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LD连续泵浦RTP电光特性.pdf

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脉冲宽度与重复频率的关系:

本帖最后由 exun100 于 2011-4-7 22:00 编辑

脉冲宽度是什么意思

与重复频率什么关系

回复 exun100 的帖子

脉冲宽度=占空比/重复频率

我有一个比较常用的例子，也可以用来解释这个。公共厕所的冲水系统，就是那种在高处有个蓄水箱的那种，现在不常见了。假设水箱从空箱到加满水的时间为15分钟，水满后自动打开放水阀冲水，大概1分钟后水放完。水箱重新开始蓄水，周而复始。一个循环所用的时间就是周期，时间的倒数就是循环的频率。
1分钟的冲水的时间就是“脉冲宽度”，单位时间内冲水的次数就是“重复频率”。这样的物理现象在很多领域都是相通的，包括脉冲激光器。通常情况下“重复频率”就直接称为“频率”，只有在描述电磁波（包括光）等本身已经含有频率参数的物理现象时，为了避免混淆，才称为“重复频率”。

回复弥勒的帖子

弥勒错到家了，还是会去学学普通物理。
脉冲宽度一般和重复频率无关，
调Q，脉冲宽度和上能级寿命有关，一般脉冲宽度取决于驱动；
但是当驱动周期小于上能级寿命的时候，这是脉冲宽度由驱动决定。
这些道理，从事光纤激光器的人不懂，懂就不会有光纤激光器调Q，注入放大的笑话了。

回复 optro 的帖子

   原以为这是个很科普的问题，所以没征求专业人士的意见就发表自己的看法，没想到又得回去看书了。其实，2楼得回答就很正确了，只是不大好理解。关于脉冲和频率的概念，个人觉得我应该不用再去看物理书了。我上学的时候学了2年雷达，基本上天天和脉冲睡在一起。重频和脉冲显然是有关系的，只不过在很大的范围内相互没有必然的影响罢了。他们的关系是这样的：
   1.将2楼给的那个函数变形为：占空比=脉宽x重频，占空比是脉宽和重频这2个自变量得函数，那么脉宽和重频的关系就是他们共同作为占空比自变量，两个自变量可以不相互影响，但绝对不会没关系。
   2.从脉冲本身的限制来说，占空比有一个这样的必要条件，即占空比的值<1（这里不解释了）。加上上面的函数推到出他们的第2个关系。脉宽x重频<1---------脉宽<（1/重频)------------脉宽<重复周期（重频的倒数）。实际脉冲激光中脉宽可能会远小于重复周期（重频的倒数），这是脉冲和重频的第二个关系。简单的说，一秒的脉宽不可能有10赫兹的重频。

回复弥勒的帖子

你理解的脉冲宽度，是电子学的，如果布调Q，电源的频率和脉冲宽度和光的一致。
但是一调Q，脉宽就显著变窄了。

从能量守恒角度来讲大家说的是一回事，调不调Q只是改变是瞬时功率，但总光子数在一周期内的能量是一定的就象蓄水箱容量一样，光电转换的能量单位都是J，电子学占空比<1没错，光子寿命二三百微秒也没错，只是前提是大家要先固定一个坐标即电流注入的能量一定，调Q脉宽压缩了，不调Q脉宽受致于阀值变宽了，但本质上还是受制于弥勒赞成的：
脉冲宽度=占空比/重复频率
只是占空比的计算要以J来计算，要以Q值的光子能量计算。，这样仍旧满足占空比〈1。即输出不可能大于输入。即20NS的激光能量和1MS的能量一样时那谁不一样了，是注入能量变化了就是optro说得，电源的频率和脉冲宽度和光的一致。

