高频内调制激光器
4.6 激光器的驰豫振荡Q调制-20200513
第四章 激光器的工作特性
2、声光调Q(acoustooptical Q-switch)
如果入射光与声波波面的夹角θ满足
sin 2s
s; 声波与入射光的波长
则透射光束分裂为零级与+1级(或-1级)， +1级
或-1级衍射光与声波波面的夹角也为，一级衍
射光强与入射光强之比为
I1 sin 2 ( D )
Ii
2
式中Δφ是经长度为d的位相光栅后光波相位
变化的幅度。
D 2 Dd (2 d MP)2
H
换能器：将高频信号转化为超声波(铌酸锂、石英等压电材料)
声光介质：熔融石英(Fused Silica)，钼酸铅、重火石玻璃等
属于快开型开关；对高能量激光器开关能力差
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第四章 激光器的工作特性
商用声光调Q开关
21vN 0 A21 W03
Dn 1 N R
Dn(t )N (5-4-7)
(t )
N0 R
N (t ) R
21vN 0Leabharlann n(5-4-8)二阶常系数微分方程
(5-4-7),(5-4-8) 再次求导后代入
(5-4-7),(5-4-8)
d2Dn dt 2
dDn dt
Dn
0
d2N dt 2
dN dt
调Q & 锁模目的: 压窄脉冲宽度，提高峰值功率
激光器的 Q调制
第四章 激光器的工作特性
连续激光器
激光器：
脉冲激光器 —— 可获得较高的峰值功率 • 获得脉冲激光的方法之一： 脉冲激励(电脉冲、光脉冲) • 存在的问题：
驰豫振荡、脉冲宽(几百s~ms)
• 上述激光器称作自由运转激光器
光模块基本原理——解释
光模块基本原理——解释光模块是光通信系统中的重要组成部分，它实现了光信号的调制、解调和传输功能。
光模块的基本原理是利用光学器件将电信号转换为光信号，通过光纤进行传输并最终将光信号转换为电信号进行解调。
光模块通常由光发射器和光接收器两部分组成。
光发射器负责将电信号转换为光信号发送出去，光接收器负责将接收到的光信号转换为电信号。
光发射器是光模块的核心部件，通常采用半导体激光器作为光源，将电信号转换为光信号。
这里主要有两种类型的半导体激光器，分别是直接调制激光器（DML）和外调制激光器（EML）。
直接调制激光器通过改变电流的大小来调制激光的强度，实现光信号的调制。
而外调制激光器则是通过外部电极施加的电场来改变激光的折射率，从而实现光信号的调制。
调制后的光信号进一步通过一个聚焦透镜使其聚焦到一个光纤上，并通过光纤进行传输。
另一方面，光接收器负责接收经过光纤传输的光信号，并将其转换为电信号。
光接收器通常使用光电探测器作为光到电的转换组件。
光电探测器是一种能将光能转换为电能的器件，常见的光电探测器有PIN探测器和APD探测器。
这两种探测器的主要区别在于APD探测器具有内部增益，能够增加光电转换效率和系统的传输距离。
在光模块中，光信号的传输是通过光纤进行的。
光纤是一种能够传输光信号的细长光导纤维，其核心是由高折射率材料构成，外部由低折射率材料包围。
通过内部高折射率材料的全反射作用，光信号可以沿光纤进行长距离传输。
在光模块的设计中，光纤连接的稳定性对于光信号的传输质量和系统的可靠性至关重要。
总的来说，光模块的基本原理是将电信号转换为光信号，并通过光纤进行传输。
光发射器将电信号调制成光信号，光接收器将光信号解析成电信号。
在整个光通信系统中，光模块起到了桥梁作用，实现了电信号和光信号之间的转换和传输。
光模块的设计和技术有着重要的意义，可以极大地提高光通信系统的性能和可靠性，促进信息传输的发展。
TDLAS技术
TDLAS技术1 光谱学基本概念 (1)2 光谱的线型函数及谱线加宽 (2)3 甲烷的吸收谱线 (5)4 TDLAS技术原理 (5)6 基于TDLAS的气体检测 (8)可调谐激光二极管的分类及特性 (8)6.2残余调制光强对气体吸收光谱线型的影响 (10)1 光谱学基本概念光谱学是光学的一个分支学科，它主要研究各种物质光谱的产生及其同物质之间的相互作用。
光谱是电磁辐射按照波长的有序排列，根据实验条件的不同，各个辐射波长都具有各自的特征强度。
对光谱最早的研究是牛顿进行的色散实验，他通过玻璃棱镜把太阳光分解成从红光到紫光各种颜色的光谱。
