声光Q开关

声光Q开关

本公司为英国古奇·休斯古公司(GOOCH & HOUSEGO，包含美国NEOS公司)在中国的代理商《授权书》，授权为亚洲（包括中国）客户提供售前、售中、售后服务。现货供应以下进口Q开关：QS27-6.5C-B, QS27-5S-B, QS27-5C-B, QS27-4C-B, QS27-4S-B, QS27-4S-S, QS27-3C-S，QS27-3S-S和“牧马”系列Q开关。

调Q技术就是通过某种方法使腔的Q值随时间按一定程序变化的技术。在泵浦开始时使腔处在低Q值状态，即提高振荡阈值，使振荡不能生成，上能级的反转粒子数就可以大量积累，当积累到最大值（饱和值）时，突然使腔的损耗减小，Q值突增，激光振荡迅速建立起来，在极短的时间内上能级的反转粒子数被消耗，转变为腔内的光能量，在腔的输出端以单一脉冲形式将能量释放出来，于是就获得峰值功率很高的巨脉冲激光输出。

声光Q开关是利用声光相互作用以控制光腔损耗的Q开关技术。声光调Q是通过电声转换形成超声波使调制介质折射率发生周期性变化, 对入射光起衍射作用, 使之发生衍射损耗,Q 值下降, 激光振荡不能形成。在光泵激励下其上能级反转粒子数不断积累并达到饱和值, 之后突然撤除超声场, 衍射效应立即消失, 腔内Q 值猛增, 激光振荡迅速恢复, 其能量以巨脉冲形式输出。这是一种广泛应用的Q开关方式，其主要优点是重复频率高，性能稳定可靠。

典型的声光Q开关主要由三部分组成：电声转换器、声光介质和吸声材料。电声换能器与声光介质如熔石英、钼酸铅（PbMO4）晶体等构成声光器件。电声换能器加电后，将超声波馈入声光材料，声波是疏密波，声光材料的折射率发生周期变化，对相对声波方向以某一角度传播的光波来说，相当于一个相位光栅。于是，在超声场中光波发生衍射，改变传播方向，这就是声光衍射效应。声光调Q的原理简述如下：当声光介质中有高频（40MC）超声行波传播时，由于布拉格衍射，入射光I_i的一部分偏离到布拉格角I_d的方向。偏角θ_B由布拉格公式决定：2λsSinθ_B=λ₀/n=λ。代入以下的数据：声速V_S＝5.97KmS；声频fs=40MC; 折射率n＝1.46；真空波长λ₀＝1.06um.求得θ_B＝0.139⁰ 衍射效率I_d（L）/I_i(0)＝Sin²（ηL）=sin²()

式中，P为超声功率，M为声光品质因素，M=n⁶p²/ρV_S³. n,p,ρ分别表示材料的折射率，光弹性系数和密度。L/h为换能器长宽比，λ₀为真空波长。如果衍射光Id 占的百分比足够大，则可能使光腔的总损耗大于小讯号增益，此时，振荡停止，激活介质（YAG棒）借助光泵浦积累粒子数的反转。在某一个时刻，如果去掉超声行波，则由于激活介质有很高的储能，所以，产生强的振荡脉冲――即声光调Q脉冲。如果用一定频率的脉冲调制器调制射频发生器，使声光介质中有相同重复频率的射频超声场时，就能获得重复频率工作的声光Q开关，激光器将以重复频率状态输出激光巨脉冲.

1. 1064nm激光波长标准声光Q开关

1) 普通1064nm激光波长标准声光Q开关

QS24-xx-x和QS27-xx-x是工业标准的声光Q开关，可广泛应用于灯泵浦和二极管泵浦的1064nm的Nd:YAG激光器中。

主要技术参数

工作介质：熔融硅 Fused Silica
激光波长：1064nm
增反镀膜：多层介质硬膜
透过率：>99.8% (典型>99.9%)
膜层损坏阈值：> 1GW cm^-2
插入损失： <= 10% (典型< 5%)
VSWR: <= 1.2:1
最大驱动电功率：100W
过热保护点：+50 度

《如何选取合适的声光Q开关》

水冷要求

水流速：>190cc / min
水温：

- 建议工作水温：<32 度但不能结露

- 最高水温：40 度

型号及选项

QS	24	-4	S	-B	-X X n
Q开关	驱动频率	通光口径 (mm)	超声波模式	水接头形式	其它

驱动频率：24MHz、27MHz、41MHz、68MHz或80MHz
通光口径：2、3、4、5、6.5 或 8mm（通常与使用的YAG棒直径一样大或大1mm）
超声波模式：C - Compressional压缩式，S - Shear剪应式
水接头形式：S型水接头、B型水接头、R型水接头
XXn：例如，AT1表明底面的六个螺纹孔是公制螺纹，特别为中国市场设计。详情请阅读《如何选取合适的声光Q开关》

