一種電光晶體壓電振鈴效應測量裝置及其測量方法
2023-09-22 04:59:10
專利名稱：一種電光晶體壓電振鈴效應測量裝置及其測量方法
技術領域：
本發明涉及雷射技術領域，特別涉及一種電光晶體壓電振鈴效應測量裝置及其測
量方法。
背景技術：
在高重頻電光調Q雷射器和超短脈衝的再生放大器中，需要給電光晶體加上高頻變化的四分之一波長電壓，實現控制腔內振蕩光偏振態的改變，從而實現雷射的調Q輸出和對超短脈衝雷射的再生放大輸出。當在電光晶體兩端施加高頻變化的高電壓時，電光晶體在電場作用下表現出壓電效應的同時電光晶體會發生形變。這種形變導致晶體即便在撤掉電場後，仍存在聲學震動，稱之為壓電振鈴效應。這種振鈴效應導致雷射器輸出性能下 降，甚至不能輸出雷射，因此定量測量壓電晶體的振鈴效應具有非常重要的意義。如圖I所示，在已有的壓電振鈴測量裝置中，通過高壓驅動電源3給電光晶體施加二分之一波長電壓，由於電光晶體的壓電振鈴效應，水平偏振態的探測光通過薄膜偏振片I和探測裝置2中的電光晶體後變為水平偏振光和垂直偏振光同時存在的混合光，然後混合光經過薄膜偏振片4和薄膜偏振片5分離後，水平偏振光由光電探測器7接收，垂直偏振光由光電探測器6接收。然而，這對於像BBO這種較高電壓的晶體來說(以4x4x20mm的BBO晶體為例，其對1064nm的二分之一波長電壓為7KV以上)，高重頻的高壓電源實現較困難，很難對其進行定量測量，致使許多時候只能定性用「強的壓電振鈴效應」、「弱的壓電振鈴效應」或者「無壓電振鈴效應」來描述。
發明內容
針對現有技術中存在的缺陷和問題，本發明目的是提供一種可以克服上述缺陷一種電光晶體壓電振鈴效應測量裝置及其測量方法。本發明提供了一種電光晶體壓電振鈴效應測量裝置，包括光電探測器A和光電探測器B，在入射光路的中心線上依次設有薄膜偏振片D、l/2波片、法拉第光學旋轉器、薄膜偏振片B、l/4波片、測試裝置和全反鏡，所述測試裝置由高壓驅動電源驅動，所述光電探測器A用於探測薄膜偏振片D上的反射光，所述光電探測器B用於探測薄膜偏振片B上的反射光。優選地，在所述薄膜偏振片B和所述光電探測器B之間設有薄膜偏振片A。優選地，在所述薄膜偏振片D和所述光電探測器A之間設有薄膜偏振片C。本發明還提供一種電光晶體壓電振鈴效應測量方法，其特徵在於，包括以下步驟A、將連續鎖模雷射器輸出的水平偏振光作為入射光，由薄膜偏振片D進入所述測
量裝置；B、將待測電光晶體放入測試裝置中；C、通過高壓驅動電源給電光晶體施加四分之一波長的電壓；
D、將電光探測器B連接到示波器的2通道，將電光探測器A連接到示波器的3通道，將高壓驅動電源連接到示波器的I通道作為觸發源；E、通過示波器監測光電探測器A和光電探測器B輸出的波形信號；F、將光電探測器A和光電探測器B更換為雷射功率計探頭，分別測量出功率為Pl和P2G、通過Pl / P2的比值，定量測量電光晶體壓電振鈴效應的強弱。優選地，所述高壓驅動源提供的四分之一波長的電壓上限為5200V，脈衝寬度上限為1000ns，最高重複頻率為IOOkHz。優選地，在步驟D中，示波器的時間檔位設置在2. O μ s/div，記錄長度RL設定為IOOK0 優選地，在步驟G中，當Pl / P2 ^ O時，無壓電振鈴效應；當Pl / P2>0時，有壓電振鈴效應。更優選地，所述Pl / P2的比值越大，壓電振鈴效應也越大。優選地，在步驟B中還包括調節電光晶體位置，使電光晶體位對通過它的偏振光的偏振態不產生任何影響。與現有技術相比較，採用本發明的一種電光晶體壓電振鈴效應測量裝置及其測量方法具有以下優點I、本發明在測量電光晶體振鈴效應時，所需的高壓驅動電源提供的電壓降低了一倍;2、本發明可以實現BB0、KD*P等這種高電壓晶體的壓電振鈴效應的測量；3、本發明採用連續鎖模雷射器輸出的水平偏振光作為入射光，它的脈衝穩定性更好，且在示波器上可以顯示出很高的幅值，有利於降低高壓電磁脈衝幹擾對測量結果的影響，並且可以定量的得出壓電晶體振鈴效應的大小。