简单回答一下。形象地说脉冲宽度就是有光出来持续的时间，所以脉冲宽度的单位是时间单位，例如ns，就是光能持续多长时间。

重复频率呢就是1秒钟内出来多少次脉冲，单位是Hz，例如重复频率是1Hz，那就是1秒钟内脉冲出来60次。

脉冲宽度和重复频率的关系式如下：

单脉冲能量=平均功率/重复频率
脉冲峰值功率=单脉冲能量/脉冲宽度

所以要想知道脉冲宽度和重复频率之间的关系，必须要知道其它的一些参量。

感觉楼上几位把问题弄复杂了。

脉冲频率、脉宽本来是一件事，一个周期一个脉宽，你不能够把它们隔离开来，继续在这个里面讨论没有意义。
这中间主要是电脉冲和光脉冲的关系：
一般驱动，电脉冲和光脉冲是相关的；
但是调Q就不一样：
被动调Q，准确地说是饱和吸收调Q，一个电脉冲周期之间可以出现几个光脉冲；
电光调Q，一个脉冲周期之间可以出现一个光脉冲，但是光脉宽和驱动脉宽无关，脉宽取决于激光晶体，只有在驱动频率小到小于这种材料的某个晶体参数的时候，光脉冲宽度和电脉冲宽度相关。这些是激光基础原理。

回复无知无畏的帖子

对，1Hz是1秒钟一次脉冲。

无知无畏发表于 2011-4-22 12:11
回复无知无畏的帖子

对，1Hz是1秒钟一次脉冲。

这种有意思吗

谢谢各位了，激光真的好抽象啊，

回复弥勒的帖子

准分子激光器单脉冲能量 120mj
频率1~80HZ可调（频率大的时候平均脉冲能量 100~110mj）
光斑尺寸 18*8mm
请问能量密度是按单脉冲能量除以光斑面积算
还是单脉冲能量*所用频率除以光斑面积算

谢谢O(∩_∩)O

这个问题其实很简单的。大家可能有些想太多了。
脉冲宽度，正如前面的兄弟讲的，是指光持续的时间。不过需要注意的就是他是指一个光脉冲持续的时间。

重复频率是指1s内输出多少个脉冲。也就是说是2个脉冲之间的时间差的倒数。

明白了这个2个概念后就好办啦。理论上，他们是相互没有关系没有影响的。例如：对于重复频率为10Hz（2个脉冲之间的时间为0.1s），脉宽可以是1ns，5ns，10ns等等。取决于能级寿命，各种脉冲加宽机制。反之亦然，对于脉宽固定的激光器，你也可以选择不同的重复频率输出。

当然，如果激光器中加入其他的脉冲控制机制例如调Q，锁模等等，其实际的激光脉冲宽度会随着调Q频率的不同而改变的。在这种情况下重复频率一定程度上会影响激光的脉宽。不过是间接地影响，而不是直接的控制。也就是说本质上，脉宽的变化是由于产生激光的机制所引起的。

回复 paddysky 的帖子

楼上说得真好。

回复 optro 的帖子

谢谢这位兄弟。我问这个问题其实是和激光光刻有关系的。现在搞清楚了。文献中所指的是单个脉冲的能量密度，它要大于光刻胶的敏感度阈值。

基础概念其实离我们很近的，搞清楚做事情很顺手，比如成像理论搞透了，你再调光那基本上就是闭着眼调的，睁眼时看下光斑形状就知道光路的偏离大小与方向了

本帖最后由 kinglaser001 于 2011-5-16 21:55 编辑

optro 发表于 2011-4-20 12:11
脉冲频率、脉宽本来是一件事，一个周期一个脉宽，你不能够把它们隔离开来，继续在这个里面讨论没有意义。
...

求教“电光调Q时，脉宽取决于激光晶体”，脉宽是否和腔长也有关呢？您所指的激光晶体是指激光工作物质---激光棒还是电光Q开关？

回复 kinglaser001 的帖子

玻璃激光和晶体激光的脉宽不一样，当然和腔长有关。

楼上表误人子弟谁告诉你电光调q就不能多脉冲

回复 calvino 的帖子

您给我设计一个有意义的电光多脉冲来看看。

我做过这样的机器，电光10K，用TTL控制加工时间，即时有时无，每一段包含许多单脉冲。不知这种算不算电光多脉冲。？楼上两位是说的这种情况么？

回复 kkkyt 的帖子

我真没有见过这样高速度的电光开关，先生使用的什么电光晶体？

RTP的电光开关，可以到50KHz.当时太贵无法替代声光，只是做了一下测试。现在有几个公司有成品卖了，不知道便宜了么？

RTP晶体电光开光采用温度补偿式设计结构，每个电光开关由两块RTP晶体构成。由于RTP具有高电阻率（约1012Ω·cm）和高抗光损伤阈值等独特性能，RTP晶体电光开关因此也具备以下优异性能:
高抗光损伤阈值
无压电振荡效应
低插入损耗
自动温度补偿
不潮解
可应用于高重频，甚至可高达30kHz条件

