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1、嘉应学院毕业论文（设计）Cr4+ :YAG自饱和晶体作Q开关的激光研究物理学（光电信息） 指导老师：杨齐民教授一、引言 近年来随着计算机技术的应用飞速发展，计算机模拟实验已广泛用于科学与应用各个领域当中，扮演着一个重要而且必不可少的角色。同样，在激光研究方面计算机模拟实验也是很重要的，它可以在有限的时间内进行大量的重复实验，从而得到激光的特性曲线进行研究。如果进行相同的实际实验，所需要的时间是非常长的，投入的资金是巨大的。所以通过计算机模拟实验指导实际实验，能研究的顺利进行。它是实际实验的保证。固体可调谐激光器具有结构紧凑、调谐范围宽、调谐方便、输出功率大、重复率高等优点，很快取代了染料可调谐
2、激光器成为目前激光研究的活跃领域。Cr4+离子产生的可调谐范围能覆盖到1.1m1.8m的光谱区，其中，包括了很多十分重要的波段，如光纤的零损耗、零色散区以及人眼的安全波段，在光电子信息技术、光谱学、大气测量、环境监测、生命科学和半导体材料研究等方面有重要应用。在Cr4+离子作为激活中心离子的激光晶体，实现了过渡金属离子固体可调谐激光器的成功运转之后。掺Cr4+离子的固体激光器成为固体可调谐激光器中的重要成员，对掺Cr4+离子激光材料的研究也为当前固体可调谐激光器研究的主要热点之一，是今后长期发展的主要方向。调Q激光器又称为巨脉冲激光器，1961年就有人提出了调Q的概念，即设想采用一种方法把全部
3、光辐射能压缩到极窄的脉冲中发射；1962年，制成了第一台调Q激光器输出峰值功率为600千瓦，脉冲宽度为10-7s量级；随后的几年发展的非常快，出现了多种调Q方法（如电光调Q、声光调Q、可饱和吸收调Q等），输出功率几乎呈直线上升，脉宽压缩也取得了很大进展； 作为激光器Q开关材料的Cr:YAG，在0.91.2m波段具有宽的吸收带和可饱和吸收特性，与传统调Q材料相比具有基态吸收截面大，掺杂浓度高，导热性能好，饱和光强小，损伤阈值高，物化性能稳定，无退化现象等优点，可以很好地替代常用的饱和吸收体，因而是高功率、高重复频率Nd或Yb离子掺杂固体激光器的理想Q开关材料。1.06m吸收带是四配位Cr离子跃迁
4、的结果，这个宽的吸收带与Nd离子的1.06m发射带重合得很好，因此很适合做掺离子激光器的调Q开光。Cr4+ :YAG被动调Q激光器能提供在纳秒范围内具有高峰值功率和高重复率的脉冲，可以被广泛地应用于微机械、测距、遥视和微型手术等方面，而且具有饱和光强小、导热性好、化学性质稳定、损伤阈值高等特点，很容易做成体积小、价格便宜的脉冲激光器。Cr4+ :YAG被动调Q激光器有着高光束质量、高稳定性、长寿命、短脉冲、波长可调谐等特点，因此对Cr4+ :YAG被动调Q激光器的研究有着重大的意义和价值。二、原理介绍（一）、Cr:YAG晶体的调Q原理YAG晶体在氙灯的光泵下发射自然光，通过偏振棱镜后，变成沿x
5、方向的线偏振光，若调制晶体上未加电压，光沿光轴通过晶体，其偏振状态不发生变化，经全反射镜反射后，再次（无变化的）通过调制晶体和偏振棱镜，电光Q开关处于“打开”状态。如果在调制晶体上施加电压，由于纵向电光效应，当沿x方向的线偏振光通过晶体后，经全反镜反射回来，再次经过调制晶体，偏振面相对于入射光偏转了900，偏振光不能再通过偏振棱镜，Q开关处于“关闭”状态。如果再氙灯敢开始点燃时，事先再调制晶体上加电压，使谐振腔处于“关闭”的低Q状态，阻断激光振荡形成。待激光上能级反转的粒子数积累到最大值时，突然撤去晶体上的电压，使激光器瞬间处于高Q值状态，产生血崩式的激光振荡，就可输出一个巨脉冲。完成一系列调
6、Q过程。（二）、Cr:YAG晶体特性及光谱特性晶体是一种新型的光学晶体，晶体中的Cr离子对1.06的光强具有自饱和性能。晶体中的Cr离子对1.06的强光具有自饱和性能。这与它的能级性质有关，如图1所示为它的能级图。与自饱和有关的四个能级为、，相应的粒子数为，和，显然；，式中为自饱和晶体内Cr离子浓度。由于和的寿命极短，故0，0，固有。在入射光弱时，即晶体未被漂白时的透过率为 式中为的跃迁截面，为晶体的长度。在入射光强时，晶体被漂白后的透过率为 式中为的跃迁截面. 腔内晶体的粒子数速率方程式，由于前面已分析过，0，0，且，故只须建立的速率方程式即可。忽略微小的自发辐射等由上图可知的粒子速率方程为
