专利名称：电光晶体布拉格折射器及以其作为激光q调制器的方法
技术领域：
本发明揭露一种周期性极化反转电光晶体布拉格折射器(periodically poled electro-optic crystals Bragg deflector)。尤指一种利用周期性招/f匕反转电 光晶体布拉格折射器的特性，使其可作为一激光共振腔Q调制器(Q-switch), 用以架设一主动式电光Q调制激光。
背景技术：
将激光二极管泵浦的Q调制激光用作产生短脉冲宽度及高峰值功率的 激光脉沖来源是很风行的。通常有两类Q调制机制，即主动式Q调制激光 与被动式Q调制激光。与一被动式Q调制激光比较，在处理具高激光功率 范畴与控制Q调制时机及脉冲重复率方面，主动式Q调制激光较占优势。 但一主动式Q调制激光如使用 一声光(acousto-optic: AO)Q调制器时，通常 需要一射频驱动器；或者是使用一电光(electro-optic: EO)Q调制器时，则需 要一高压脉冲驱动器。 一声光Q调制器通常是一布拉格盒(Braggcell)，其对 于激光的偏振方向是很不敏感的。另一方面， 一电光Q调制器通常为一普 克尔盒(Pockels cell),其用于控制一激光共振腔的单一偏振方向损^^。为了 快速的Q调制，电光Q调制是较佳的架构，因为电光效应的反应速度较声 光效应快。
铌酸锂是一种已知的优越非线性光学物质。在过去十年间，周期性极化 反转铌酸锂(periodically poled lithium niobate: PPLN)晶体净皮应用于准相位 匹酉己(Quasi-phase matching; QPM)频率转换方面，且受到极大的注目。
在卯年代，为了要改良波长可调激光的效率而发展出准相位匹配非线 性激光晶体。参见Fejer et al.发表的"Quasi-Phase-Matched Second Harmonic Generation: Tuning and Tolerances," IEEE Journal of Quantum Electronics, vol. 28, 1992 pp. 2631-2654,以及美国专利第5,036,220号、第5,800,767号、第
5,714,198号、第5,838,702号等。准相位匹配技术主要是在非线性光学晶体 上制作周期性晶格极化反转结构来补偿因色散效应而导致在晶体内作频率 转换交互作用的各种光波其相速度的差异。一4殳而言，这些非线性光学晶体 同时也是优异的电光效应晶体，因此当 一 电场施加于此种周期性晶格结构反 转晶体时，会因电光效应产生一周期性的折射率变化，而利用此折射率变化 可以将此种周期性极化反转晶体制成一布拉格折射器。
我们曾成功地使用一 PPLN普克尔盒作为一激光Q调制器，其具有一低 至约100 V的调制电压(见Y. H. Chen and Y. C. Huang, Opt. Lett. 28, 1460(2003))。此一已知的使用一周期性极化反转铌酸锂电光晶体普克尔盒的 主动式Q调制激光的示意图如图l所示。其中该PPLN普克尔盒具有一 1/4 波长相位延迟器(QWP)与一PPLN晶体，另包括一泵浦激光、 一耦合透视镜 组、 一增益介质(gain material)与一输出耦合器(output coupler: OC)。虽然其 调制电压极低，且具和准相位匹配晶体整合的优越潜力，但其对温度敏感且 产生相当可观的绿光激光能量，会影响此元件的工作效能，故需要一对温度 不敏感、不产生绿光激光能量，且仍具有低调制电压与优越的和准相位匹配 晶体整合可能性等优点的激光Q调制器。
先前技艺中，主动式电光Q调制激光需高调制半波电压(half-wave voltage)且高速(数十纳秒)脉冲产生器，因而导致其驱动器十分复杂且昂贵。