圖I是現有技術中電光晶體壓電振鈴效應的測量裝置原理示意圖；圖2是本發明一個實施例的電光晶體壓電振鈴效應的測量裝置原理示意圖。主要符號說明如下8-全反鏡9-測試裝置10-高壓驅動電源 11-1/4波片12-薄膜偏振片A 13-薄膜偏振片B14-法拉第光學旋轉器 15-1/2波片16-薄膜偏振片C17-薄膜偏振片D18-光電探測器A19-光電探測器B
具體實施例方式下面結合附圖對本發明做進一步說明。一種電光晶體壓電振鈴效應測量裝置，包括光電探測器A18和光電探測器B19，在入射光路的中心線上依次設有薄膜偏振片D17、l/2波片15、法拉第光學旋轉器14、薄膜偏振片B13、l/4波片11、測試裝置9和全反鏡8，測試裝置9由高壓驅動電源10驅動，光電探測器A18用於探測薄膜偏振片D17上的反射光，所述光電探測器B19用於探測薄膜偏振片B13上的反射光。如圖2所示，在本發明的一個實施例中，在薄膜偏振片B13和光電探測器B19之間還設有薄膜偏振片A12，在薄膜偏振片D17和所述光電探測器A18之間還設有薄膜偏振片C160本發明在測量電光晶體振鈴效應時，所需的高壓驅動電源提供的電壓降低了一倍，並且本發明可以實現BB0、KD*P等這種高電壓晶體的壓電振鈴效應的測量。本發明中測量裝置的工作原理水平偏振的探測光經過由薄片偏振片D17、λ /2波片15和法拉第光學旋轉器14後，仍為水平偏振光；探測光通過薄膜偏振片Α12，再經過光軸與水平偏振光成45°夾角的入/4波片11後被旋轉為圓偏振光，被全反鏡8反射再次經過λ /4波片11後變成垂直偏振光；薄膜偏振片Β13將此垂直偏振光反射到薄膜偏振片Α12後，被光電探測器Β19接收；在這種情況下，入射雷射全部變成垂直偏振光，光電探測器Α18沒有接收到任何光信號。·在測試裝置9中放入電光晶體，並對其進行精確調節，使其對通過它的雷射束偏振態不產生任何影響。當給電光晶體9上施加一定脈衝寬度和重複頻率的λ/4波長電壓時，在此時間段內，λ /4波片11和電光晶體9的組合對單次通過它們的雷射起到λ /2波片作用，將入射光偏振態旋轉90s ;對於往返通過它們的雷射起到全波片作用，不改變入射偏振光的偏振態；因此，在施加λ /4波長電壓時，光電探測器Α18處可接收到檢測光信號，而光電探測器Β19處相應時間點的檢測光信號將消失。一種電光晶體壓電振鈴效應測量方法，包括以下步驟Α、將連續鎖模雷射器輸出的水平偏振光作為入射光，由薄膜偏振片D17進入所述
測量裝置；B、將待測電光晶體放入測試裝置9中；C、通過高壓驅動電源10給電光晶體施加四分之一波長的電壓；D、將電光探測器Β19連接到示波器的2通道，將電光探測器Α18連接到示波器的3通道，將高壓驅動電源連接到示波器的I通道作為觸發源；Ε、通過示波器監測光電探測器Α18和光電探測器Β19輸出的波形信號；F、將光電探測器Α18和光電探測器Β19更換為雷射功率計探頭，分別測量出功率為Pl和Ρ2G、通過Pl / Ρ2的比值，定量測量電光晶體壓電振鈴效應的強弱。在步驟B中還包括調節電光晶體位置，使電光晶體位對通過它的偏振光的偏振態不產生任何影響。在步驟C中，所述高壓驅動源10提供的四分之一波長的電壓上限為5200V，脈衝寬度上限為1000ns，最高重複頻率為IOOkHz。在步驟D中，示波器的時間檔位設置在2. O μ s/div,記錄長度RL設定為100K。在步驟G中，當Pl / P2 ^ O時，無壓電振鈴效應；當Pl / P2>0時，有壓電振鈴效應，其中Pl / P2的比值越大，壓電振鈴效應也越大。本發明採用連續鎖模雷射器輸出的水平偏振光作為入射光，它的脈衝穩定性更好，且在示波器上可以顯示出很高的幅值，有利於降低高壓電磁脈衝幹擾對測量結果的影響，並且可以定量的得出振鈴效應的大小。當然，採用上述優選技術方案只是為了便於理解而對本發明進行的舉例說明，本發明還可有其他實施例，本發明的保護範圍並不限於此。在不背離本發明 精神及其實質的情況下，所屬技術領域的技術人員當可根據本發明做出各種相應的改變和變形，但這些相應的改變和變形都應屬於本發明的權利要求的保護範圍。