7、:因为能级的寿命极短,而且能级的粒子几乎全部跃迁落到能级上，则有 。所以上式改写为：令,而且、因此可以得到：（1）为 能级的粒子寿命。（三）速率方程理论速率方程理论是用来描述调Q脉冲形成过程以及各参量对该过程的影响，主要内容是描述腔内振荡光子数和工作物质的反转粒子数随时间变化的规律的方程组。根据该方程组可以推导出调Q脉冲的峰值功率、脉冲宽度与粒子数反转的关系。 三能级速率方程 四能级速率方程速率方程最早是由A.A.Vuylsteke和W.G.Wanger首先进行描述，给出了快速调Q机理的速率方程组，用了两个方程描述腔内光子数密度和激活介质反转粒子数随时间变化。A.Szabo等人给出了被动调Q的
8、速率方程组，加入了第三个方程，用来描述饱和吸收体粒子密度随时间变化。在之后的研究中这几个方程被不断修正和引用，但是以上的方程给出的结论都是建立在平面波近似的假设上，即，假定泵浦光分布、腔内光子数密度分布、可饱和吸收体的恢复速度都是均匀的。对于现在使用的LD泵浦调Q激光器来说，这些假设过于简单，无法真实描述腔内的离子数情况，利用以上的速率方程计算出的脉冲输出特性，尤其是脉宽的计算上，和实际偏差较大。之后Zhang等人在考虑使用速率方程研究激光输出特性的时候，提出了腔内光子密度呈空间高斯分布的理论，结果表明，这样的假设更加接近实际结果。所存在的问题在于他们没有考虑泵浦速率和激光介质的受激辐射寿命对
9、调Q效果的影响。另外他们考虑了激光激活介质和饱和吸收体的截面积不同对调Q特性的影响，但是也只给了一个平均光子数密度值，没有描述光子密度沿谐振腔内的纵向分布的考虑。近年来也有科研工作者对这方面进行了尽量全方面的考虑，可以得到与实验相符的结果。三、调Q激光器的总体设计（一）调Q激光器的实验装置图2中L为腔长，为Nd:YAG棒长，为自饱和晶体（Q开关）长度，输出镜反射率为R，全反射镜反射率为l，设腔内光子浓度为，YAG棒内粒子数反转浓度为N，低能级粒子浓度为，晶体的粒子反转浓度为，也就是前述的。本实验假设直径 长度L300 mm mm 。 Cr:YAG晶体和Nd:YAG晶体的折射率均为1.82。（二
10、）工作物质工作物质是激光器的核心，它由掺杂离子型电介质晶体或玻璃材料加工而成。工作物质按激活离子能级结构形式，可分为三能级和四能级系统。工作物质的形状有棒状，平板形与管状，其中棒状使用得最多。而固体激光工作物质由激活离子和基质两部分组成，其中激活离子的能级结构决定了激光的光谱特性和荧光寿命等激光特性。基质决定工作物质的物理，化学特性。欲获得良好的脉冲激光，对于工作物质，首先要具备储能密度高的性能，即激光上能级能积累大量的粒子，故要求受激辐射截面要小，即上能级的寿命长，谱线较宽，这样可以防止或减弱超辐射的发生。另外，还要求有较高的抗强光破坏阈值，能承受较高的激光功率密度。而Nd: YAG晶体基本
11、上满足了上述要求并且还具有优良的物理，化学性能，激光性能及热学性能，能制成连续与高重复效率器件，调Q器件的峰值输出功率已高达几百兆瓦，所以被选做本激光器的工作物质。（三）聚焦腔 聚光腔的作用是将泵浦源辐射的光能有效均匀地会聚至工作物质上，以获得高的泵浦效率。从泵浦源发出的辐射能传输到激光工作物质上的效率，在很大程度上决定激光系统的总效率。聚光腔除了给泵浦源和工作物质之间提供良好耦合之外，还决定激光物质上泵浦光密度的分布，从而影响到输出光束的均匀性，发散度和光学畸变。由于激光工作物质和泵浦灯都安装在聚光腔内，合理设计聚光腔是决定固体激光器工作性能的重要条件之一。聚光腔种类繁多，常用的有以下几种类
12、型：椭圆柱聚光腔、紧耦合非聚焦聚光腔、漫反射腔等。考虑到Nd: YAG激光器效率较低，为提高输出功率，改善泵浦均匀度，我们采用聚四氟乙烯漫反射紧包腔。调Q 脉冲运转要求激光工作物质具有高的贮能,如果贮能分布不均匀,则动态激光输出能量将受到限制,因此,调Q 运转的固体激光器在聚光腔设计上,必须在泵浦均匀性和效率两方面适当折衷。相比之下,泵浦均匀性更重要。漫反射聚光腔是非成像照明腔,由于漫反射的结果,光照均匀性较好,在激光棒中贮能的分布更均匀,消除了晶体中的“强点”,增加了“关门”能力。漫反射聚光腔的结构和聚光特点均相似于紧耦合聚光腔,它有高达90 %98 %的反射系数,因此,它的光学效率高。并且