因此，发明人鉴于已知技术的缺失，乃思及改良发明的意念，终能发明 出本案的"电光晶体布拉格折射器及以其作为激光Q调制器的方法"。
发明内容
本案的主要目的在于提供一种周期性极化反转电光晶体布拉格折射器， 其可作为 一激光共振腔Q值调制器，用以架设一主动式电光Q调制激光， 以及提供其控制方法，以克服已知技艺中，主动式电光Q调制激光需要昂 贵的高调制半波电压且高速脉沖产生器等装置的缺点。
本案的另一主要目的在于提供一种电光晶体布拉格折射器，包含 一周 期性极化反转电光晶体， 一电极，以及一驱动器。
根据上述的构想，该电光晶体为 一单一 晶体周期极化反转的4失电物质。 根据上述的构想，该单一晶体周期极化反转的铁电物质，是选自一铌酸
锂(LiNb03)、 一钽酸锂(LiTa03)、 一碘酸锂(Li103)、 一铌酸钾(KNb03)、 一磷 酸氧钛钾(KTiOP04;KTP)、 一砷酸氧钛铷(RbTiOAs04;RTA)、 一偏硼酸钡 (BBO)与一磷酸氧钛铷(RbTiOP04)其中的任一。
根据上述的构想，该电极为一导电材料。
根据上述的构想，该导电材料为一'践镀金属薄膜或一金属箔。
根据上述的构想，该驱动器可提供一特定电场于该电光晶体，以使该电 光晶体的折射率产生一周期性的增加或一周期性的减少，且该折射率具有一 周期性分布。
根据上述的构想，该驱动器为一直流电源供应器或一信号产生器。
根据上述的构想，该特定电场可为一直流电场或一交流电场。
本案的又一主要目的在于提供一种主动式Q调制激光系统，包含一激 光Q调制器，包括一周期性极化反转电光晶体，其中该电光晶体，于一第 一状态时累积一激光能量，并于一第二状态时输出该经累积的激光能量。
根据上述的构想，该激光系统更包括一泵浦源，以及一激光共振腔系统， 耦合于该泵浦源，且包括一激光共振腔， 一激光Q调制器，以及一激光增 益介质，设置于该共振腔内。该泵浦源用以激发该激光增益介质，其中该共 振腔用以释放经累积该激光增益介质中的激光能量，且该泵浦源为该激光增 益介质的一激发泵浦源。
根据上述的构想，当该第一状态时，施加一特定电场于该电光晶体，且 产生一布拉格绕射而使该共振腔处于一高损耗状态，并累积复数个载子于该 激光增益介质中，当该第二状态时，关断该特定电场，致该共振腔处于一低 损耗状态，且使该激光增益介质释》丈接复数个光子，以达成一激光Q调制。
根据上述的构想，该激光系统更包括一激光光，其中该电光晶体更包括 一第一表面、 一第二表面及一切面，该切面与该第一和该第二表面之间皆具 有一45度夹角，且该切面用于提供该激光光的一全反射，以使该激光光经 历一非线性光频转换。
根据上述的构想，该激光系统更包括一具有一耦合透镜组、 一高反射镜 与 一输出耦合器，其中该共振腔位于该高反射镜与该输出耦合器之间。
根据上述的构想，该激光系统更包括一激光光、 一第一与一第二高反射 率镜与一聚焦透镜，其中当该激光光经过该电光晶体产生一 Q调变而射出 该共振腔后，利用该第 一与该第二高反射镜将该激光光再导入该电光晶体， 途中透过该聚焦透镜以提高该激光光的一强度，以进行一非线性光频转换。
本案的再一主要目的在于提供一种用于一主动式Q调制激光系统的控
制方法，其中该激光系统包括一激光共振腔，用于产生一激光光，及一周期
性极化反转电光晶体，设置于该共振腔内，该方法包含下列的步骤(a)施加 一特定电场于该电光晶体，以产生一周期性的折射率变化；(b)使用该具有 折射率变化的电光晶体作为 一布拉格折射器；以及(c)藉由该布拉格折射器折 射该激光光，使得该激光共振腔切换于一低损耗状态与一高损耗状态间，以 达成一激光Q调制。
才艮据上述的构想，该激光共振腔更包括一 Q值调制器，且该Q值调制 器包括该布拉格折射器。