回复 optro 的帖子

好大的一张脸
我该你欠你的还给你设计

RTP 别说几十K 几百K都是老黄历了

回复弥勒的帖子

呵呵，非常谢谢你，不好意思啊。

回复 kkkyt 的帖子

你的灯泵激光电源就不可能采用RC放电了，用LD几十千HZ的驱动源又如何解决v？

声光是连续驱动，所以峰值功率上不去，这就注定也无法进行放大。

我这还有1GHz电光调制器的资料呢

回复 liluplanet 的帖子

您的是通讯用的调制器，这年头，光通讯以及入固体激光，就是人有多大胆地有多大产！

回复 optro 的帖子

当时模拟的是取代声光的情况，我不写论文只是测了一下RTP是否可以实现高频调Q,实验结果脉宽比声光的要小。找了个附件您可以看一下。性质差不多的实验。

回复 optro 的帖子

我那个是自由空间的，通信用的可以到十几GHz了

本帖最后由 optro 于 2011-5-20 15:26 编辑

calvino 发表于 2011-5-17 08:54
楼上表误人子弟谁告诉你电光调q就不能多脉冲

在回答calvino好大一个脸前，先感谢kkkyt 提供的上光的一篇论文，接下来我们来讨论一些这种电光调Q ，

假设重复率20kHz，占空比50%，这时上能及的寿命是200微米，而开关时间长度25微米，周期50微米，您是激光学者，您念不大，我没有义务告诉您结果，您去自己分析吧。

这种调Q都市使用的连续泵浦，谈得上多脉冲吗？

是误人子弟，还是您见识短浅？

楼上请注意是YVO4不是YAG。能及寿命啥的唬人的东西就不要提了。。。另外请仔细看下论文，加压式，Q驱上升沿小于10NS，持续时间小于10微妙（论文里的数值）。不是你假设的占空比50%。开关时间长度也不能说是25微秒，我自己做的是退压的，在前几个帖子里我就说了采用电源控制主要为了加工时打图。简单的形容就是把不需要的脉冲去掉。还在请教算不算多脉冲哪？我没考虑过这个，其实叫什么无所谓，我只是提出一种自己做过的激光器。

YVO4的寿命90微米；
本来我还高估了25微米；就按照您说的10微妙；
这样，您还看不出问题？

本帖最后由 kkkyt 于 2011-5-21 07:27 编辑

您还是仔细看一下吧，如果还要说什么能及寿命，10微秒什么的，我就怀疑你看不懂了。话说不用我解释的那么细吧关于加压式电光调Q的原理。还有要注意论文说的是小于10微秒，一般对电源的要求是越小越好。

回复 kkkyt 的帖子

不用麻烦去看文章,中国激光的文章随便细看,独有漏洞,这些人也熟.

您的确是当今从事中国激光研究的典型,什么都能做得到,就是有一个前提,假设一种关键条件是历险的,应为这可以进口,因为国外的就是无所不能的上帝.这样您的文章就顺利成章正确.

但是,一提到产业化,您们就有很多说法了.

物理所一位研究员说过,中果赶超世界先进水平,可以绕地球几转了.

先回答米勒德螺钉螺帽问题：

光学设计的第一个问题就是初步判定您的系统可不可行，如果计算结果实现您的目的原理上过不去，您天大本事也完不成，接下来是计算您的要求离极限多远,如果是十倍极限,也就是M2数100,我一般不接这个设计.就是您说的螺钉螺帽问题了.可叹的是，当今的激光科研人士，往往做的都是超极限，其实是根本不考虑做的激光器还有别的限制，心中只有自己的自由。
米勒也是当今激光界的一个典型，半懂不懂，就要做激光，明明是陷阱，因无知，就去做，做不成，不知道本来就是这样，归结于螺钉螺帽。