13、,它具有良好的稳定性,能长时间使用,制作工艺不复杂,成本低,特别是它能实现均匀的光泵浦, 这对于提高调Q 激光器的输出非常重要聚光效率是评价聚光腔品质的重要指标。从光源转换给激光棒的总能量，可通过下式近似计算133： (5.1)其中hge是聚光腔的几何传递函数，表明无损耗状态下，灯光直射和腔壁反射进入激光棒的百分比。hop是聚光腔的光学效率，基本上反映系统中全部损耗。hop由下式表示： (5.2) rw是腔壁对泵浦光的反射率，rr是激光棒的表面和玻璃冷却液套表面的反射损耗，以及在腔内插入的任何滤光片的菲涅尔损耗，a为灯、棒间光学介质的吸收损耗，f为腔的非反射面积与总的内表面积之比。当腔型选定，
14、hop就基本确定下来, hge则由聚光腔的具体结构参数决定。聚光腔的传输效率是指被激光棒截获到的光能占会聚到棒处总光能之比,取决于泵浦光在棒处会聚成像的大小和激光棒半径的大小。通常聚光腔设计是利用其内壁反射,将泵浦光成像到激光棒上,而漫反射聚光腔是非成像系统,不是利用几何反射成像,而是利用高反射率的漫反射材料作为聚光器的内壁,反射泵浦光均匀地混合在聚光器内,因此,漫反射聚光腔的传输效率低于成像镜面反射聚光腔。为了减小光能损失,应将漫反射聚光腔体设计为紧耦合形式,压缩空间体积。另外固体激光器的输出效率只有百分之几，输入泵灯的能量在各个转换环节中大部分变为热能。粗略估计，耗散在泵灯上的热能约为总输
15、入能量的50%，耗散在激光棒上的热能约为15%，耗散在聚光腔上的热能约为30%。由此而使棒、灯和聚光腔温度升高。在连续和高重复率工作的器件中，这种情况尤为严重。因此，合理设计聚光腔的冷却通道显得非常重要。为了保证整个泵浦系统正常运转，我们对聚光腔，泵浦灯和激光棒均采用水冷的方式：聚光腔本身是干燥的，有专门的冷却管道；氪灯和激光棒分别装在冷却液套管中，并通过液孔与聚光腔中的水道相连，从而进入整个激光器的水循环冷却系统。四、求解方程的初始条件：要解常微分方程组，还需要一组初始条件：（一） 、 Q开关打开时的Nd+3:YAG初始粒子数反转浓度，即等于自饱和晶体“关闭”时的的阈值。即因为：所以：（二）
16、、 初始激光低能粒子数浓度，由于低能级自发辐射几率较大，故在初始时刻可以认为是零， （三） 、初始腔内光子数浓度，也就是谐振腔到达阈值时的腔内超辐射光强，本实验取而这时对应的泵浦速率可按下式计算 泵浦时间不应超过。（四）、 :YAG晶体的初始粒子浓度，也就是初始是:YAG晶体高能级的粒子，因为初始时泵浦还没有开始，高能级粒子时很少，所以我们可以认为因为本实验的方程组是非线性微分方程组，而且光脉冲是在几十个纳秒内完成的，所以步长的选定是很重要的，如果太大算出来的结果就不准确和丢失掉脉冲的曲线，如果太小计算机就会要大量的计算，花费大量时间巨脉冲的产生过程是在几十ns内完成的，可设最大运行时间为20
17、0ns。绘图的时间步长为（1）自饱和晶体漂白运行的步长为200ns/2000；（2）巨脉冲产生时运行步长为200ns/600；。五、用四阶龙格库塔法求解微分方程式常微分方程得数值解：一阶常微分方程可以表述如下： (11) 即 图（3）微分方程的数值计算它的解可以用不定积分表示出来 （4）在已知初始条件的情况下，上式可用下述近似公式逐点计算出来 （5）这可由（图1）清楚看出来。计算时从n0开始。式中称为步长，若步长取越短，则计算解越准确。但是所费的时间就越多。为了所取步长不太大，而又能确保一定精度，我们采用(14)式来代替(13)式进行计算，这就是龙格库塔法。 （6）式中 在解微分方程组时，用和
18、代替y 和x，这里i就是方程组的个数。六、参数计算和速率方程的标准化由上边可知，我们要求的方程组为 为了便于上机求解方程，对上述方程采用下列变换，令 n代表的是YAG棒内掺杂的钕离子浓度，方程式中的常数用以下各式计算： 则方程可以化简为：七、模拟实验的计算结果和分析通过上边的数据建模，我们可以编写出一个用于模拟Cr4+ :YAG晶体调Q过程的计算机模拟程序（详细请查看附录）。我通过改变铬粒子浓度和输出镜反射率R，对Cr4+ :YAG晶体调Q过程进行多次试验。（一）、铬粒子浓度4和输出镜反射率R0.4时得到以下图形和输出参数数据：自饱和晶体饱和时透过率为Ts=0.9999 自饱和晶体漂白前后透射