Q电源（Q驱）

QSD2750、QSD2775、QSD27100、N39027

2) “牧马”系列1064nm激光波长标准声光Q开关

针对中国市场，专门开发了一款新的”牧马”系列工业标准的声光Q开关，与以前广泛使用的Q开关的主要区别是：冷却水道全部是不锈钢材料，彻底解决了水道腐蚀的问题。可广泛应用于灯泵浦和二极管泵浦的1064nm的Nd:YAG激光器中。

l 工作介质：熔融硅 Fused Silica

l 激光波长：1064nm

l 增反镀膜：多层介质硬膜

l 透过率：>99.6% (典型>99.9%)

l 膜层损坏阈值：> 1GW cm^-2

l 静态插入损失： <= 6% (典型< 5%)

l VSWR: <= 1.2:1

l 最大驱动射频功率：100W

l 过热保护点：+55度（当温度小于55度时，短路输出；当温度大于55度时，开路输出。）

l 水道材料：不锈钢316号

l 冷却水流速：>190cc / min

l 建议工作水温：22至32 度

外形尺寸：

63.4x62x37.5mm

型号及选项

3) “牧马”系列Q开关与普通标准声光Q开关比较

新款牧马系列Q头（Stallion, I-QS27）	旧款Q头（QS27-xx-x）
散热板和水道仍旧是铝合金，但水道内壁上电鍍不锈钢材质（抗水腐蚀），可使用普通水、开水或蒸馏水而不容易引起水道氧化、腐蚀和水堵	散热板和水道全部是铝合金，如不用去离子水容易引起水道氧化、腐蚀和水堵
水道直径增加至3.5mm（但出入水嘴孔径仍然为2.5mm）	水道直径、出入水嘴孔径全部为2.5mm
外形尺寸和电接头与旧款一样，可以直接替换旧款
底面的6个安装孔全部是公制M3 mm	旧款英制螺孔，不易在中国买到螺钉
水接头有垂直和90度弯角可选	只有垂直水接头
推配合接头（4mm或6mm内孔直径）	B型或S型水接头
序列号为激光打标，标记清新永久，不能磨掉	器件上的型号和序列号为标贴打印方式，容易磨掉

新款Q头和旧款Q头型号对照：

新款Q头	旧款Q头
I-QS27-5S4G-U5-ST1	QS27-5S-x
I-QS27-3S4G-U5-ST1	QS27-3S-x
I-QS27-5C4G-U5-ST1	QS27-5C-x
I-QS27-4S4G-U5-ST1	QS27-4S-x

2. 其它工作激光波长的Q开关

型号	QS027-4J-xxx
工作介质	无水熔融硅
激光波长	1550nm
透过率	>99.8%
膜层损坏阈值	>100MWcm-2
偏振	无偏振(random)
介质长度	46.0mm
射频频率	27.12MHz
VSWR	< 1.2 : 1 （50W阻抗）
超声波模式	剪刀模式（S模式）
通光口径	1.6mm
调制损耗	在射频输入功率50W时 > 70%，在射频输入功率100W时 > 85%
外形	与标准Q开关QS27-xx-x一样
水接头	B或S型水接头

型号	QS027-4H-xxx	I-QS041-3C4H-x5-ST1
工作介质	无水熔融硅	无水熔融硅
激光波长	1319-1342nm	1319-1342nm
透过率	>99.8%	>99.8%
膜层损坏阈值	>100MWcm-2	>100MWcm-2
偏振	线性，垂直于底板	线性，垂直于底板
介质长度	46.0mm	46.0mm
射频频率	27.12MHz	40.68MHz
VSWR	< 1.2 : 1 （50W阻抗）	< 1.2 : 1 （50W阻抗）
超声波模式	Compressional （C模式）	Compressional （C模式）
通光口径	5.0mm	3mm
调制损耗	在射频输入功率50W时 > 80%	在射频输入功率45W时 > 85%
外形	与标准Q开关QS27-xx-x一样	与牧马系列一样
水接头	B型水接头	推配合接头

型号	QS027-4G/M-xxx	QS027-4C/G-xxx
工作介质	无水熔融硅	无水熔融硅
激光波长	1064nm / 2128nm	532/1064nm
透过率	1064nm >99.6%；2128nm, >99.4%	> 99.6%
膜层损坏阈值	> 500MW/cm2	> 500MW/cm2
偏振	线性，垂直于底板	线性，垂直于底板
通光口径	5.0mm	4.0mm
介质长度	46.0mm	46.0mm
射频频率	27.12MHz	27.12MHz
VSWR	< 1.2 1	< 1.2 1
超声波模式	压缩模式	压缩模式
调制损耗	45W 射频功率时 >85% (1064nm) 100W射频功率时 >75% (2128nm)	35W射频功率时 >80%
上升时间 (10-90%):	109ns/mm	109ns/mm
外形	与标准Q开关QS27-xx-x一样	与标准Q开关QS27-xx-x一样
水接头	B或S型水接头	B或S型水接头

