,同时拍得开     

薄膜电极重频电光开关的热管理

透明导电薄膜作电极的普克尔盒电光开关是新一代重频激光驱动系统的理想单元。高重频会在电光晶体内产生热沉积,引起弹光效应,热光效应和晶体形变,使透射光束的波前产生畸变。针对能量千焦耳级,重复频率16 Hz率的激光系统,对薄膜电极普克尔盒采用液冷技术进行热管理;建立普克尔盒的热分析模型,利用有限元算法,分别研究晶体厚度和换热系数对波前畸变的影响,得到晶体厚度的最优值。并模拟了开关晶体上的温度分布、应力分布和机械形变,分析热光效应、机械形变和弹光效应对光束波前和退偏损耗的影响,结合波前畸变和退偏损耗的要求得到优化的参数。     

超高速硅开关

能够产生微微秒光脉冲的锁模振荡器进展很快,现在已经得到了稳定性和重复性很好的微微秒脉冲(功率稳定度±3％)。随着微微秒激光器的发展,现在正在研制能产生与这种光脉冲同步的各种超高速电脉冲开关元件。以前常用激光触发火花隙做开关元件。最近则研制并应用了触发管、雪崩晶体管和介质开关等。激光触发火花隙和触发管     

等离子体电极普克尔盒的并联驱动

高功率大型惯性约束聚变(ICF)激光驱动器大多采用等离子体电极普克尔盒(PEPC)抑制多程放大器的自激振荡和隔离反激光。采用并联驱动技术有利于实现等离子体电极普克尔盒电光开关小型化和降低成本，并可提高激光系统可靠性和稳定性。等离子体电极普克尔盒的并联驱动包括等离子体电极的并联驱动和普克尔盒充电的并联驱动。分析了等离子体电极电光开关并联驱动的途径和问题，通过采用电阻隔离和二极管退耦措施实现了预电离并联驱动，进而实现了等离子体电极的同步驱动；通过调节开关脉冲发生器输出波形及传输电缆长度，可实现普克尔盒充电的并联驱动，并给出了实验结果。     

用腔内剪切脉冲的方法获得毫微秒脉冲系列

一、实验装置和原理 腔内剪切脉冲获得毫微秒脉冲系列的实验装置示于图1。M_1是全反射镜,M_2是部分反射(R=70％)镜。G是工作物质,工作物质为钕玻璃棒φ12×240毫米,两端磨斜2°。D是偏振元件,采用格兰棱镜,它只能透射偏振为P_1态的光。PC_1和PC_2是普克尔盒,PG_1采用KDP晶体,退压工作;PC_2采用KDP晶体,加压工作,加电压的时间7P由PC_2终端短路电缆严格确定。本实验To约6毫微秒。两块晶体都是圆柱形,环状电极。PC_1和PC_2退压和加压的开关都用光触发球隙。光触发球隙光源是通常的调Q激光器,球隙的上升时间大约为0.5毫微秒。两     

图片介绍

美国激光仪器公司生产的GP-5型雪崩半导体普克尔盒脉冲快门。孔径6毫米,输出电压2.7～3.3伏,输出脉宽10～50毫微秒,上升和下降时间1毫微秒,重复频率1000次/秒。可用于锁模脉群的单光脉冲隔离、Q开关激光脉冲成形、内腔Q开关和压缩脉冲。