權利要求
1.一種電光晶體壓電振鈴效應測量裝置，包括光電探測器A( 18)和光電探測器B( 19)，其特徵在於，在入射光路的中心線上依次設有薄膜偏振片D (17)、1/2波片(15)、法拉第光學旋轉器(14)、薄膜偏振片B (13)、1/4波片(11)、測試裝置(9)和全反鏡(8)，所述測試裝置(9)由高壓驅動電源(10)驅動，所述光電探測器A (18)用於探測薄膜偏振片D (17)上的反射光，所述光電探測器B (19)用於探測薄膜偏振片B (13)上的反射光。
2.根據權利要求I所述的一種電光晶體壓電振鈴效應測量裝置，其特徵在於，在所述薄膜偏振片B (13)和所述光電探測器B (19)之間設有薄膜偏振片A (12)。
3.根據權利要求I或2所述的一種電光晶體壓電振鈴效應測量裝置，其特徵在於，在所述薄膜偏振片D (17)和所述光電探測器A (18)之間設有薄膜偏振片C (16)。
4.一種電光晶體壓電振鈴效應測量方法，其特徵在於，包括以下步驟 A、將連續鎖模雷射器輸出的水平偏振光作為入射光，由薄膜偏振片D(17)進入所述測量裝置； B、將待測電光晶體放入測試裝置(9)中； C、通過高壓驅動電源(10)給電光晶體施加四分之一波長的電壓； D、將電光探測器B(19)連接到示波器的2通道，將電光探測器A (18)連接到示波器的3通道，將高壓驅動電源(10)連接到示波器的I通道作為觸發源； E、通過示波器監測光電探測器A(18)和光電探測器B (19)輸出的波形信號； F、將光電探測器A(18)和光電探測器B (19)更換為雷射功率計探頭，分別測量出功率為Pl和P2 G、通過Pl/ P2的比值，定量測量電光晶體壓電振鈴效應的強弱。
5.根據權利要求4所述的一種電光晶體壓電振鈴效應測量方法，其特徵在於，在步驟C中，所述高壓驅動源(10)提供的四分之一波長的電壓上限為5200V，脈衝寬度上限為1000ns，最高重複頻率為IOOkHz。
6.根據權利要求4所述的一種電光晶體壓電振鈴效應測量方法，其特徵在於，在步驟D中，示波器的時間檔位設置在2. Oy s/div，記錄長度RL設定為100K。
7.根據權利要求4所述的一種電光晶體壓電振鈴效應測量方法，其特徵在於，在步驟G中，當Pl / P2 O時，無壓電振鈴效應；當Pl / P2 > O時，有壓電振鈴效應。
8.根據權利要求7所述的一種電光晶體壓電振鈴效應測量方法，其特徵在於，所述Pl / P2的比值越大，壓電振鈴效應也越大。
9.根據權利要求4所述的一種電光晶體壓電振鈴效應測量方法，其特徵在於，在步驟B中還包括調節電光晶體位置，使電光晶體位對通過它的偏振光的偏振態不產生任何影響。
全文摘要
本發明涉及雷射技術領域，特別涉及一種電光晶體壓電振鈴效應測量裝置及其測量方法，一種電光晶體壓電振鈴效應測量裝置，包括光電探測器A和光電探測器B，在入射光路的中心線上依次設有薄膜偏振片D、1/2波片、法拉第光學旋轉器、薄膜偏振片B、1/4波片、測試裝置和全反鏡，所述測試裝置由高壓驅動電源驅動，所述光電探測器A用於探測薄膜偏振片D上的反射光，所述光電探測器B用於探測薄膜偏振片B上的反射光。本發明在測量電光晶體振鈴效應時，所需的高壓驅動電源提供的電壓降低了一倍，並且本發明可以實現BBO、KD*P等這種高電壓晶體的壓電振鈴效應的測量。
文檔編號G01R31/26GK102879723SQ20121036459
公開日2013年1月16日 申請日期2012年9月26日 優先權日2012年9月26日
發明者陳檬, 楊超, 李港, 彭志剛, 樊仲維, 楊軍紅, 麻雲鳳 申請人:北京工業大學, 北京國科世紀雷射技術有限公司