弥勒，其实螺钉螺帽不过是尺寸链、型位公差的结果，如果您精通一个工厂的加工能力，设备状况，这些您是可以计算出来的。

有人看到进口设备的使用、维修说明书，技术转让中的，产品设计说明书，感叹别人做事的精准。可叹的是反过来又有大量的弥勒这样的人，蔑视理论计算。

弥勒，成功的产品设计，首先是成功的设计计算，和它的设计说明书。

看了半天也不知道您怀疑啥？是RTP做不了高频调制，还是高频调制电源实现不了？还只YVO4上能级长，不适合高频（几十KHZ）调Q？至于说物理所的某位说的话，应该由他来负责，跟我没有关系，我只不过就这您的话题，提出了一种电光Q的激光器，然后我就成了您口中的“典型”了，哈哈，真荣幸。
另：是有许多产业化不了，有的是不符合实际，有的是没有核心技术，也有是编造的，因为对某些人来说，评职称才是最重要的。但请不要把靠市场活命的激光从业者也归到这里。

你自己说做过了这个调Q，您应该知道您上面说的这些点，您的确不知道这些要点将产生什么结果，或者这样说，您也作了这个实验，但是您不知道这个实验结果的这些店的实际数据，这就是中国式的科研，只是自娱自乐而已，自说自话而已。

您首先是要明白，你为什么要用这种调Q，要达到什么样的结果，就您这个题目。您要知道您将要得到多少峰值功率等等。

回复 kkkyt 的帖子

最关键的是测量，您的确没有好的方法测量。

回复 optro 的帖子

好吧，我为什么要用这种调Q，我为了得到比声光更高的峰值功率，在高频下比声光更好的效果。就是这个目的。
回复 kkkyt 的帖子

最关键的是测量，您的确没有好的方法测量。
不知道您说没有好的方法测量。。。什么？频率？功率？脉宽？还是我不知道的指标？请指点。

回复 kkkyt 的帖子

你没一个点都提到了，没一个点都能实现吗？
有关电源，您可以问问米勒，它是做电路的。

这样的电源又不是大功率的，一般电流在mA级，也就几十W的。当时谁给我们提供的电源我忘了。查了下现在有卖的电源。。
50KHz退压“调Q电源”+脉冲整形模块+精准频率+数字显示
一：LH-A50K型电源的主要特点
A: 重复率0-50.0kHz
B: 晶压1.5-5.0kV连续可调
C: 高压脉冲沿<5.0nS
D: TTL电平触发&光电隔离
E: 可抑制电光晶体的振铃效应

这此大家都知道了吧！我可是看了半天终于搞清楚了

liurunjun 发表于 2011-4-19 01:20
从能量守恒角度来讲大家说的是一回事，调不调Q只是改变是瞬时功率，但总光子数在一周期内的能量是一定的就象 ...

对

optro 发表于 2011-4-8 11:47
回复弥勒的帖子

弥勒错到家了，还是会去学学普通物理。

optro,你好．上能级寿命，是什么？是指哪里？

lin125869884 发表于 2011-11-22 12:58
你好~　我想问下你一个问题～　　激光脉宽和光斑直径有没有联系～　　还有汞浦的脉宽和光斑直径有没有关 ...

就你说的这种带一级放大的激光器来说。一般是不调Q的。脉宽和光斑直径无直接关系。主要由电源控制氙灯放电时间，可以适当改变脉冲宽度。。光斑直径在灯泵的激光器一般由工作物质也就是YAG等。。的直径来确定。

楼上说的是。也有可能是双腔串联的。这个脉宽是你的氙灯放电时间。光斑直径和你机器设定的脉宽无关。但是脉宽变大，单脉冲能量高，热量累积和传导，会导致你加工时的工件表面的焊点变大。你问的是不是这个现象？

本帖最后由 nknight23 于 2011-11-24 14:05 编辑

lin125869884 发表于 2011-11-23 19:04
　　确实很有可能是热量变大，是淬火的痕迹过大，造成光斑变大的假象，　　但是你说的峰值功率变大，个人 ...

这个，不要学杜普啊，我没说峰值功率变大，是脉宽变宽，单脉冲能量增大，

有一定的关系,可以查到很多研究这个的文章啊

还没搞懂啊，调q重复频率与激光脉冲宽度的关系式啊
，有没有一个固定的公式啊

一切的原理都趋于简单化，所以，从能量守恒，应该是可以理解的。

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