声光Q开关使用说明书.doc

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1、声光Q开关使用说明书一、产品名称：声光Q开关二、产品标识HR27———XX———XX制造单位标记声波模式工作频率（MHz）有效光孔径（mm）驱动功率（W）HR27系列产品包括两大类：一类声波模式为C，称为压缩声波（Compressionalacousticwave）,泛称为纵向声波（Longitudinalacousticwave），缩写为L（C与L模式的物理意义相同，仅欧美等国家表示不同而已）。该类期间的主要特点是较小的驱动功率能获得较高的衍射损耗，但与入射光的偏振态有关，因而最适用于单模激光的调Q。另

2、一类声波模式为S，称为切变声波（Shearacousticwave）。该类器件的主要优点是光衍射损耗与入射光的偏振态无关。因而最适用于多模、非偏振态的激光调Q。两类声光Q开关的工作频率均为27.12MHz，有效通光孔径2mm—8mm，驱动功率从25W直到100W，均可为用户量身定制。驱动电源的功率依赖于有效光孔径和换能器的声学模式，列出下表仅供选择参考：C型S型驱动电源功率23456823456825W驱动电源√√√50W驱动电源√√√√√60W驱动电源√√√√√75W驱动电源√√√100W驱动电源√√三

3、、主要技术参数案例：HR27—50—5S声光Q开关性能参数：光学性能：光学介质熔石英通光长度46mm光学波长1064nm增透膜层多层介质硬膜光学透过率＞99.8%光损伤阈值＞500MW/cm²光学偏振任意插入损耗≤5%衍射效率＞40%有效光孔径5mm电声性能：工作频率27.12MHz声学模式切变波电压驻波比＜1.2：1（输入阻抗50Ω）驱动功率额定值50W最大承载驱动功率＜75W脉冲上升/下降时间173ns/mm脉冲重复率1Hz—50KHz热性能：散热方式水冷却水的质量去离子水水的流量＞300ml/分钟水

4、温范围（22—30）℃最高水温32℃过热保护（45±3）℃四、工作原理声光Q开关主要由压电换能器、声光介质和吸声材料所组成。压电换能器由驱动电源输入射频电功率，因其压电效应具有电声转换功能产生超声功率。超声功率耦合传输到声光介质中，因该介质的弹光效应而形变，发生折射率周期变化，形成疏密相间的声光栅。激光束通过该光栅时，因传播方向被改变而发生衍射，这就是人们熟悉的声光互作用原理。光的衍射，最著名的有喇曼—奈斯（Raman—Nath）型衍射和布拉格（Bragg）型衍射。当激光束以布拉格角θB=aresinλ0

5、fs/2nVs入射时，衍射效率（也称调制损耗）η的表达式为：η=Id/Iλ=sin²Φ=sin²π（LPa）M2/2Hλ0²式中：λ0为真空光波长；fs为超声频率（一般也称做工作频率）；Vs为介质中的声速；n为介质折射率；Id为衍射光强；Iλ为入射光强；Φ为相位因子；L为声光互作用长度；H为声光互作用宽度（实质上就是有效光孔径的直径）；Pa为超声功率（与电功率成正比关系）；M2=（n²）³p²/ρVs³为声光品质因素（也称声光优值）。其中，P为弹光系数；ρ为介质密度。声光Q开关就是利用声光互作用而实现激光

6、腔内损耗的“Q”突变元件。当介质中存在超声场时，入射光部分被衍射，越大对激光的关断效果越好，输出的光脉冲能量越大。此时，由于光腔的损耗大于增益，激光的振荡不能形成即在光泵浦激励下，其上能级反转粒子数不断积累并达到饱和，称之为能量积蓄期。突然撤除超声场后，衍射光瞬间消失，腔内Q值猛增，激光振荡迅速恢复而输出巨脉冲光能量。声光Q开关在连续波激光调Q技术中已经得到广泛应用，最突出的优点是调整方便，重复频率高，插入损耗小，工作极为稳定。五、使用方法1、器件安装及连接声光Q开关整体装入到外型尺寸约为62×52×38

7、壳体内。外壳底板有5个不同位置安装孔，它与调整平台用M3螺丝固定。正面有两个插座，大的一个用于驱动电源的射频功率输入连接，配制的高频电缆传输线一端接于该插座，另一端接于驱动电源功率输出端；小的一个插座用于器件的温度过热保护，它通过外部控制的途径，用RVSP双芯屏蔽线一端装有同类配套产品的插头连接，另一端的外包层线接电源控制头标注1，内芯线（红色或黑色）则接标注2（极性不能接错，否则控制失效）。控制线的长度分别为2m和3m，也可以根据用户要求配制。壳体的后面装有一对（2个）或两对（4个）冷却水连接头，单对连

8、接头一个为水的输入端，另一个为水的输出端，无极性要求，随意连接均可。双对水管的连接，参见“声光Q开关外壳尺寸”图。图：声光Q开关外壳尺寸（图中所有尺寸为毫米单位）1、开通水电上述连接完成并检查连接无误后，先开通制冷水路，然后再启动驱动电源。3、角度调整为了获得最佳的衍射效率，要求激光束入射到声光介质端面有一个满足布拉格条件的角度。这个角度虽然在设计和加工时已经进行考虑，但由于材料参数和加工的差异，难免在安装时要进行相应的角度微