英吉利海峽

[拼音]：jiguang tiao

Q

jishu

[英文]：laser

Q

-switching

鐳射單元技術之一。是為壓縮鐳射器輸出脈衝寬度和提高脈衝峰值功率而採取的一種特殊技術；這種技術的基礎是一種特殊的關鍵元件──快速腔內光開關，一般稱為鐳射調

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開關，或簡稱為

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開關。共振腔的

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值大小，是由腔內損耗和反射鏡光學反饋能力兩個因素所決定的；

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值愈高，所需要的泵浦閾值就越低，亦即鐳射愈容易起振。在一般的脈衝固體鐳射器的情況下，若不採用特殊的技術措施，脈衝鐳射在腔內的振盪持續時間，與光泵脈衝時間（毫秒量級左右）大致相同，因此輸出鐳射的脈衝功率水平亦總是有限的。如果採用一種特殊的技術，使光泵脈衝開始後相當長一段時間內，有意降低共振腔的

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值而不產生鐳射振盪，則工作物質內的粒子數反轉程度會不斷通過光泵積累而增大；然後在某一特殊選定的時刻，突然快速增大共振腔的

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值，使腔內迅速發生鐳射振盪，積累到較高程度的反轉粒子數能量會集中在很短的時間間隔內快速釋放出來，從而可獲得很窄脈衝寬度和高峰值功率的鐳射輸出。為實現以上目的，最常用的方法是在共振腔內引入一個快速光開關──

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開關，它在光泵脈衝開始後的一段時間內處於“關閉”或“低

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”狀態，此時腔內不能形成振盪而粒子數反轉不斷得到增強；在粒子數反轉程度達到最大時，腔內

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開關突然處於“接通”或“高

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”狀態，從而在腔內形成瞬時的強鐳射振盪，併產生所謂的調

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鐳射脈衝輸出到腔外。下面分別介紹幾種常用的調

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開關和它們的工作原理。

轉鏡開關

通常是將組成共振腔的一個全反射鏡用一個快速馬達帶動進行高速旋轉，只有當反射鏡面旋轉到與最佳起振位置重合時，腔內才形成一個損耗最低的往返振盪迴路，從而產生瞬時強鐳射振盪。下圖給出了轉鏡調

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鐳射器工作原理示意圖。轉鏡調

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是人們最早發明的一種調

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方法。優點是開關裝置堅固耐用；缺點是機構比較複雜，調

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穩定性較差。

電光開關

利用某些壓電晶體（如KDP、LiNbO3等）的線性電光效應而製成偏振開關元件，使得其只有在瞬時施加(或去掉)外界控制電場情況才處於接通狀態，從而可起到

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開關作用。與轉鏡開關相比，電光調

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開關的優點是開關速度快、控制精度高。

飽和吸收染料開關

研究表明，某些染料媒質具有突變的吸收飽和特點，亦即當波長處於其吸收峰附近入射光訊號較弱時，染料媒質對入射光呈現出非常明顯的吸收趨勢（相當於處於“關閉”狀態）；當入射光訊號增強到一定程度時，染料媒質對入射光突然呈現出明顯的吸收飽和趨勢(相當於近似透明的“接通”狀態)。利用某些染料的上述特點，可將它們置於共振腔內起到調