專利名稱：一種電光晶體壓電振鈴效應(yīng)測量裝置及其測量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及激光技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種電光晶體壓電振鈴效應(yīng)測量裝置及其測
量方法。
背景技術(shù)：
在高重頻電光調(diào)Q激光器和超短脈沖的再生放大器中，需要給電光晶體加上高頻變化的四分之一波長電壓，實現(xiàn)控制腔內(nèi)振蕩光偏振態(tài)的改變，從而實現(xiàn)激光的調(diào)Q輸出和對超短脈沖激光的再生放大輸出。當(dāng)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(xiàn)出壓電效應(yīng)的同時電光晶體會發(fā)生形變。這種形變導(dǎo)致晶體即便在撤掉電場后，仍存在聲學(xué)震動，稱之為壓電振鈴效應(yīng)。這種振鈴效應(yīng)導(dǎo)致激光器輸出性能下 降，甚至不能輸出激光，因此定量測量壓電晶體的振鈴效應(yīng)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(qū)動電源3給電光晶體施加二分之一波長電壓，由于電光晶體的壓電振鈴效應(yīng)，水平偏振態(tài)的探測光通過薄膜偏振片I和探測裝置2中的電光晶體后變?yōu)樗狡窆夂痛怪逼窆馔瑫r存在的混合光，然后混合光經(jīng)過薄膜偏振片4和薄膜偏振片5分離后，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，這對于像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(xiàn)較困難，很難對其進(jìn)行定量測量，致使許多時候只能定性用“強(qiáng)的壓電振鈴效應(yīng)”、“弱的壓電振鈴效應(yīng)”或者“無壓電振鈴效應(yīng)”來描述。

發(fā)明內(nèi)容
針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的缺陷和問題，本發(fā)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(yīng)測量裝置及其測量方法。本發(fā)明提供了一種電光晶體壓電振鈴效應(yīng)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(shè)有薄膜偏振片D、l/2波片、法拉第光學(xué)旋轉(zhuǎn)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(qū)動電源驅(qū)動，所述光電探測器A用于探測薄膜偏振片D上的反射光，所述光電探測器B用于探測薄膜偏振片B上的反射光。優(yōu)選地，在所述薄膜偏振片B和所述光電探測器B之間設(shè)有薄膜偏振片A。優(yōu)選地，在所述薄膜偏振片D和所述光電探測器A之間設(shè)有薄膜偏振片C。本發(fā)明還提供一種電光晶體壓電振鈴效應(yīng)測量方法，其特征在于，包括以下步驟A、將連續(xù)鎖模激光器輸出的水平偏振光作為入射光，由薄膜偏振片D進(jìn)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(qū)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(qū)動電源連接到示波器的I通道作為觸發(fā)源；E、通過示波器監(jiān)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更換為激光功率計探頭，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(yīng)的強(qiáng)弱。優(yōu)選地，所述高壓驅(qū)動源提供的四分之一波長的電壓上限為5200V，脈沖寬度上限為1000ns，最高重復(fù)頻率為IOOkHz。優(yōu)選地，在步驟D中，示波器的時間檔位設(shè)置在2. O μ s/div，記錄長度RL設(shè)定為IOOK0 優(yōu)選地，在步驟G中，當(dāng)Pl / P2 ^ O時，無壓電振鈴效應(yīng)；當(dāng)Pl / P2>0時，有壓電振鈴效應(yīng)。更優(yōu)選地，所述Pl / P2的比值越大，壓電振鈴效應(yīng)也越大。優(yōu)選地，在步驟B中還包括調(diào)節(jié)電光晶體位置，使電光晶體位對通過它的偏振光的偏振態(tài)不產(chǎn)生任何影響。與現(xiàn)有技術(shù)相比較，采用本發(fā)明的一種電光晶體壓電振鈴效應(yīng)測量裝置及其測量方法具有以下優(yōu)點(diǎn)I、本發(fā)明在測量電光晶體振鈴效應(yīng)時，所需的高壓驅(qū)動電源提供的電壓降低了一倍;2、本發(fā)明可以實現(xiàn)BB0、KD*P等這種高電壓晶體的壓電振鈴效應(yīng)的測量；3、本發(fā)明采用連續(xù)鎖模激光器輸出的水平偏振光作為入射光，它的脈沖穩(wěn)定性更好，且在示波器上可以顯示出很高的幅值，有利于降低高壓電磁脈沖干擾對測量結(jié)果的影響，并且可以定量的得出壓電晶體振鈴效應(yīng)的大小。