19、比为TB=5.812巨脉冲峰值功率为Pm=10.398 MW 巨脉冲宽度为tw=15.4 ns输出能量为0.156724 J由上图可以看出Cr:YAG晶体的高能级的粒子数随着时间的增加而增加，然后达到饱和状态，满足自饱和晶体的要求，从而使透射率变大。从腔内光子数随着Cr:YAG晶体透射率变大而迅速增加，因为腔内光子数是由于的高能级粒子数受激辐射跃迁到低能级产生的，所以光子数迅速增加会消耗大量的的高能级粒子，我们可以看到的粒子反转浓度迅速下降，因为的粒子反转浓度变小了，所以腔内光子数也迅速回落，可以看出其形成一个巨脉冲，从而发射出激光脉冲，所以从上图看出，程序和CrYAG晶体激光器调Q过程相符合
20、。输出参数也与实际试验相一致的，所以程序是能够正确的表示CrYAG晶体激光器调Q过程的。（二）、铬粒子浓度分别为3、4、5和输出镜反射率固定为R=0.4时，得到的下边三图：（图一）Q开关漂白图（图二）增益饱和图（图三）激光巨脉冲图N0 (*)(铬粒子浓度)T0(初始透射率)Ts（饱和透射率）Nth（阈值）（透射比）0.50.110.99994.419.020.40.170.99993.815.810.30.270.99993.213.74（表一）由（图一）可得出如下结果：随着晶体掺杂浓度的增加，漂白后晶体的粒子反转浓度也随之增加。且漂白后晶体的粒子反转浓度也随时间增加而增大，当时间增大到一定值
21、时，晶体的粒子反转浓度变化曲线趋向平稳，这表明，此时晶体的粒子反转浓度已达到饱和，具有一定的数值，透射率趋于（即漂白后的透射率）。由（图二）（图三）和表一可得出如下结果：随着晶体掺杂浓度的增加，初始透射率减少了，这样相当于把激光器调Q晶体“关闭”时的阈值提高了，这样使粒子反转数浓度增大了，所以随着初始粒子数反转浓度的增加，激光输出脉冲的峰值功率增大，形成较好的巨脉冲。由上边的两个图可以看出，增加铬粒子浓度（掺杂浓度）可以更快的使晶体达到饱和状态，也可以提高激光巨脉冲的峰值，所以增加掺杂浓度对高能的脉冲调Q激光器起着重大的作用。（三）、铬粒子浓度固定为4和输出镜反射率分别为R=0.3、0.4 、
22、0.5时，得到的激光巨脉冲图。巨脉冲峰值功率；巨脉冲宽度；脉冲激光输出能量以此我们可以得到下表：R（输出镜反射率） (巨脉冲宽度)（阈值）(巨脉冲峰值功率) (输出能量)（谐振腔效率）0.5163.501.230.200.630.41543.811.070.160.590.3154.217.990.120.536（表二）上表可得，当初始粒子反转浓度一定时，提高输出镜反射率，也就提高了腔内初始功率密度，使漂白时间缩短了。这时反转粒子数只能积累到较低的数值，所以光子浓度也减少了，自然输出巨脉冲峰值功率也将到较低的值。对调Q激光输出特性影响的因素有很多，从本试验的数据能体现到：晶体的掺杂浓度越高，其
23、透过率就越低，这样激光阈值就提高了，这样工作物质的初始反转粒子数增大了，因此调Q脉冲的峰值就增大了。谐振腔输出镜反射率的的增大，会提高初始光功率，使漂白时间缩短。这时反转粒子数只能积累到较低的数值，自然输出功率就会下降。 参考文献：1杨齐民，激光原理与激光器件；昆明，云南大学出版社。2003.2；2陈 磊、赵圣之、郑加安等双钨酸钇纳晶体被动调Q激光特性，光学学报，2002.1，第13卷，第1期；3 L zbou,X X zbang,laser oscillation at 1059 of a new laser crystal:Nd doped NaY(W O)J sdid State Las
24、er ,1997,10,451-4544赵圣之、张行愚、王青圃等，氟磷酸锶晶体被动调Q激光特性研究J，光学学报，199，19（2），211-215；5李健、何义良、侯 玮等，大功率激光二极管泵蒲全固态Nd：YVO微片激光器J，光电子激光，1999，10（5），395；6巩马理、翟 刚，时顺森等，可饱和吸收特性测量，光学学报，1998年1月；7杨齐民，电光调Q激光速率方程的数值解，激光技术，1998，15（1）：25；8欧阳斌、丁彦华、万小珂等，的可饱和吸收特性与被动Q开关性能研究J，光学学报、1996、16（2）：1665-1670；9,蓝行钜等， 激光技术，北京，科学出版社。200010王可