根据上述的构想，该激光系统更包括一激光增益介质，且该步骤(a)更包 括一步骤(al)该周期性的折射率变化，使得该电光晶体的一折射率产生一 周期性的增加或一周期性的减少，且该折射率具有一周期性分布。
根据上述的构想，该激光系统更包括一激光增益介质，且该步骤(c)更包 括下列的步骤(cl)当一第一状态时，施加该特定电场于该布拉格折射器， 且产生一布拉格绕射，而使该共振腔处于一高损耗状态，并累积复^t个载子 于该激光增益介质中；以及(c2)当该第二状态时，未施加该特定电场于该布 拉格折射器，而使该共振腔处于一低损耗状态，且使该激光增益介质释放复 数个光子，以达成该激光Q调制。
与 一般的声光调制布拉格折射器相比，本发明揭露的周期性极化反转电 光晶体布拉格折射器，不需要复杂的射频电路来驱动，只需要一筒单的直/ 交流电源便足以产生显著的布拉格绕射效应。同时利用此发明来当成电光激 光Q调制器，用以架设一主动式电光Q调制激光，亦可以改善先前技艺中， 主动式电光Q调制激光需高调制半波电压(half-wave voltage)且高速(数十纳
秒)脉沖产生器，因而导致其驱动器十分复杂且昂贵的窘况。
为了让本发明的上述目的、特征、和优点能更明显易懂，下文特举较佳
实施例，并配合所附图式，作详细il明如下
图1其是显示一已知的使用一周期性极化反转铌酸锂电光晶体普克尔 盒的主动Q调制激光的示意图2(a)其是显示一依据本发明构想的周期性极化反转铌酸锂电光晶体 布拉格折射镜的构型示意图2(b)其是显示一如图2(a)所示的装置的相位匹配图3其是显示一依据本发明构想的第一较佳实施例的使用周期性极化 反转铌酸锂电光晶体布拉格折射器作为 一激光Q调制器的示意图4其是显示一依据本发明构想的第二较佳实施例的使用周期性极化 反转铌酸锂电光晶体布拉格折射器作为一激光Q调制器以同时产生激光Q 调变与腔内非线性频率转换的示意图5其是显示一依据本发明构想的第三较佳实施例的使用周期性极化 反转铌酸锂电光晶体布拉格折射器作为一激光Q调制器以同时产生激光Q 调变与腔外非线性频率转换的示意图6其是显示一依据本发明构想的连续波1064毫米雷穿透过该周期性 极化反转铌酸锂电光晶体布拉格调变器分别在30°C与100。C时，于零次方 方向的穿透率相对于应用电压的波形图；以及
图7其是显示一依据本发明构想的主动Q调制的钕钒酸钇激光的输出 脉冲能量对应于泵浦激光二极管输出功率的对应图。
具体实施例方式
本发明的 一主要目的为揭露一种周期性极化反转电光晶体布拉格折射 器，此种周期性结构反转电光晶体与一般非线性准相位匹配晶体的制作方式 无异，惟其设计是利用电光效应原理在晶体内产生一折射率变化。以周期性
极化反转铌酸锂(LiNb03)晶体为例，由于光轴方向被周期性的扭转180度， 同时铌酸锂也是一种双折射晶体，所以此晶体折射率对于常态光(ordinary wave)与非常态光(extraordinary wave)不同，当沿着晶体光轴方向施力口一特定 电场时，会观察到折射率因为晶格的结构被周期性的反转而产生周期性的增 加Ane,。或者周期性的减少Ane,。，故可发现此晶体的折射率分布为一平均值 为ne,。振幅为Ane，。的方形分布。此折射率的变化可以使满足布拉格条件的入 射光产生布拉格绕射，所以可当成一布拉格折射器。
如图2(a)所示为一依据本发明构想的PPLN布拉格折射器的构型示意 图，其中V为 一特定电场，点状区域表示具有正晶格结构的区域(ne,。 - Ane,。)， 空白地区为负晶格结构(rie,。 + Ane，。)。当一外来的z分量电场施加于该周期性 极化反转电光晶体布拉格折射器时，折射率是随着电光效应而改变。周期性 极化反转铌酸锂晶体在晶体领域的折射率改变为
