以聲光調變器產生Q開關恩斯高斯雷射之探討

Abstract

本論文的研究目的是希望藉由末端激發固態雷射的方式產生恩斯高恩雷射，並達到不同模態的選擇，並應用在Q開關的脈衝雷射。在先前的研究，我們發現以光遮斷器為Q開關的脈衝雷射會有鬆弛震盪的現象產生，所以在本篇實驗裡，我們將實驗分成兩個部分，在第一部份的實驗，我們分別採用聲光晶體與光遮斷器當作光開關元件，比較若在相同的開關時間下，是不是有類似鬆弛震盪結果，並討論若將開關時間減少，是不是可以避免鬆弛震盪現象，並利用雷射速率方程式做簡單的數值模擬探討，成?地解釋了開關時間會影響雷射脈衝輸出個數的特性；在第一部分的實驗我們得知將開關的時間控制在1-3μs時，可以減少鬆弛震盪的產生，所以在本論文的第二部分的實驗中經由控制聲光的開關的時間，使脈衝雷射沒有鬆弛震盪現象，並藉由末端激發固態雷射的方式控制模態輸出，成?地將多個不同種類的恩斯高斯脈衝雷射激發出來，並討論不同模態間脈衝輸入輸出瓦數與脈衝寬度和峰值?率間的關係。 本篇論文藉由使用較簡單的末端激發型固態雷射的共振腔設計成?激發脈衝恩司高斯雷射，並將其成?放入聲光調變晶體產生脈衝恩斯高斯模態雷射。在第一部分的實驗，我們藉由兩種主動式Q開關來解釋鬆弛震盪的效應，發現在光開關的開啟時間過長上會產生有一系列的脈衝。而在第二部分的實驗，我們改良第一部分的實驗光開關時間，可以發現在單一的恩斯高斯模態以及重複頻率下，隨著輸入瓦數增高，我們可以觀察到輸出瓦數也會增高，脈衝寬度降低，單一脈衝能量以及峰值?率會升高；而單一模態下不同重複頻率下，輸出脈衝寬度會隨著光開關頻率有著特定的關係，隨著輸入瓦數增加，脈衝寬度變窄，且光開關元件的頻率變大時，脈衝的寬度變寬；而在不同的恩斯高斯模態下，若模態的總節線(p值)越高，發現到主動式Q開關脈衝恩司高斯雷射，不論是IGep m、IGop m的分類下，閥值?率增加，脈衝寬度變寬，而平均輸出?率、平均單一脈衝能量、峰值?率則有變小的跡象；而總節線(p值)不變，雙曲線節線數(m值)的變小，也會有較高的雷射產生閥值。

Date of Award	2015 Sept 3
Original language	Chinese
Supervisor	Shu-Chun Chu (Supervisor)