其后夫琅和费也观察到了光谱线。
根据研究光谱方法的不同，把它分为发射光谱学、吸收光谱学和散射光谱学：发射光谱可以分为三种不同类别的光谱：线状光谱、带状光谱和连续光谱。
线状光谱主要产生于原子，带状光谱主要产生于分子，连续光谱则主要产生于白炽的固体或气体放电。
吸收光谱的范围很广，大约从10纳米到1000微米。
在200纳米到800纳米的光谱范围内，可以观测到固体、液体和溶液的吸收。
这些吸收有的是连续的，称为一般吸收光谱；有的显示出一个或多个吸收带，称为选择吸收光谱。
在散射光谱学中，喇曼光谱学是最为普遍的光谱学技术。
当光通过物质时，除了光的透射和吸收外，还观测到光的散射。
在散射光中除了包括原来入射光的频率外，还包括一些新的频率。
这种产生新频率的散射称为喇曼散射，其光谱称为喇曼光谱。
从喇曼光谱中可以得到分子振动能级与转动能级结构的知识。
根据光谱学的理论，每种原子都有其自身的一系列分立的能态，每一能态都有一定的能量。
把氢原子光谱的最小能量定为最低能量，这个能态称为基态，相应的能级称为基能级。
当原子以某种方式从基态提升到较高的能态上时，原子的内部能量增加了，原子就会把这种多余的能量以光的形式发射出来，于是产生了原子的发射光谱，反之就产生吸收光谱。
这种原子能态的变化不是连续的，而是量子性的，称之为原子能级之间的跃迁。
第五章 电光调制器
电光调制
电光调制：将电信息加载到光载波上，使光参量随着电参量的 对光场的幅度、频率、相位等参数，均可进行调制。 性能优良的调制器必须具备：高消光比、大带宽、低啁啾、低 电光调制器的主要参数有：半波电压、特性阻抗、调制带宽、
改变而改变。光波作为信息的载波。
的偏置电压。
调制深度（调制效率）、透过率、消光比、插入损耗、品质因数
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
光开关
13
电光调制
电光调制是利用某些晶体材料在外加电场作用 下折射率发生变化的电光效应而进行工作的。 根据加在晶体上电场的方向与光束在晶体中传 播的方向不同,可分为纵向调制和横向调制。
纵向电光调制：电场方向与光的传播方向平行。
横向电光调制：电场方向与光的传播方向垂直。
电光调制
由于纵向调制电光器件需要透明电极，器件工艺复杂、 加工成本大，因此常用的电光器件大多采用横向调制设计。
横向电光调制器
由此可知， x 轴与 z 轴的综合电光效应使光波通过 晶体后的相位差包括两项：
第一是与外加电场无关的晶体本身的自然双折射引起的相
位延迟，这对调制器的工作没有贡献，而且会因温度变化引
起折射率的变化而导致相位差漂移，进而使调制光发生畸变， 甚至使调制器不能正常工作，应设法消除或补偿双折射现象；
横向电光调制器
优点： 半波电压低、驱动功率小，应用较为广泛。
缺点：
存在自然双折射引起的相位延迟，这意味着在没有外加电场 时，通过晶体的线偏振光的两偏振分量之间就有相位差存在，
当晶体因温度变化而引起折射率的变化时，两光波的相位差发
第二章RoF技术介绍
第2章ROF（RADIO OVER FIBER）技术介绍在本章中，描述了RoF链路的基本技术——上变频和下变频技术，这将成为接下来的几章的背景。
2.1节中研究了RoF链路中的关键设备，和影响一个链路性能的参数。
2.2节中描述了在RoF下行链路中实现上变频到射频（Radio Frequency，RF）频率的光调制器的使用。
相似地，2.3节中描述了在RoF上行链路中的调制器的使用。
2.1 光设备RoF链路从中心站（Central Station，CS）向基站（Base Station，BS）传输无线电信号，而相反方向则使用光纤。
本论文涉及在CS端实现光生数G的无线信号。
无线信号的生成需要两个主要模块：光源的数据调制和上变频到需要的RF载波频率。
在简单的配置中，像半导体激光器一样的光源也能通过简单地调制当前的激光器电流来被用作数据调制，这种调制方式也被称作直接调制激光器（Directly Modulating Laser，DML）。
对于RF上变频，使用一个外调制器和本震来调制光信号。
充当外部调制器的典型代表是马赫增德尔调制器（Mach-Zehnder Modulator，MZM）或者电吸收调制器（Electroabsorption Modulator，EAM）。