圖I是現(xiàn)有技術(shù)中電光晶體壓電振鈴效應(yīng)的測量裝置原理示意圖；圖2是本發(fā)明一個實施例的電光晶體壓電振鈴效應(yīng)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(qū)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(xué)旋轉(zhuǎn)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(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。一種電光晶體壓電振鈴效應(yīng)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(shè)有薄膜偏振片D17、l/2波片15、法拉第光學(xué)旋轉(zhuǎn)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(qū)動電源10驅(qū)動，光電探測器A18用于探測薄膜偏振片D17上的反射光，所述光電探測器B19用于探測薄膜偏振片B13上的反射光。如圖2所示，在本發(fā)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(shè)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(shè)有薄膜偏振片C160本發(fā)明在測量電光晶體振鈴效應(yīng)時，所需的高壓驅(qū)動電源提供的電壓降低了一倍，并且本發(fā)明可以實現(xiàn)BB0、KD*P等這種高電壓晶體的壓電振鈴效應(yīng)的測量。本發(fā)明中測量裝置的工作原理水平偏振的探測光經(jīng)過由薄片偏振片D17、λ /2波片15和法拉第光學(xué)旋轉(zhuǎn)器14后，仍為水平偏振光；探測光通過薄膜偏振片Α12，再經(jīng)過光軸與水平偏振光成45°夾角的入/4波片11后被旋轉(zhuǎn)為圓偏振光，被全反鏡8反射再次經(jīng)過λ /4波片11后變成垂直偏振光；薄膜偏振片Β13將此垂直偏振光反射到薄膜偏振片Α12后，被光電探測器Β19接收；在這種情況下，入射激光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，并對其進(jìn)行精確調(diào)節(jié)，使其對通過它的激光束偏振態(tài)不產(chǎn)生任何影響。當(dāng)給電光晶體9上施加一定脈沖寬度和重復(fù)頻率的λ/4波長電壓時，在此時間段內(nèi)，λ /4波片11和電光晶體9的組合對單次通過它們的激光起到λ /2波片作用，將入射光偏振態(tài)旋轉(zhuǎn)90s ;對于往返通過它們的激光起到全波片作用，不改變?nèi)肷淦窆獾钠駪B(tài)；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(yīng)時間點(diǎn)的檢測光信號將消失。一種電光晶體壓電振鈴效應(yīng)測量方法，包括以下步驟Α、將連續(xù)鎖模激光器輸出的水平偏振光作為入射光，由薄膜偏振片D17進(jìn)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(qū)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(qū)動電源連接到示波器的I通道作為觸發(fā)源；Ε、通過示波器監(jiān)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更換為激光功率計探頭，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(yīng)的強(qiáng)弱。在步驟B中還包括調(diào)節(jié)電光晶體位置，使電光晶體位對通過它的偏振光的偏振態(tài)不產(chǎn)生任何影響。在步驟C中，所述高壓驅(qū)動源10提供的四分之一波長的電壓上限為5200V，脈沖寬度上限為1000ns，最高重復(fù)頻率為IOOkHz。在步驟D中，示波器的時間檔位設(shè)置在2. O μ s/div,記錄長度RL設(shè)定為100K。在步驟G中，當(dāng)Pl / P2 ^ O時，無壓電振鈴效應(yīng)；當(dāng)Pl / P2>0時，有壓電振鈴效應(yīng)，其中Pl / P2的比值越大，壓電振鈴效應(yīng)也越大。本發(fā)明采用連續(xù)鎖模激光器輸出的水平偏振光作為入射光，它的脈沖穩(wěn)定性更好，且在示波器上可以顯示出很高的幅值，有利于降低高壓電磁脈沖干擾對測量結(jié)果的影響，并且可以定量的得出振鈴效應(yīng)的大小。當(dāng)然，采用上述優(yōu)選技術(shù)方案只是為了便于理解而對本發(fā)明進(jìn)行的舉例說明，本發(fā)明還可有其他實施例，本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于此。