高功率调Q绿光激光器测试验收报告
北京工业大学
赵帆
仪器基本情况及关键指标
高功率调Q脉冲绿光激光器：
波长 | 527(nm) |
重复频率 | 5(kHz) |
平均输出功率 | >75(W)@5kHz |
脉冲能量 | >15mJ@5kHz |
脉冲宽度 | <250(ns) @5kHz |
光束直径(1/e2) | 3(mm) |
光束发散角(全角) | <8(mrad) |
调Q技术又称为Q开关技术，普通的脉冲激光器的脉冲峰值功率只有几十千瓦，光脉冲宽度大约在ms级，但是激光的某些应用要求更高的峰值功率和更窄的脉冲宽度，为了解决这个问题，可用调Q技术将脉冲宽度压缩至ns级，从而使峰值功率提高几个数量级，可达到MW。
调Q技术通过改变普通脉冲激光器中产生激光的阈值，使腔内的Q值产生突变，达到提高峰值功率的目的。首先使谐振腔具有较高的损耗，即产生激光的阈值很高，泵浦将大量的粒子抽运到上能级形成反转粒子数并积攒起来，然后在某一时刻打开Q开关，腔内损耗突然减小，阈值降低，上能级积攒的大量粒子将在极短的时间内发生受激辐射，跃迁至下能级形成巨脉冲输出，这就是调Q技术的基本思想。
验收项目
1.波长：527(nm)；
2.重复频率：5(kHz)；
3.平均输出功率：>75(W)@5kHz；
4.脉冲宽度：<250(ns) @5kHz；
5.光束直径：3(mm)；
6. 光束发散角(全角)：<8(mrad)；
7. 脉冲能量：>15mJ@5kHz；
三、 验收仪器
波长计（光谱仪）、光电探测器（将光信号转换为电信号）、示波器、功率计、光束分析仪（光斑分析仪）
光谱仪：由入射狭缝、色散系统、成像系统、出射狭缝组成，可测量谱线不同波长处的强度。用来测量中心波长。
光电探测器：可将光信号转换为电信号。
示波器：由电子放大管、扫描振荡器、阴极射线管等组成，可测量交流电或脉冲电流波的波形等。
功率计：由功率传感器和功率指示器组成，可用于测量电功率的大小。
光束分析仪：测量激光光束质量，包括光斑大小与发散角大小。
四、验收方法与操作流程
1. 结合光电探测器+示波器：通过示波器可观看到激光的脉冲宽度、重复频率、功率峰值大小，并观察其稳定性情况，正常情况下各项指标误差在±2%以内。
1.1脉宽测量示意图
步骤：
a. 用快速光电探测器（光电二极管、光电倍增管）把光脉冲信号I(t)（光强）转变成电压信号U(t);
b. 再用宽带示波器观测电压波形，可以方便地得到光脉冲波形和脉宽;
c. 接通激光器电源,进行测量记录，多测量几组数据取平均值。
2. 功率计：测试平均输出功率。
注：结合偏振片还可测试偏振方向，改变偏振片取向看功率计中入射功率的变化。
功率计型号及生产厂家：DP-M92 北京亚欧德鹏科技有限公司
步骤：
a. 根据被测激光器标称参数选择合适量程的功率计；
b.激光器出光口对准所选功率计；
c.接通激光器电源,进行测量记录，多测量几组数据取平均值。
3. 波长计或光谱仪：测试中心波长。
光谱仪: AvaSpec系列微小型光纤光谱仪
1.3光谱测量示意图
步骤：
a. 光谱仪、计算机充电：光谱仪电量不足时红灯闪亮，充满电后绿灯亮；如果黄灯闪亮则说明过热，需要等待一段时间；
b. 安装适当的镜头或其他附件（如GPS、余弦接受器等），并准备好白板；
c. 依次打开光谱仪电源及计算机电源，并启动相应RS3软件；RS3用于优FieldSpec仪器以及采集下列数据：Raw DN、反射率、辐射亮度/辐射照度。所有采集的数据均为ASD文件格式，并可以使用ViewSpec Pro软件打开并进行处理。
4. 光束分析仪或光斑分析仪：测试光斑直径大小和衍射角。
M2测量仪：Spiricon公司M2测量仪
步骤：
CCD图像采集，只能接收很弱的激光功率，需要衰减器，可测量连续和脉冲输出的激光光束的M参数，还能给出光强分布的2D、3D图。