型号	QS027-4M-AP1	QS027-4H-xxx
工作介质	无水熔融硅	无水熔融硅
激光波长	1980 - 2050nm	1342 / 1550nm
透过率	1980－2050nm >99.6%	1342nm >99.4%； 1550nm >99%
偏振	线性，垂直于底板	任意
通光口径	4·0mm	1.6mm
介质长度	46·0mm	46·0mm
射频频率	27.12MHz	27.12MHz
VSWR	< 1.2 1	< 1.2 1
超声波模式	压缩模式	压缩模式
调制损耗	50W射频功率 ~55% (3mm光束直径)	50W射频功率 70% 75W射频功率 >85%
上升时间 (10-90%):	109ns/mm	109ns/mm
外形	与标准Q开关QS27-xx-x一样	与标准Q开关QS27-xx-x一样
水接头	B或S型水接头	B或S型水接头

3. 双头Q开关（双Q头）

型号：QS2x-xD-x-xxx

高效率
适合于高功率、高增益、非偏振激光器 (根据我们的使用经验，双头Q开关可以关断250W激光功率。）
更好的脉冲稳定性、更高的功率密度
用双路射频驱动器

在没有双头Q开关之前，为了有效地关断高功率激光束，通常使用两个C模式Q开关（比如QS27-4C-B），它们相互正交地放在激光谐振腔中。由于C模式开关能有效地关断偏振激光束，这样第一个Q开关有效地关断一个方向的光，第二个Q开关有效地关断另一个方向的光，但缺点是两个Q开关放在谐振腔中需要更大的位置空间。双头Q开关是将原先的两个Q开关集成为一个Q开关，有效地减少了体积，与之对应的也要使用双路Q开关电源（Q驱动器），一个电源输出两路射频去驱动双头Q开关。请参考《双头Q开关使用说明书》。

工作介质	熔融硅
激光波长	1047－1064nm
膜层损坏阈值	> 1GWcm-2
透过率	> 99.6%
射频频率	24.00 或 27.12MHz
VSWR	< 1.2:1 （50W阻抗）
通光口径	1.6, 2, 3, 4, 5 或 6.5mm
晶体截面积	9 x 9mm
超声波模式	Compressional (正交C模式)
上升时间/下降时间	109ns/mm
射频功率	2 x 50W
冷却水流量	>190cc / minute
最高水温	+40°C (最适合水温22°C to 32°C)
水接头	Screw-fit 或 Barbed（S型接头或B型接头）
热保护温度	+55°C ± 5°C
外壳材料	铝合金HE30TF

双路Q开关电源（双路Q驱动器）

型号：N390xx-yyDMzzz-2CH

通光口径为1.6, 2或3mm的，用25W双路电源

通光口径为4, 4或6.5mm的，用50W双路电源下载《双路Q驱动器使用说明书》

4. 美国NEOS生产的Q开关

水冷Q开关

激光波长 (nm)	型号	射频功率 (W)	调制损耗 (%)	通光口径 (mm)	射频频率 (MHz)	上升时间 (ns/mm)	镀膜阈值 (W/cm2) 平均/峰值	晶体材料	外形图
10.6um	37027-3	30	85	3	27.12	120	500	锗	53B2220
10.6um	37027-5	30	75	5	27.12	120	500	锗	53B2220
1064	32024-50-4	50	55	4x13	24	175	50K/500M	熔融硅	53B0290
1064	32027-50-4	50	55	4x13	27.12	175	50K/500M	熔融硅	53B0290
1064	33024-50-5-I-HGM-W	50	70	5x10	24	115	50K/500M	石英晶体	53B1059
1064	33024-50-5-I-HGM-CMS	50	70	5x10	24	115	50K/500M	石英晶体	53B1186
1064	33027-50-5-I-HGM-W	50	线偏光85 非偏光70	5x10	27.12	115	50W/500M	石英晶体	53B1059
1064	33027-50-5-I-HGM	50	70	5x10	27.12	115	50W/500M	石英晶体	53B1290
1064	33027-50-5-I-HGM-CMS	50	70	5x10	27.12	115	50W/500M	石英晶体	53B1186
1064	33027-50-5-I-M3	50	线偏光85 非偏光70	5x10	27.12	115		石英晶体	53C1244
1064	32024-70-7	70	55	7x13	24	175	50K500M	熔融硅	53B0290
1064	32027-70-7	70	55	7x13	27.12	175	50K/500M	熔融硅	53B0290
1064	33024-70-7-I-HGM-W	70	85	7x10	24	115	50K/500M	石英晶体	53B1059
1064	33024-70-7-I-HGM-CMS	70	85	7x10	24	115	50K/500M	石英晶体	53B1186
1064	33027-70-7-I-HGM-W	70	85	7x10	27.12	115	50K/500M	石英晶体	53B1059
1064	33027-70-7-I-HGM-CMS	70	85	7x10	27.12	115	50K/500M	石英晶体	53B1186
1064	32024-100-4-HGM-W	100	90	4x13	24	175	50K/500M	熔融硅	53B0290
1064	32027-100-4-HGM-W	100	90	4x13	27.12	175	50K/500M	熔融硅	53B1059
1064	32027-100-4-HGM-CMS	100	90	4x13	27.12	175	50K/500M	熔融硅	53B1186

