对于有源Q开关来说(图1),损耗被有源器件调制(有源Q开关),通常是一个声光或电光调制器。在这里,脉冲形成于一个触发信号到达后不久。也有机械的开关比如旋转镜用来作为激光谐振腔的尾镜。在任何情况下,所取得的脉冲能量和脉冲持续时间取决于储存在增益介质的能量,即在泵的功率或者脉冲重复率。
图1
有趣的是,调制器的切换时间不需要和脉冲持续时间一致,可以比这长很多的时间,因为它需要谐振腔往返许多次去形成强脉冲。但是如果太长,这又可能导致双脉冲或一定的不稳定性。
有源调Q激光的脉冲重复率可以通过控制调制器。如果泵浦功率保持不变,高重复率通常导致较低的脉冲能量。同时,脉冲变得更长,作为最初的激光增益越低。在非常高的重复率脉冲的情况下,如果增益不能及时得到恢复,一些脉冲可能在脉冲序列中丢失。在非常低的重复率的情况下,也许能获得较短的高能量脉冲,但一旦脉冲周期超过上能级寿命,由于自发辐射限制脉冲可能的能量,损耗会不断变大。
如果激光增益或腔损耗低,产生的脉冲的持续时间至少是谐振腔的往返时间一个数量级的,而且往往大大超过这个。特别是高脉冲重复率,很难获得很短脉冲。这个问题可以用“倒腔”的方法解决。脉冲生成阶段有效地由一个“封闭”的低损耗谐振器完成,而不是使用一个普通的输出耦合镜,。一旦大部分存储的能量被转移到循环脉冲,能量突然被倒腔释放,这就是一个快速光开关。这样,光学谐振中的能量可以在一个谐振腔的往返时间中被提取,与脉冲建立时间没关系。
转载请注明出处。