古奇·休斯古公司(GOOCH & HOUSEGO，包含NEOS)Q開關說明

      調Q技術就是通過某種方法使腔的Q值隨時間按一定程序變化的技術。在泵浦開始時使腔處在低Q值狀態(tài)，即提高振蕩閾值，使振蕩不能生成，上能級的反轉粒子數就可以大量積累，當積累到飽和值時，突然使腔的損耗減小，Q值突增，激光振蕩迅速建立起來，在短時間內上能級的反轉粒子數被消耗，轉變?yōu)榍粌鹊墓饽芰?，在腔的輸出端以單一脈沖形式將能量釋放出來，于是就獲得峰值功率很高的巨脈沖激光輸出。

      聲光Q開關是利用聲光相互作用以控制光腔損耗的Q開關技術。聲光調Q是通過電聲轉換形成超聲波使調制介質折射率發(fā)生周期性變化, 對入射光起衍射作用, 使之發(fā)生衍射損耗,Q 值下降, 激光振蕩不能形成。在光泵激勵下其上能級反轉粒子數不斷積累并達到飽和值, 之后突然撤除超聲場, 衍射效應立即消失, 腔內Q值增加, 激光振蕩迅速恢復, 其能量以巨脈沖形式輸出。這是一種廣泛應用的Q開關方式，其主要優(yōu)點是重復頻率高，性能穩(wěn)定可靠。

      典型的聲光Q開關主要由三部分組成：電聲轉換器、聲光介質和吸聲材料。電聲換能器與聲光介質如熔石英、鉬酸鉛（PbMO4）晶體等構成聲光器件。電聲換能器加電后，將超聲波饋入聲光材料，聲波是疏密波，聲光材料的折射率發(fā)生周期變化，對相對聲波方向以某一角度傳播的光波來說，相當于一個相位光柵。于是，在超聲場中光波發(fā)生衍射，改變傳播方向，這就是聲光衍射效應。聲光調Q的原理簡述如下：當聲光介質中有高頻（40MC）超聲行波傳播時，由于布拉格衍射，入射光Ii的一部分偏離到布拉格角Id的方向。偏角θB由布拉格公式決定：2λsSinθB=λ0/n=λ。代入以下的數據：聲速VS＝5.97KmS；聲頻fs=40MC; 折射率n＝1.46；真空波長λ0＝1.06um.求得θB＝0.1390，P為超聲功率，M為聲光品質因素，M=n6p2/ρVS3. n,p,ρ分別表示材料的折射率，光彈性系數和密度。L/h為換能器長寬比，λ0為真空波長。如果衍射光Id 占的百分比足夠大，則可能使光腔的總損耗大于小訊號增益，此時，振蕩停止，介質（YAG棒）借助光泵浦積累粒子數的反轉。在某一個時刻，如果去掉超聲行波，則由于介質有很高的儲能，所以，產生強的振蕩脈沖――即聲光調Q脈沖。如果用一定頻率的脈沖調制器調制射頻發(fā)生器，使聲光介質中有相同重復頻率的射頻超聲場時，就能獲得重復頻率工作的聲光Q開關，激光器將以重復頻率狀態(tài)輸出激光巨脈沖.

QS24-xx-x和QS27-xx-x是工業(yè)標準的聲光Q開關，可廣泛應用于燈泵浦和二極管泵浦的1064nm的Nd:YAG激光器中。