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激光打標(biāo)機(jī)配件-Q開(kāi)關(guān)的原理
閱讀：665 發(fā)布時(shí)間：2022-9-16
從事激光打標(biāo)機(jī)維修多年了，老式激光設(shè)備中，Q開(kāi)關(guān)的故障率通常是比較高的，今天和大家分析一下Q開(kāi)關(guān)的使用過(guò)程中的維護(hù)保養(yǎng)和他的運(yùn)行原理等。研究中發(fā)現(xiàn)，實(shí)際激光光場(chǎng)和超聲波聲場(chǎng)都是有一定的發(fā)散角的。對(duì)于光束每個(gè)特定方向的分量總能找到一個(gè)適當(dāng)方向的聲波滿(mǎn)足布拉格衍射。計(jì)算出每個(gè)發(fā)散角的衍射效率就能的到總的衍射效率。換能器長(zhǎng)度和入射角方向?qū)ρ苌湫识加杏绊懀治霾煌C振腔中聲光Q開(kāi)關(guān)的應(yīng)用效果和提高聲光調(diào)Q開(kāi)關(guān)的工程穩(wěn)定性的方法，有助于降低實(shí)驗(yàn)難度和激光器成本。
葉艷等研究了超聲場(chǎng)分布不均勻的情況下計(jì)算聲光調(diào)Q衍射效率的空間分布。他們通過(guò)數(shù)值計(jì)算得到了聲光晶體中超聲場(chǎng)的空間分布，并且分析得到聲光晶體中衍射效率的空間分布規(guī)律，并指出在衍射大的位置進(jìn)行調(diào)Q可以發(fā)揮它的性能。于曉芳等主要對(duì)非平行光場(chǎng)入射時(shí)的聲光衍射效率以及聲光開(kāi)關(guān)的衍射效率的變化速率對(duì)輸出脈沖的時(shí)間特性的影響這兩個(gè)方面進(jìn)行了研究。但是她只考慮了非平行入射光，并未考慮聲場(chǎng)的分布對(duì)衍射效率的影響。崔志超等研究了二維聲光調(diào)Q的衍射效率，同樣也只考慮了由于換能器的長(zhǎng)度有限和聲光晶體中的聲衰減因素，并未考慮光場(chǎng)的非平行性。王剛等研究了在輸出脈沖能量一定的情況下，聲光調(diào)Q激光器所需要的最小衍射效率如何確定的問(wèn)題。通過(guò)對(duì)調(diào)Q反轉(zhuǎn)粒子數(shù)密度的求解，獲得了調(diào)Q激光器輸出的一定脈沖能量與腔內(nèi)損耗、所需最小Q開(kāi)關(guān)的衍射效率，輸出鏡的反射率等的關(guān)系公式。這一結(jié)果為聲光調(diào)Q激光器Q開(kāi)關(guān)衍射效率的設(shè)計(jì)提供簡(jiǎn)便的估算方法。
聲光調(diào)Q過(guò)程中，Q開(kāi)關(guān)在激光器中引入兩類(lèi)閾值：閾值是在聲光Q開(kāi)關(guān)有高聲光衍射效率時(shí)，即諧振腔處于高損耗的狀態(tài)時(shí)的閾值；第二個(gè)閾值是聲光Q開(kāi)關(guān)在打開(kāi)狀態(tài)時(shí)聲光不發(fā)生衍射，即激光器輸出脈沖時(shí)的闕值。第二閾值會(huì)影響脈沖的大小、形態(tài)、脈沖的建立時(shí)間。而個(gè)閾值須保證在Q開(kāi)關(guān)打開(kāi)之前，諧振腔內(nèi)的振蕩光不起振。在特定泵浦條件下對(duì)于聲光Q開(kāi)關(guān)來(lái)說(shuō)，聲光衍射的效率只要大于某個(gè)最小值就可以獲得符合條件的閾值。在閾值的條件下，使得激光晶體的上能級(jí)粒子數(shù)積累到一定程度，此時(shí)打開(kāi)聲光調(diào)Q開(kāi)關(guān)激光脈沖便會(huì)開(kāi)始振蕩。
聲光Q開(kāi)關(guān)的衍射效率決定了激光脈沖的參數(shù)，聲光Q開(kāi)關(guān)衍射效率與超聲場(chǎng)強(qiáng)度、材料的聲光優(yōu)值、換能器的長(zhǎng)度和光波波長(zhǎng)有關(guān)。隨著DPL功率的增加，對(duì)于提高聲光Q開(kāi)關(guān)衍射效率也提出了要求。為了獲得滿(mǎn)足需要的較高的衍射效率，可以采用下例方法：首先，可以選聲光優(yōu)值高的聲光材料，但是其插入損耗又會(huì)增大；其次，可以通過(guò)增加聲光介質(zhì)的通光長(zhǎng)度，但是也會(huì)增大插入損耗并且受到腔長(zhǎng)的限制；第三，可以通過(guò)增加聲光Q開(kāi)關(guān)的激勵(lì)功率來(lái)增大超聲場(chǎng)的強(qiáng)度，但是激勵(lì)功率不能無(wú)限度的增大，而且當(dāng)電功率太大時(shí)，會(huì)導(dǎo)致聲光晶體過(guò)熱，并造成損壞。第四，可以壓縮光波波長(zhǎng)，但是對(duì)于特定的激光器，波長(zhǎng)是固定的。提高聲光衍射效率受到了各種實(shí)際因素的影響。
聲光調(diào)Q是在二極管泵浦固體激光器中獲得可調(diào)制脈沖和高重復(fù)頻率的有效手段。但是由于聲光Q開(kāi)關(guān)對(duì)于高能量的二極管泵浦激光器的開(kāi)關(guān)能力較差，當(dāng)應(yīng)用于高功率DPL時(shí)會(huì)存在一系列問(wèn)題。