光生无线信号经过单模光纤（Single Mode Fiber，SMF）1传输到BS的天线，在这里光信号在一个PD中转换成电信号，再辐射到空气中去。
在上行链路，BS天线接收到的无线信号通过一个外调制器被调制到一个光载波上，然后用SMF传输到CS来实现解调。
总之，建立RoF链路的关键部分是：光源、外调制器、光电二极管。
在接下来的几节中，将描述每个影响RoF链路性能的设备参数。
2.1.1 直接调制激光器直接调制一个激光器的能力对RoF 链路的来说是一个很有吸引力的高性价比（cost-effective ）解决方案。
DML 由于在大都市光通信系统解决方案中的使用而被广泛研究[78][79]。
High Q皮秒激光器调试说明
一、HIGH-Q皮秒激光器调试说明三、激光器外控系统二、激光器声光调制系统一、激光器电流控制系统High-Q皮秒激光器电源控制系统分为三部分，一、激光器电流控制系统，二、激光器声光调制系统，三、激光器外控系统。
开机步骤为：1、首先打开水冷系统，等待水温稳定；2、水温稳定后，打开激光器电流控制系统中○1号电源钥匙开关，并按enter键，输出激光。
如果需要更大的功率输出，请打开○2号电源钥匙开关，并按enter键，输出大功率激光。
3、连接光谱仪，测试样品光谱。
将激光器声光调制系统中的MOD IN接口和激光器外控系统中连接激光器控制输入口A口相连，B口连接光谱仪输入口。
如下图所示。
连接光谱仪4、调节激光器外控系统进行激光频率的设置。
如上图所示：1、调节数字发生器左边的上下两个旋钮进行激光输出频率调节，上面旋钮为频率微调，下面旋钮为频率的粗调。
2、调节数字发生器左起第三列的两个旋钮进行激光输出频率的占空比调节，主要为80MHz频率下和其它频率之间的切换。
3、其它旋钮如激光输出无异常，不要进行调节。
5、如果用示波器观察激光脉冲情况，将激光器声光调制系统中PP MON接口连接到示波器输入口，可观察脉冲波形，如下图所示，为正常的激光输出波形。
二、光路调试说明：1、 将激光器的出光光斑照射到1号反射镜的中心，2、 将1号镜和2号镜调节为高度和水平方向基本一致，3、 将激光调节到2号镜的中心，4、 将激光通过2号镜调节到光谱仪中的样品位置，5、 观察光斑在光谱仪进光口位置，此时如果有偏离，请调试1号镜；再观察光斑在样品上的位置，如果有偏离，请调试2号镜位置。
这样来回调试，可以将光束调节为垂直照射到样品上。
6、 盖上上盖，进行测试。
注意：不得随意改动其他设置或触碰其他按键，上次无法正常使用就是因为有同学误触了激光器外控系统面板上左下第五个gate 键。
望周知。
2 激光器1样品 光谱仪进光口 样品位置。
aom声光调制器原理
aom声光调制器原理声光调制器（Acousto-optic Modulator，简称AOM）是一种利用声光效应实现光的调制的器件。
在光通信、光学信号处理、激光器技术等领域有广泛应用。
本文将从AOM的工作原理、结构和应用等方面进行阐述。
一、工作原理AOM的工作原理基于声光效应，即声波与光波之间的相互作用。
声光效应是指当声波通过介质传播时，会引起介质内的折射率变化，从而影响通过介质的光波的传播。
AOM利用这种声光效应，通过施加声波信号使光的折射率随之变化，从而实现对光的调制。
具体地说，AOM通常由压电晶体、光学晶体和声波发生器等组成。
声波发生器产生高频声波信号，并通过压电晶体将声波信号转化为机械振动。
当声波通过光学晶体时，由于介质的压缩和膨胀作用，晶体的折射率也会随之变化。
当光波经过光学晶体时，由于折射率的变化，光波的传播速度和传播方向也会发生变化，从而实现对光的调制。
二、结构和特点AOM的结构相对简单，主要包括压电晶体、光学晶体和驱动电路等。
压电晶体通常是一块具有压电效应的晶体材料，如碲化镉（CdT e）或碲化锌（ZnTe）。
光学晶体通常是具有良好光学性能的晶体材料，如硼酸铋锂（BiB3O6）或钛酸锂（LiNbO3）。
AOM的特点有以下几个方面：1. 高速调制：AOM具有非常快的调制速度，可达到数百兆赫兹甚至更高，适用于高速数据传输和信号处理。
2. 宽频带：AOM的调制频率范围较宽，可覆盖从几千赫兹到几千兆赫兹的频段。
3. 高稳定性：AOM具有较好的稳定性，可以长时间稳定地工作，不易受外界干扰。
