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     

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。     

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。     

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     

简便的超高速光检测器的展望

目前人们能够得到的超短光脉冲是40毫微微秒,在这样短的时间内，光在真空中仅传能播12微米。最近刚刚能够控制这种超短脉冲，检测超短时间现象现有的一些方法和现状是，目前最简便的一些电检测方法所能检测的时间值大致为：光电倍增管约350微微秒，奥斯顿开关约10微微秒，条纹相机约1微微秒，光子计数法约150微微秒。     

用高速光电子快门获得脉宽为5微微秒的电脉冲

最近研制了频率达100 GHz的超高频电子器件。这些器件扩大了微微秒激光研究法的应用范围。此外，弄清楚了电荷传移过程和结构变化常常是在微微秒和毫微微秒时间间隔中发生的。因此，获取相应脉宽的电脉冲是必要的，例如用于测量超髙频电子器件的响应函数。1975年提出了利用半导体在超短光脉冲下导电性的变化来获得这种电脉冲的思想。研制了硅、砷化镓、非晶态硅、CdS、InP等材料制成的高速快门。     

微微秒激光脉冲的几种测量方法

由于激光技术的飞速发展和各种应用的要求,微微秒激光脉冲技术已愈来愈受到重视。微微秒激光脉冲,通常是指其宽度从1微微秒到1000微微秒这一范围而言。目前,微微秒激光脉冲的测量已有许多种方法。它们的原理、方法、测量范围、精度以及对激光脉冲的光强要求等,也各不相同。在此,不一一详述,只就几种主要的方     

集成光导器件的新发展

单模光纤的好处虽早为人们所了解,但因技术上的困难,致使目前的光纤通信系统,仍用多模光纤。近年来对几种重要器件的研究有了新的突破,特别是集成光导器件和次微微秒脉冲发生器的研制成功,使单模光纤通信有了极美好的前景。本文先讲有关的物理效应,其次介绍调制器、开关、耦合器、滤波器、微微秒脉冲发生器等新发展的器件。所包括的内容并不全面,只不过用以引起这方面工作者更大的兴趣。     

激光控制的千兆赫直流和射频信号开关——激光的新应用

研究成了一种用‘快’激光控制硅微带器件对直流或射频信号进行高达千兆赫的高速光电调制和开关的新技术。这种技术的原理是众所周知的，那就是用光敏硫化镉或硅器件作‘慢’，电路的开关触发元件。开关动作借助激光激励的高电导的固态等离子体完成。用亳微秒和微微秒激光脉冲可以产生与信号周期一样短的直流脉冲和微波脉冲。它说明在将来的脉冲整形和取样技术中激光应用的实际意义。     

高速取样光电子探测微微秒光脉冲

最近在实验研究中已采用产生微微秒光脉冲的几项新技术,它用在光物理、光生物学、光化学和光通讯领域中,其中也采用几种复杂的探测方法。本文在于验证用最近报导的光电于抽样方法可能达到的分辨率。光电子取样是一种从电子宽频带结构中有选择抽取光电子的相当简单的技术,它表明能在时间上分辨上升时间约几微微秒周期性低能量非相干光信号。其它微微秒探测方法通常受到灵敏度、转换效率和脉冲保真度的限制,而相比之下,用光电取样原理制成的器件,其探测灵敏度与普通光电倍增管相当,这些器件不限于相干或高准直光束,而且众所周知的取样原理可用于上述设计,使得高速光电子取样与通常放大器增益带宽限制无关。显然这种器件     

Q开关/锁模连续Nd:YAG激光器输出的特性

同时Q开关和模锁的(QSML)连续波Nd:YAG激光器作为纤维喇曼激光器和亚微微秒光脉冲的高重复率(500Hz)放大器的泵浦源具有重要意义。用这种激光器与锁模染料激光脉冲进行差频,产生1200～1600nm波长范围的微微秒脉冲,还可产生二次谐波和三次谐波。QSML连续波Nd:YAG激光器基本上是在带351型Q-开关的Quantronix116型基础     

微微秒脉冲激光器及其应用(I)

最近,激光模式同步技术进展极快,在固体激光器方面,用Q开关的红宝石、掺钕钇铝石榴石或玻璃激光器得到了脉冲宽度0.1~1毫微秒量级、周期几百兆赫的规则的激光振荡;这种亚毫微秒脉冲,在最近一、二年间,进一步向微微秒脉冲发展,峰值输出达1千兆瓦的激光器也能较为容易地得到。本文就固体激光器的模式同步现象和微微秒脉冲的产生进行解说,尽量作到易懂,同时对其应用领域作一展望。     

砷化镓微微秒光电子开关

最近Auston等人已在硅中实现了微微秒光电子开关和选通。他们在微带传输线内,用微微秒0.53和1.06微米的脉冲分别实现“通”和“断”。虽然开关时间极短,但硅器件由于复合过程慢,所以重复频率低。另外,在微带结构中用硅基片本身做绝缘体,限制了器件处理功率的能力,因为半导体基     

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     

微微秒克尔光闸原理及应用

微微秒克尔盒光闸开关首先由Duquay和Hansen研制成功。这一装置具有微微秒时间分辨率,广泛应用于微微秒过程的测量上,对于具有微微秒时间尺度的快速物理过程的研究,提供一有力的工具。本文就超快速微微秒克尔光闸的原理、优点和装置的时间分辨率极限,做了详细的评论;并且对于光闸的几种改进措施,例如,阶梯技术,微微秒取样示波器,多通道取样探测器列阵等方面,都做了评述。为了说明清楚起见,文中多次列举实例加以阐述。光闸技术是微微秒光谱学中三大测量技术之一。本文较全面介绍了超快速微微秒光闸技术及其应用的可能性。     

快寻迹激光器

在纽约市立学院物理系超快速光谱学和激光实验室用微微秒和毫微微秒激光器和有关技术已研究了物质中的动力学过程。人们可以看到经过以往的十年，光谱学已进入了一个新领域，这就是超快速时间分辨光谱学。在产生超快速脉冲技术上的每一个进展都为物理学、化学、生物学研究开辟了新区域。最近几年，各研究小组间的竞争特别剧烈。目前用被动锁模染料激光器产生了短至30毫微微秒(30×10^-15秒)的脉冲。本文将讨论用被动锁模产生微微秒和毫微微秒脉冲的问题以及所涉及的固体和染料两类激光器。     

产生微微秒与毫微秒之间的脉冲

目前虽然已能用可靠的技术获得持续期为微微秒和毫微秒的强激光单脉冲,但仍缺乏一种令人满意的方法来获得持续期在微微秒与毫微秒之间的脉冲,而这种脉冲特别适于研究诸如闪光光分解系统以及由激光辐射产生的热离子体快速过程。     

用激光控制超高速硅开关

动作时间为10微微秒（10×10^-12秒）的半导体开关已由贝耳实验室研制成功，它比普通的结型半导体开关快10到100倍。贝耳实验室相信，这种用激光束来开启和切断电信号的新式开关是微微秒光脉冲在断通电流方面的第一次应用。据说，只要几微焦耳的光能就可控制高达100伏的电信号。     

0.09微微秒激光脉冲在贝耳实验室产生

在饱和吸收体中使两个相向传播的锁模脉冲同步，产生了一个宽度仅为0.09微微秒的激光脉冲。这种峰值功率为5千瓦的90毫微微秒的激光脉冲是从一台若丹明6G环形染料激光器得到的。     

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。