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其中，n。与ne分别是常态光与非常态光折射率，"与r33分别是常态与 非常态入射波的相对应的普克尔系数(Pockels coefficients), Ez是z分量的电 场，s(x)-土l表示PPLN晶体的极化方向指向的符号。因为就铌酸锂而言， 1"33较1"13大，故对本发明所提出的此一电光PPLN布拉格折射器而言，非常 态入射波是较佳入射波，且非常态光有利于利用PPLN晶体实施非线性光频 率转换时采用较高的非线性系数。此一电光光栅类似一布拉格光栅，功能是 用作一以布拉格角度(eB，n^sin"[mAV (2nA)])入射的光线的光束反射器，其中 m表示绕射阶数，^表示真空时的激光波长，n是光栅的平均折射率，而A 是光栅周期，而当m-土l时，通常是绕射最显著的。 一光栅的绕射效率，可 按照布拉格绕设同样的分析而推导出来，其为
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其中分别是激光的折射与入射光的强度，丄是光栅的长度，
<formula>formula see original document page 11</formula>，而^2是光栅中折射率改变量。藉由对光电PPLN光栅的方型折 射率波形进行傅利叶分解(Fourier decomposition),从第 一 阶傅利叶系数 (Fourier coe伍cient)很直接地可以显示& = 2An/兀。在傅利叶分解中的高次 方分量，只有对较大的An或当PPLN被施加一较大的电场时才较重要。需 指出的是，在推导上述的公式(2)时，做出了平面波、小角度以及緩慢变化 的封包(slowly varying envelope)等假定。 一光电PPLN布拉格调变器 (modulator)的半波电压，可以定义为在公式(2)中满足# =兀的电压。从 公式(1)与公式(2), —非常态波的半波电压计算如下式
其中d是在z方向电极的距离。
如图2(a)所示，折射率的调变具有一空间周期，Ag,其与周期性极化反 转铌酸锂电光晶体的周期相同。kj与!^分别是入射波与折射波的波向量(wave vectors)。至图2(b)为一如图2(a)所示的装置的相位匹配图，其中kG=27t/Ag 是由光栅所提供的光栅向量(grating vector),而^是一布拉格角度。
同时若将此周期性结构反转电光晶体布拉格折射器放置于激光共振腔 内，当施加一适当电场且入射方向满足此元件的布拉格条件时，会产生布拉 格绕射，将原本行进的光偏折到绕射阶，导致此共振腔处于高损失状态。当 此周期性结构反转电光晶体没有施加任何电场时，此晶体为 一折射率均匀的 物质，不对原本行进光产生任何偏折，不产生任何额外的能量损耗，所以此 时此共振腔处于低损失状态。因此藉由调变特定电压控制周期性结构反转电 光晶体布拉格折射器，使共振腔处于高损失状态后，在这期间内可累积载子 在增益介质的激态能阶上，尔后瞬时关闭外加电场，随即使共振腔切换至低 损失状态；由于在高损失状态增益介质累积了大量载子，当共振腔处于一低 损失的状态，便可以在短时间内一同大量地放出同调光子，而此激光会在一 相对极短时间内输出累积的激光能量而达成所谓的激光Q调制。
请参看图3，其显示一依据本发明构想的第一较佳实施范例，使用周期
性极化反转铌酸锂电光晶体布拉格折射器作为一激光Q调制器的示意图。 其与图1的不同在于，图1的该周期性极化反转铌酸锂电光晶体普克尔盒被 一周期性极化反转铌酸锂电光晶体Q调制器所取代。在此第一较佳实施例
中所显示者为一主动Q调制激光，且一电光PPLN布拉格反射器被用作一激 光Q调制器。其激光共振腔是形成于高反射率镜HR与输出耦合器OC之间。 在激光共振腔的低-Q(low-Q)状态时， 一电压施加于电光PPLN光栅以引致 激光光束向布拉格角度(&)方向折射。为了清晰的目的，在图3中的该布拉 格角度是被刻意增大了。