在不背離本發(fā)明 精神及其實質(zhì)的情況下，所屬技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員當(dāng)可根據(jù)本發(fā)明做出各種相應(yīng)的改變和變形，但這些相應(yīng)的改變和變形都應(yīng)屬于本發(fā)明的權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種電光晶體壓電振鈴效應(yīng)測量裝置，包括光電探測器A( 18)和光電探測器B( 19)，其特征在于，在入射光路的中心線上依次設(shè)有薄膜偏振片D (17)、1/2波片(15)、法拉第光學(xué)旋轉(zhuǎn)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(qū)動電源(10)驅(qū)動，所述光電探測器A (18)用于探測薄膜偏振片D (17)上的反射光，所述光電探測器B (19)用于探測薄膜偏振片B (13)上的反射光。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種電光晶體壓電振鈴效應(yīng)測量裝置，其特征在于，在所述薄膜偏振片B (13)和所述光電探測器B (19)之間設(shè)有薄膜偏振片A (12)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的一種電光晶體壓電振鈴效應(yīng)測量裝置，其特征在于，在所述薄膜偏振片D (17)和所述光電探測器A (18)之間設(shè)有薄膜偏振片C (16)。
4.一種電光晶體壓電振鈴效應(yīng)測量方法，其特征在于，包括以下步驟 A、將連續(xù)鎖模激光器輸出的水平偏振光作為入射光，由薄膜偏振片D(17)進(jìn)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(qū)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(qū)動電源(10)連接到示波器的I通道作為觸發(fā)源； E、通過示波器監(jiān)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)更換為激光功率計探頭，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(yīng)的強(qiáng)弱。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種電光晶體壓電振鈴效應(yīng)測量方法，其特征在于，在步驟C中，所述高壓驅(qū)動源(10)提供的四分之一波長的電壓上限為5200V，脈沖寬度上限為1000ns，最高重復(fù)頻率為IOOkHz。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種電光晶體壓電振鈴效應(yīng)測量方法，其特征在于，在步驟D中，示波器的時間檔位設(shè)置在2. Oy s/div，記錄長度RL設(shè)定為100K。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種電光晶體壓電振鈴效應(yīng)測量方法，其特征在于，在步驟G中，當(dāng)Pl / P2 O時，無壓電振鈴效應(yīng)；當(dāng)Pl / P2 > O時，有壓電振鈴效應(yīng)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種電光晶體壓電振鈴效應(yīng)測量方法，其特征在于，所述Pl / P2的比值越大，壓電振鈴效應(yīng)也越大。
9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種電光晶體壓電振鈴效應(yīng)測量方法，其特征在于，在步驟B中還包括調(diào)節(jié)電光晶體位置，使電光晶體位對通過它的偏振光的偏振態(tài)不產(chǎn)生任何影響。
全文摘要
本發(fā)明涉及激光技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種電光晶體壓電振鈴效應(yīng)測量裝置及其測量方法，一種電光晶體壓電振鈴效應(yīng)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(shè)有薄膜偏振片D、1/2波片、法拉第光學(xué)旋轉(zhuǎn)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(qū)動電源驅(qū)動，所述光電探測器A用于探測薄膜偏振片D上的反射光，所述光電探測器B用于探測薄膜偏振片B上的反射光。本發(fā)明在測量電光晶體振鈴效應(yīng)時，所需的高壓驅(qū)動電源提供的電壓降低了一倍，并且本發(fā)明可以實現(xiàn)BBO、KD*P等這種高電壓晶體的壓電振鈴效應(yīng)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(yōu)先權(quán)日2012年9月26日
發(fā)明者陳檬, 楊超, 李港, 彭志剛, 樊仲維, 楊軍紅, 麻云鳳 申請人:北京工業(yè)大學(xué), 北京國科世紀(jì)激光技術(shù)有限公司