25、定，计算机模拟及应用；湖南，东南大学出版社。1997.12；11w克希奈尔，固体激光工程；北京，科学出版社。1983；12隋宁菠等，CrYAG晶体及调Q激光器研究进展，激光杂志，2005年第26卷第6期；13时光等，微片被动调Q激光器的siegman方程组的优化分析，激光杂志，2005年第29卷第6期附录Option ExplicitDim yo2, yo1, no, mo, xo, yo, t As Integer 二字节整数Dim x(2020), yz(4, 2020)Dim ny0, nc0, V, c1, tc, tw, Wp, t2, TT0, TTs, n, i, j, A1,
26、d, R, l1, l3, nth, d1, d2, d3, d4, d5, d6, F, qz, tm, ymax As Single 四字节浮点数Private Sub Command1_Click() 输入求解常微分方程的基本参数Dim l2, m1, m2, m3, c, c2, c3, qy, qg As SingleDim tc0, NN, az, A0, LL0 As SingleDim nc0s, Rs, TT0s As Stringny0 = 1.38E+20: c = 30#: nc0s = InputBox(例如取0.2-0.42, 输入铬粒子浓度, 0.4E+19) n
27、c0 = Val(nc0s) 输入铬粒子浓度nc0=0.4 Rs = InputBox(例如取0.2-0.4, 输入输出镜反射率, 0.4) R = Val(Rs) 输出镜反射率R=0.4qg = 1.1E-18: qz = 1.1E-19: qy = 8.8E-19d = 0.6: l1 = 30: l2 = 6: l3 = 0.4: m2 = 1.82: m3 = 1.82 V = 3.1416 * (d / 2) 2 * l1 腔体积计算 m1 = (l2 * m2 + l3 * m3 + (l1 - l2 - l3) / l1 平均折射率计算 c1 = c / m1: c2 = c /
28、 m2: c3 = c / m3 光速计算 d1 = c1 * qy * ny0 * l2 / l1 方程常数计算 d2 = c1 * qg * ny0 * l3 / l1 d3 = c1 * qz * ny0 * l3 / l1 d4 = c2 * qy * ny0 * l1 / l2 d5 = c3 * qg * ny0 * l1 / l3 d6 = c3 * qz * ny0 * l1 / l3 F = nc0 / ny0TT0 = Exp(-nc0 * qg * l3) 自饱和晶体初始透过率 LL0 = 0.1 腔内其它损耗 A0 = (LL0 - Log(TT0 * R) / (l1
29、) 自饱和晶体漂前腔内总单程损耗计算 tc0 = 1 / (c1 * A0) 腔时间常数计算 nth = 1 / (d1 * tc0) 自饱和晶体漂白前工作物质阈值粒子浓度计算 A1 = (LL0 - Log(R) / (l1) 不包括自饱和晶体透射的腔内总单程损耗 az = (1 - R) / (l1 * A1) tc = 1 / (c1 * A1) t2 = 240000#: tw = 100 泵浦时间 Wp = (nth / t2) / (1 - Exp(-tw / t2) 计算泵浦速率 Form2.Print Form2.Print Form2.Print Form2.Print Fo
30、rm2.Print az=; az; Tab(30); Wp=; Wp; Tab(60); F=; F Form2.Print d1=; d1; Tab(30); d2=; d2; Tab(60); d3=; d3 Form2.Print d4=; d4; Tab(30); d5=; d5; Tab(60); d6=; d6 Form2.Print tc=; tc; Tab(30); nth=; nth; Tab(60); TT0=; TT0End SubPrivate Sub Command2_Click()Dim h1, t10, t1, yy1, Wp As SingleDim Wps,