其参看图4，其显示一依据本发明构想的第二较佳实施例，使用周期性 极化反转铌酸锂电光晶体布拉格折射器作为一激光Q调制器以同时产生激 光Q调变与腔内非线性频率转换的示意图。在图4中，其与第一较佳实施 例的不同在于该周期性极化反转铌酸锂电光晶体具有 一切面，该切面与左右 相邻的第 一与第二表面均成一个45度的夹角，此45度的夹角提供一入射光 做全反射，犹如一片反射镜一般；在经历全反射角之前为一电光晶体布拉格 折射，经由全反射角后则会经历正常的非线性光频转换。
其参看图5，其显示一依据本发明构想的第三较佳实施例，使用周期性 极化反转铌酸锂电光晶体布拉格折射器作为一激光Q调制器以同时产生激 光Q调变与腔外非线性频率转换的示意图。其与第一较佳实施例的不同在 于增加了第一与第二高反射镜与一聚焦透镜。当激光光经过电光晶体产生Q 调变射出腔体后，利用该第一与第二高反射镜，将激光光再垂直导入电光晶 体，途中透过一聚焦透镜，以提高光强度，以进行非线性光频转换。
实验结果
为了验证本发明的绩效，我们制造了一个1.42公分长，1公分宽，及 780微米厚的光电PPLN晶体。该光电PPLN的光栅的周期为20.1微米，当 第一阶绕射(m4)且在激光波长为1064纳米时，其对应于一布拉格角度0.7°。 该光电PPLN晶体的:hz表面涂敷了 500纳米厚的金属电极，而土y表面，涂 敷在1064纳米时抗反折射(AR)的涂层。我们首先用一个1064纳米且具110 微米激光光束半径的连续波激光来测量绕射效益。此一激光半径近似于一个
掺钕钒酸钇(Nd:YV04)激光的模态半径。该入射激光经预先调校而具有一布 拉格角度的入射角。在图6中，其是显示一依据本发听构想的连续波1064 纳米激光透过该周期性极化反转铌酸锂电光晶体布拉格调变器分别在30°C 与IO(TC时，零阶方向的穿透率相对于应用电压的波形图。由该图中的曲线 可知，该电光光栅对温度非常不敏感，因为当晶体的温度从30°C变化到 100°C时，入射激光光束(3mrad)的远场离散角远远大于布拉格角度的改变( 20prad)。另一方面，因为QPM用于极化转动的条件，故PPLN普克尔(Pockels) 具有一典型的 1。C-公分的温度接受频宽。零阶方向光束的穿透率确实具有 公式(2)所预测的独特的电压周期。穿透率峰值从零电压处的些微偏移，是 由于在PPLN晶格边界处由晶格反转时应力残留所导致的折射率的改变。在 测量时，我们使用 一非常小的激光光束半径来模拟掺钕钒酸钇激光共振腔的 较小的模式尺寸。入射激光的广角光谱使我们无法得到在公式(2)的平面波 模式所预测的当yL = ±7i时的100%绕射效率。然而，当我们使用一更为平 行的大半径入射光束，测量的绕射效率接近于100%。在图6中，绕射损耗 在高电压时增加了，因为当An在高电压下变大时，来自方波光栅的高阶散 射更显著了。在图6中，测量的半波电压约160V，故其归一化(normalized) 的半波电压是0.29Vx《微米)/丄公分。此一归一化的半波电压，大约比经展 示的用于同波长的PPLN普克尔盒(见Y. H. Chen et al.， Appl. Phys. B 80, 889 (2005))低16%。从公式(3)计算的半波电压，在1064毫米，r33 = 30.3 pm/V 以及 =2.156的时是151V。此一较高的测量半波电压可能是由于，制造一 正好50。/。对等反转周期的PPLN晶体技术上的困难。例如，若从QPM结构 的理想的50%对等反转周期偏移10%，则足以涵盖所增加的半波电压了。