4. 调制深度大：AOM可以实现高达100%的调制深度，即光的完全开关。
三、应用领域AOM在光通信、光学信号处理和激光器技术等领域有着广泛的应用：1. 光通信：AOM可用于光纤通信系统中的光信号调制、光谱分析和光时钟恢复等方面，提高通信系统的性能和稳定性。
2. 光学信号处理：AOM可用于光学信号的调制、调幅和频谱分析等，广泛应用于雷达系统、光学成像和光学测量等领域。
哈工大在超快调制微激光器领域取得重要突破
• 4 •【资讯】哈工大在超快调制微激光器领域取得重要突破近日，哈尔滨工业大学（深圳）宋清海教授团队在超快调制微激光器领域取得重要突破，其提出的全光开关新原理，有望突破超短切换时间与超低能耗之间的矛盾。相关研究在2020年2月28日以《Ultrafast control of vortex microlasers》为题发表在《Science》上。
该论文第一作者为哈尔滨工业大学（深圳）博士研究生黄灿，第一完成单位为哈尔滨工业大学（深圳），由哈尔滨工业大学、纽约城市大学和澳大利亚国立大学合作完成，通讯作者是宋清海教授、Yuri Kivshar教授和葛力教授。基于现有成果，该项研究的下一步是将该可切换的微型激光串联集成到光子芯片
上以实现光学逻辑计算的功能。这也是实现最终目标——光计算和量子计算的前提。
北理工教授在《Nature》上发表合作论文近日，北京理工大学化学与化工学院谢静教授在《Nature》上合作发表题为“Actinide 2-metallabiphenylenes that satisfy Hückel’s Rule”（符合“休克尔定律”的锕系金属取代亚联苯化合物）的文章。谢静教授为该论文的共同第一作者，负责完成论文的理论计算部分，此研究是与美国洛斯阿洛莫斯国家实验室Jaqueline L. Kiplinger课题组以及美国明尼苏达大学Laura Gagliardi教授合作完成。 本工作利用锕系元素5f电子的离域性，首次合成并表征了含有金属亚联苯化合物，使反芳香性和芳香性共存，拓展了对锕系元素的认识，同时为元素周期表注入了新内容。
哈工大教授入选人工智能全球女性榜单近日，人工智能全球女性榜单（Women in AI）发布，哈尔滨工业大学计算机学院秦兵教授、姚鸿勋教授榜上有名。该榜单基于2020年1月发布的2000位人工智能全球最具影响力AI学者榜单（AI 2000），遴选出179位在人工智能领域最具影响力女性学者，占2000位学者中的9%，其中中国女科学家12位。
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650nm 0.5～200mw
工作电压： 2.7~24V DC
工作电流 ：≤450mA
光束发散度：0.3～0.6mrad
出光张角：10 º～110º
光线直径：≤0.5mm ＠0.5m；≤1.0mm ＠3.0m；≤1.5mm ＠6.0m；
垂直度：±1´
光学透镜：光学镀膜玻璃或塑胶透镜
尺寸：Φ12×40mm；Φ16×55mm；Φ16×65mm；Φ16×80mm；Φ22×85mm；Φ26
×110mm（可定制）
工作温度 ：－10～75℃
储存温度 ：－40～85℃
激光等级：Ⅲb
Output wavelength: 635nm 650nm
Output power: 635nm 0.5～30mw
650nm 0.5～200mw
Operating voltage: 2.7~24V DC
Operating current: ≤450mA
Beam divergence: 0.3～0.6mrad
Fan angle: 10 º～110º
Beam diameter: ≤0.5mm ＠0.5m；≤1.0mm ＠3.0m；≤1.5mm ＠6.0m；
Verticality: ±1´
Optics: coated glass lens or plastic lens
Size: Φ12×40mm；Φ16×55mm；Φ16×65mm；Φ16×80mm；Φ22×85mm；Φ26
×110mm（made as requirement）
Operating temperature: －10℃～75℃
Storage temperature：-40℃～85℃
Laser classification: Ⅲb
lye