备注：调制损耗是1064nm、非偏光和最大射频功率时的调制损耗。

双Q开关

激光

波长

(nm)

型号

射频功率

(W)

调制损耗

(%)

通光口径

(mm)

射频

频率

(MHz)

上升

时间

(ns/mm)

镀膜阈值

(W/cm2)

平均/峰值

晶体材料

外形图

1064

33027-40-4-XY

4 x 4

27.12

175

50K/500M

熔融硅

53B2059

53B2208

水冷Q开关使用注意事项：

1、 Q开关需要在清洁干燥的环境中使用，不能在太潮湿或很多灰尘的地方使用。如有灰尘或水珠落在镀膜晶体表面污染晶体，由于很高的激光功率密度会使表面烧坏。建议在光路中使用塑料或金属管密封光路和Q开关的两端。

2、 Q开关镀膜表面不可以有手印污染，也不可以对着镀膜表面讲话或哈气，以免水汽或唾液污染表面。

3、 Q开关必须通水冷却，短时的断水都有可能烧坏Q开关。建议使用自动断水保护开关，当然最好使用Q开关自带的温度保护开关。

4、应该使用去离子水冷却Q开关，不得使用其它的水（如饮用水等）。否则，Q开关水路容易腐蚀并产生堵塞。（注：新款牧马系列的Q开关可以用一般的水，没有腐蚀问题。）

5、 Q开关的匹配阻抗是50欧姆，必须使用输出为50欧姆的驱动电源和同轴电缆。注入射频电源的频率必须是与Q开关要求的频率一致，且注入射频功率不能超过100W。

6、由于使用不当致使Q开关损坏的情况都不属于保修范围。

英国古奇·休斯古(GOOCH & HOUSEGO)声光产品简介

古奇·休斯古公共有限公司生产的声光器件广泛应用于紫外线与红外线激光应用领域。作为世界主要行业标准Q开关供应商，我们还生产小型Q开关，专门应用于DPSS激光。公司拥有完整的声光产品生产能力，可为广泛的应用领域提供高品质的解决方案。同时，公司

还具备全套客户个性化设计能力，竭诚为您提供光纤耦合应用方案及装配服务。公司在精密光学产品与声延迟线产品方面拥有丰富的生产经验，可对整个生产工艺及企业内部关键生产的各个方面进行管理控制，这些方面贯穿于从选材到最终的装配和测试等各个环节。公司采用镀膜设备对光学产品的表面进行敷层，品质一流，具有极高的抗损伤阈值。《授权书》

产品简介

标准工作介质包括：熔融硅、石英晶体、二氧化碲、钼酸铅、厚密火石玻璃、硫属化物玻璃与锗。

Q-开关：水冷型或冷传导型；产品结构小巧紧凑；损坏阈值极高；孔径范围从0.2mm到14mm；射频功率处理能力可达100W；减少调谐达95%；行业标准。

调节器：调制带宽范围大，上升时间降至5ns(毫微秒)；大功率处理能力；消光/声系数高（可高达60dB）。

频移器：功率大；驱动力低；可提供配套驱动器；是激光多普勒测速技术、外差干涉测量技术等应用的理想选择。

可调滤光器：可应用于多色声光调制器（PCAOM’s）、大孔径成像应用、超窄分辩与边带抑制应用等。

偏转仪：大孔径与小孔径；波峰失真度低；个性化定制服务。

光纤耦合：Q开关、调节器、频移器与可调滤光器和单模光纤，保偏光纤或特种光纤的耦合；有二、三与四种光纤可供选择；包括光纤测试、光纤传感与转换应用。

下载“Q开关和Q开关电源”产品资料(PDF)

二极管泵浦激光器用声光Q开关电光Q开关 Q开关驱动器(Q开关电源) NEOS声光器件和电源命名规则