为了进一步展示，以本发明的光电PPLN布拉格调变器作为一低电压激 光Q调制器，我们依据图3，将该PPLN光栅装入一掺钕钒酸钇(Nd:YV04) 激光。该泵浦源是一个波长为808纳米、均功率为20W的二极管激光，藉 由一多模二氧化硅光纤导出，且此光纤具有800微米的核心直径与一 0.18 的数值孔径。该808纳米的激光是从该光纤的输出透过一组影像比率为一对 一的透镜耦合到掺钕钒酸钇晶体的中央。该掺钕钒酸钇晶体是一个9毫米 长，a-切割(a-cut)具有0.25%的掺钕钒酸钇晶体，其末端表面涂敷在1064纳 米与808纳米时的抗反射的涂层。该掺钕钒酸钇晶体的两侧表面是包裹于一铟的金属薄片中，且安装在一水冷式的铜外壳中，以发散过多的热能。在图
3中该高反射率镜HR右侧表面Sl是涂敷了在1064纳米专用的高反射镀膜 (11>99.8%)以及在808纳米时高透射镀膜(1>90%)。输出耦合器的凹入侧具有 一 200毫米的曲率半径，且涂敷了在1064纳米时部分反射镀膜(R 70。/0)。 输出耦合器的水平侧涂敷了在1064纳米时抗反射镀膜(R0.2。/。)。在Sl与掺 钕钒酸钇晶体左侧表面的距离是1毫米，且Sl与光电光栅左侧表面的距离 是44毫米，整个共振腔的长度是88毫米。该激光的极化方向是沿着PPLN 晶 体的z方向一交准的。
在作业中，我们首先以一 140V直流电压偏压该光电PPLN光^l册，且以 一 140V、 300纳秒以及10kHz的电压脉冲驱动该光电PPLN光栅。如图7 所示，其为一依据本发明构想的主动Q调制的掺钕钒酸钇激光的输出脉沖 能量对应于泵浦功率的波形图。在泵浦功率19.35W时，Q调制的输出脉冲 在1064纳米时具有201/J能量以及7.8纳秒宽度，对应于一 26kW的峰值功 率。图7中的均值相关区间图(error bar)显示脉沖对脉冲的能量抖动(jitter)在 我们所测量的范围内少于5%。在图7的插图中显示Q调制的输出脉冲的暂 态的轮廓。在此实—险中，当将该光电PPLN光栅加热到180°C时，在该激光 的表现上并未观察到任何值得注意的改变。此外，我们观察到在光电PPLN 光栅几乎没有来自非相位匹配第二谐波所产生的绿光激光能量。
综上所述，我们成功地展示了一个光电PPLN光栅作为一布拉格调变器 在波长1064纳米时，具有一归一化的半波电压0.29Vxd(/zm)/丄(cm)。当 在一二极管泵浦的纟参钕钒酸钇激光中，以一 140V、 300纳秒以及10kHz的 电压脉冲驱动该光电PPLN调变器，产生了一个7.8纳秒、25.8kW的Q调 制的激光脉冲，且具有19.35W的二极管泵浦功率。因为激光的传播是近乎 垂直于PPLN光栅向量，该非相位匹配第二谐波532纳米的产生已极度地降 低，不会显著影响Q调制激光的转换效率。由于该光电PPLN的Q调制器 的性能对温度是不敏感的，其对于整合多功能PPLN晶体于一单晶铌酸锂基 板，以利各种激光的应用，是十分有助益的。
由上述的说明可知，本案所提供的周期性极化反转电光晶体布拉格折射 器，其可作为一激光共振腔Q值调制器，用以架设一主动式电光Q调制激
光，以及提供其控制方法，以克服已知技艺中，主动式电光Q调制激光需 要昂贵、高调制半波电压以及高速脉冲产生器等装置的缺点，于此同时也可
利用PPLN晶体的非线性光学特性，进行激光频率变换，可达成在单一晶体
上进行多重功能的目的。
是以，纵使本案已由上述的实施例所详细叙述而可由熟悉本技艺的人士 任施匠思而为诸般修饰，然皆不脱如附权利要求范围所欲保护者。
权利要求
1、一种电光晶体布拉格折射器，包含:一周期性极化反转电光晶体；一电极；以及一驱动器。
2、 如权利要求1所述的布拉格折射器，其中该电光晶体为 一单晶周期极化反转的铁电物质，选自一铌酸锂、 一钽酸锂、一 碘酸锂、 一铌酸钾、 一磷酸氧钛钾、 一砷酸氧钬铷、 一偏硼酸钡 与 一磷酸氧钛铷其中的任一。