31、 yy1s As StringDim h(5), m(4), k(4, 4), y(4), yy(4), x(2000)no = 2000 图框宽mo = 600 图框高 t1 = 3400# t10 = 30#tm = 200 自饱和晶体漂白最大运行时间 h1 = tm / no h(1) = h1 / 2: h(2) = h1 / 2: h(3) = h1: h(4) = h1: h(5) = h1 / 2 yy(1) = 0.0002 * nth yy(2) = nth yy(3) = 0 yy(4) = 0 n = 4For t = 0 To no110 x(t) = t * h1Fo
32、r j = 1 To 4 For i = 1 To n m(i) = yy(i) + h(j - 1) * k(i, j - 1) Next i k(1, j) = d1 * m(1) * m(2) - d2 * (F - m(4) * m(1) - d3 * m(4) * m(1) - m(1) / tck(2, j) = Wp * (1 - m(2) - 2 * 0.6 * d4 * m(2) * m(1) - 2 * (m(2) + m(3) / t2 + m(3) / t11 k(3, j) = 0.6 * d4 * m(2) * m(1) + (m(3) + m(2) / t2 -
33、m(3) / t11 k(4, j) = d5 * (F - m(4) * m(1) - d6 * m(4) * m(1) - m(4) / t1 For i = 1 To n y(i) = yy(i) y(i) = y(i) + h(j + 1) * k(i, j) / 3 Next iNext j For i = 1 To n yy(i) = y(i) yz(i, t) = y(i) Next i Next t For t = 0 To no yz(1, t) = yz(1, t) * 100000# yz(2, t) = yz(2, t) * 1000# yz(4, t) = yz(4,
34、 t) * 100#Next t Form2.Print Form2.Print Form2.Print Form2.Print h1=; h1 For t = 0 To no If t Mod 40 0 Then GoTo 200 Form2.Print t; Tab(8); x(t); Tab(15); yz(1, t); Tab(40); yz(2, t); Tab(65); yz(4, t)200 Next t300 End SubPrivate Sub Command3_Click() 激光输出参数Dim n2, TB, tpx, iq, nq As SingleDim ymx, y
35、m2, pm, hv, SA, tp, tp1, tp2, tw, nv5, Eout As SingleDim ymt(2000)t = 800tpx = x(t)n2 = yz(3, t) * ny0 * 0.01 TTs = Exp(-n2 * qz * l3) 自饱和晶体饱和时透过率 TB = TTs / TT0 自饱和晶体漂白前后透射比For t = 0 To no 计算巨脉冲峰值功率 If yz(1, t) ymx Then ymx = yz(1, t) tp = t End IfNext t hv = 1.86E-19 nv5 = (1 - R) / (l1 * A1) SA =
36、 3.14159 * 0.3 * 0.3pm = nv5 * ymx * ny0 * hv * c1 * 0.00001 * 1000000000# 巨脉冲峰值功率For t = tp To 0 Step -1ymt(t) = Abs(yz(1, t) - ymx / 2) If ymt(t) 0.1 Then tp1 = t End IfNext tFor t = tp To noymt(t) = Abs(yz(1, t) - ymx / 2) If ymt(t) 0.1 Then ym2 = yz(1, t) tp2 = t End IfNext t tw = (tp2 - tp) * t
