CN101377601A - 电光晶体布拉格折射器及以其作为激光q调制器的方法 - Google Patents

Abstract

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。

Description

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(periodicallypoled electro-optic crystals Bragg deflector)。尤指一种利用周期性极化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冲来源是很风行的。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(Bragg cell)，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耗。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)晶体被应用于准相位匹配(Quasi-phase matching；QPM)频率转换方面，且受到极大的注目。

在90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 HarmonicGeneration: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。一般而言，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100V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1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-wavevoltage)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冲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铁电物质。

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(LiNbO₃)、一钽酸锂(LiTaO₃)、一碘酸锂(LiIO₃)、一铌酸钾(KNbO₃)、一磷酸氧钛钾(KTiOPO₄；KTP)、一砷酸氧钛铷(RbTiOAsO₄；RTA)、一偏硼酸钡(BBO)与一磷酸氧钛铷(RbTiOPO₄)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，该导电材料为一溅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放该复数个光子，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。

根据上述的构想，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:(a1)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:(c1)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，只需要一简单的直/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)脉冲产生器，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，作详细说明如下:

附图说明

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；

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；

图2(b)其是显示一如图2(a)所示的装置的相位匹配图；

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；

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；

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；

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℃与100℃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(LiNbO₃)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(ordinarywave)与非常态光(extraordinary wave)不同，当沿着晶体光轴方向施加一特定电场时，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△n_e，o或者周期性的减少△n_e，o，故可发现此晶体的折射率分布为一平均值为n_e，o振幅为△n_e，o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(n_e，o-△n_e，o)，空白地区为负晶格结构(n_e，o+△n_e，o)。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:

$\mathrm{\Δ}{n}_{o,e}=-\frac{n_{o,e}^3{r}_{\mathrm{13,33}}{E}_{z}s\left(x\right)}{2},---\left(1\right)$

其中，n_o与n_e分别是常态光与非常态光折射率，r₁₃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)，E_z是z分量的电场，s(x)＝±1表示PPLN晶体的极化方向指向的符号。因为就铌酸锂而言，r₃₃较r₁₃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(θ_B，m＝sin^-1[mλ₀/(2nΛ)])入射的光线的光束反射器，其中m表示绕射阶数，λ₀表示真空时的激光波长，n是光栅的平均折射率，而Λ是光栅周期，而当m＝±1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:

$\mathrm{\η}=\frac{I_d}{I_{\mathrm{in}}}={\sin }^2\left(\frac{\mathrm{\γL}}{2}\right)---\left(2\right)$

其中I_d/I_in分别是激光的折射与入射光的强度，L是光栅的长度，γ＝4πδn/λ₀，而δn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 coefficient)很直接地可以显示:δn＝2△n/π。在傅利叶分解中的高次方分量，只有对较大的△n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、小角度以及缓慢变化的封包(slowly varying envelope)等假定。一光电PPLN布拉格调变器(modulator)的半波电压，V_π，可以定义为在公式(2)中满足γL＝π的电压。从公式(1)与公式(2)，一非常态波的半波电压计算如下式:

$V_{\mathrm{\π}}=\frac{\mathrm{\π}}{4}\frac{{\mathrm{\λ}}_0}{r_{33}{n}_e^3}\frac{d}{L},---\left(3\right)$

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，Λ_g，其与周期性极化反转铌酸锂电光晶体的周期相同。k_i与k_r分别是入射波与折射波的波向量(wavevectors)。至图2(b)为一如图2(a)所示的装置的相位匹配图，其中k_G＝2π/Λ_g是由光栅所提供的光栅向量(grating vector)，而θ_B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(θ_B)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(m＝1)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±z表面涂敷了500纳米厚的金属电极，而±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:YVO₄)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明构想的连续波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℃与100℃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℃变化到100℃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(～20μrad)。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℃-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γL＝±π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△n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0.29V x d(微米)/L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＝30.3pm/V以及n_e＝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:YVO₄)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S1是涂敷了在1064纳米专用的高反射镀膜(R>99.8％)以及在808纳米时高透射镀膜(T>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％)。输出耦合器的水平侧涂敷了在1064纳米时抗反射镀膜(R<0.2％)。在S1与掺钕钒酸钇晶体左侧表面的距离是1毫米，且S1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方向校准的。

在作业中，我们首先以一140V直流电压偏压该光电PPLN光栅，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冲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201μJ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)显示脉冲对脉冲的能量抖动(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。在此实验中，当将该光电PPLN光栅加热到180℃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:0.29V x d(μm)/L(cm)。当在一二极管泵浦的掺钕钒酸钇激光中，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。

Claims (10)

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、一砷酸氧钛铷、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:

(a1)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:

(c1)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。

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