3、 如权利要求1所述的布拉格折射器，其中该电极为一导 电材料，其中该导电材料为一溅镀金属薄膜或一金属箔。
4、 如权利要求1所述的布拉格折射器，其中该驱动器可提 供一特定电场于该电光晶体，以使该电光晶体的 一折射率产生一 周期性的增加或一周期性的减少，且该折射率具有一方形分布， 其中该驱动器为 一 直流电源供应器或 一信号产生器，其中该特定 电场可为 一 直流电场或 一 交流电场。
5 、 一种主动式Q调制激光系统，包含 一 泵浦源， 一 激光 共振腔， 一激光增益介质， 一激光Q调制器，其中激光Q调制 器包括一周期性极化反转电光晶体，其中该电光晶体，是于一第 一状态时，施加一特定电场于该电光晶体，且产生一布拉格绕射 而使该共振腔处于一 高损失状态，并累积复数个载子于该激光增 益介质中，当该第二状态时，关断该特定电场，致该共振腔处于 一低损失状态，且使该激光增益介质释放复数个光子，以达成一 激光Q调制。
6、如权利要求5所述的激光系统，更包括一激光光，其中 该电光晶体更包括一第 一表面、 一第二表面及一切面，该切面与该第一和该第二表面之间皆具有一 45度夹角，且该切面用于提供该激光光的一全反射，以使该激光光经历一非线性光频转换。
7、 如权利要求5所述的激光系统，更包括一激光光、 一第 一与 一 第二高反射镜及一 聚焦透镜，其中当该激光光经过该电光 晶体产生一 Q调变而射出该共振腔后，利用该第一与该第二高 反射镜将该激光光再导入该电光晶体，途中透过该聚焦透镜以提 高该激光光的一强度，以进行一非线性光频转换。
8、 一种用于一主动式Q调制激光系统的控制方法，其中该激光系统包括一激光共振腔，用于接收一激光光，及一周 期性极化反转电光晶体，设置于该共振腔内，该方法包含下列的 步骤(a) 施加 一特定电场于该电光晶体，以产生 一 周期性的折射率 变化；(b) 使用该具有折射率变化的电光晶体作为 一布拉格折射镜； 以及(c) 藉由该布拉格折射镜反射该激光光，使得该激光共振腔切 换于一低损失状态与一高损失状态间，以达成一激光Q调制。
9、 如权利要求8所述的控制方法，其中该激光系统更包括 一激光增益介质，且该步骤(a)更包括一步骤(al)该周期性的折射率变化，使得该电光晶体的 一折射率产 生 一 周期性的增加或 一 周期性的减少，且该折射率具有 一 方形分布。
10、 如权利要求8所述的控制方法，其中该激光系统更包括 一激光增益介质，且该步骤(c)更包括下列的步骤 (Cl)当 一 第 一 状态时，施加该特定电场于该布拉格折射器， 且产生一布拉格绕射，而使该共振腔处于一高损失状态，并累积复数个载子于该激光增益介质中；以及(c2)当该第二状态时，未施加该特定电场于该布拉格折射镜，而使该共 振腔处于一低损失状态，且使该激光增益介质释放复数个光子，以达成该激 光Q调制。
全文摘要
本发明关于一种周期性晶格极性方向反转电光晶体布拉格折射器，利用一周期性极化反转晶体优越的电光效应当施加一直流或交流电场于此一晶体上时，可于此晶体内产生周期性的折射率变化，而此一具有折射率变化的电光晶体，可以当成一布拉格折射器。本案另有关于一种周期性极化反转电光晶体布拉格折射器，其可作为一激光共振腔Q值调制器，用以架设一主动式电光Q调制激光，施加特定调变电场于该周期性极化反转晶体，让激光光被布拉格折射器折射，使得激光共振腔于低损耗与高损耗两种状态中相互交换，达成激光Q调制，形成一激光脉冲。本发明克服已知技艺中，主动式电光Q调制激光需要昂贵的高调制半波电压且高速脉冲产生器等装置的缺点。
文档编号G02F1/355GK101377601SQ20071014802
公开日2009年3月4日 申请日期2007年8月29日 优先权日2007年8月29日
发明者张癸伍, 林彦颖, 林硕泰, 蒋安忠, 黄衍介 申请人:黄衍介