37、m / no 巨脉冲宽度 Eout = pm * tw * 0.000000001 计算输出能量 Form2.Print Form2.Print Form2.Print Form2.Print tpx=; tpx; Tab(15); nv5=; nv5; Tab(40); R=; R Form2.Print tw=; tw; Tab(15); pm=; pm; Tab(40); Eout=; Eout Form2.Print TTs=; TTs; Tab(30); n2=; n2; Tab(65); TB=; TBEnd SubPrivate Sub Command4_Click() 绘Q开关
38、饱和图Dim xt, yt, h2, ym As SingleDim yms, yos, xos As StringDim dm, am, bm As IntegerDim ams, bms, dym, dxm As String yms = InputBox(例如取2, 输入, 4.5) ym = Val(yms) 输入函数最大值ym=2 yos = InputBox(例如取20, 输入纵坐标原点数, 20) yo = Val(yos) 输入横坐标原点数yo=20 xos = InputBox(例如取20, 输入横坐标原点数, 20) xo = Val(xos) 输入横坐标原点数xo=20
39、h2 = ym / mo 函数步长Form4.Show 显示绘图窗口3Form4.Picture1.Scale (0, mo + yo)-(no + xo, 0) 已定义图框左下角的坐标为原点(0,0)Form4.Picture1.AutoRedraw = TrueFor t = 0 To no + xo xt = t + xo 自变量值对应的坐标象点数 yz(4, t) = yz(4, t) yt = Int(yz(4, t) / h2) + yo 函数值对应的坐标象点数 If xt = xo Then Form4.Picture1.PSet (xt, yt) Else Form4.Pict
40、ure1.Line -(xt, yt) End IfNext t Form4.Picture1.Line (xo, yo)-(no - xo, yo) 绘横坐标 Form4.Picture1.Line (xo, yo)-(xo, mo - 20) 绘纵坐标 ams = InputBox(例如取20, 输入纵坐标打点数, 10) am = Val(ams) 输入纵坐标打点数yo=10 bms = InputBox(例如取10, 输入横坐标原点数, 10) bm = Val(bms) 输入横坐标打点数xo=10 dxm = Int(no / bm) 打横坐标点步长 For t = xo To no
41、 Step dxm 打横坐标点 Form3.Picture1.Line (t, yo)-(t, yo + 8) Next t dym = Int(mo / am) 打纵坐标点步长 For t = yo To mo Step dym 打纵坐标点 Form3.Picture1.Line (xo, t)-(xo + 8, t) Next tForm1.Picture1.AutoRedraw = FalseEnd SubPrivate Sub Command5_Click() 绘激光巨脉冲图Dim xt, yt, h2, ym As SingleDim yms, yos, xos As StringD
42、im dm, am, bm As IntegerDim ams, bms, dym, dxm As String yms = InputBox(例如取2, 输入, 4.0) ym = Val(yms) 输入函数最大值ym=2 yos = InputBox(例如取20, 输入纵坐标原点数, 20) yo = Val(yos) 输入横坐标原点数yo=20 xos = InputBox(例如取20, 输入横坐标原点数, 20) xo = Val(xos) 输入横坐标原点数xo=20 h2 = ym / mo 函数步长Form4.Show 显示绘图窗口3Form4.Picture1.Scale (0, mo + yo)-(no + xo, 0) 已定义图框左下角的坐标为原点(0,0)Form4.Picture1.AutoRedraw = TrueFor t = 0 To no + xo