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脈沖選擇器原理簡(jiǎn)述

發(fā)布時(shí)間:2020-09-07 08:29:30 瀏覽量:6274

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脈沖選擇器也稱Q開(kāi)關(guān),屬于光調(diào)制一類蛋叼;常用于光脈沖能量放大焊傅、cavity-dumped laser、再生放大狈涮、材料加熱狐胎、五維信息存

儲(chǔ)、時(shí)域熱反射測(cè)量歌馍、調(diào)頻握巢、光通信等領(lǐng)域;


脈沖選擇器如以下幾部分組成脈沖激光器松却、分光棱鏡暴浦、格蘭棱鏡溅话、電光調(diào)制器(普克爾盒)、調(diào)制器驅(qū)動(dòng)等歌焦;


 

如上圖所示飞几,脈沖激光經(jīng)過(guò)棱鏡分為兩束,經(jīng)過(guò)格蘭棱鏡后独撇,以一定的偏振態(tài)入射EOM后屑墨,由于電致晶體產(chǎn)生電光效應(yīng),使出射光發(fā)

偏轉(zhuǎn)券勺,以合適偏振態(tài)透過(guò)棱鏡绪钥;另外一束光在探測(cè)器上產(chǎn)生電信號(hào)灿里,電信經(jīng)過(guò)調(diào)制器驅(qū)動(dòng)處理关炼、放大后,給EOM提供驅(qū)動(dòng)提供參考

信號(hào)匣吊,驅(qū)動(dòng)根據(jù)參考信號(hào)輸出高壓脈沖信號(hào)儒拂,在調(diào)制器上產(chǎn)生電光效應(yīng);


給晶體施加電壓色鸳,電場(chǎng)導(dǎo)致晶體中分子發(fā)生取向社痛,呈現(xiàn)各向異性,產(chǎn)生雙折射命雀,使尋常光與非尋常光折射率呈現(xiàn)差異蒜哀,最終表現(xiàn)光束偏

轉(zhuǎn)。折射率變化與電壓呈線性關(guān)系的稱為普克爾效應(yīng)吏砂;而常用的非線性晶體KTP被用來(lái)做普克爾盒撵儿;


目前,普克爾盒常用晶體的半波電壓基本在1000V~1800V之間狐血,但是比較通用的驅(qū)動(dòng)芯片MOSFET耐壓值大多小于1000V淀歇,而

MOSFET由于自身工藝導(dǎo)致開(kāi)關(guān)頻率又做不快,通常在幾百KHz匈织,而cmos晶體管的工作頻率可以達(dá)到幾十MHz浪默,但是常見(jiàn)管子的耐

壓值又比較低,只有700V左右缀匕;


一款優(yōu)秀的脈沖選擇系統(tǒng)對(duì)于晶體來(lái)說(shuō)纳决,需要考慮半波電壓、工作頻率乡小、透過(guò)率等岳链,但是目前最大局限還是半波電壓稍高,給驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)

帶來(lái)很高的要求劲件;對(duì)于另一個(gè)核心部件掸哑,驅(qū)動(dòng)需要接受外部幾十MHz的驅(qū)動(dòng)信號(hào)约急,同時(shí)需要輸出幾千伏的驅(qū)動(dòng)信號(hào),問(wèn)題是最大能輸

出多大頻率苗分。


在脈沖選擇實(shí)驗(yàn)中厌蔽,我們實(shí)測(cè)驅(qū)動(dòng)輸出最大電壓可以達(dá)到2Kv,并且在1.7Kv可以達(dá)到3MHz的電信號(hào);本次實(shí)驗(yàn)中使用KTP晶體的普克

爾盒摔癣,半波電壓1400V@1064nm奴饮,1064nm的飛秒激光器重頻80Mhz,脈沖序列如下所示


 

脈沖激光序列

外部調(diào)制信號(hào)重頻100KHz時(shí)择浊,脈寬分別為300ns戴卜、30ns、15ns琢岩,可以正確選出脈沖投剥,如下圖所示


 

調(diào)制信號(hào)頻率100KHz如下所示

 

在測(cè)試其他頻率時(shí),最大測(cè)試調(diào)制頻率可達(dá)4MHz,皆可以正常選出脈沖担孔;

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