在讨论TEA CO2激光器的主动锁模实验研究时，我们首先需要了解TEA CO2激光器的基本原理。TEA（Transversely Excited Atmospheric pressure）激光器是一种气体激光器，其中CO2是激光介质，即增益介质。这种激光器通过横向激励在大气压下产生放电，以实现激光输出。TEA CO2激光器能够产生较长的脉冲，并在工业加工和医疗应用中得到广泛应用。
在该研究中，实验者将布氏角声光调制器作为损耗元件内置在腔内，利用其进行锁模实验研究。声光调制器是一种利用声波与光波相互作用的设备，通过改变折射率来调制光束。在这里，声光调制器被用作主动锁模的机制，即通过在腔内插入一个调制元件，以特定频率对腔内光束进行调制，从而达到锁模的目的。
为了进行锁模实验研究，研究者详细叙述了设计考虑、实验装置及测试结果。设计考虑包括了腔型的选择、声光调制器的工作模式以及如何利用小孔光阑实现TEMoo模。TEMoo模指的是横模中最低阶的模式，这种模式的激光具有良好的光束质量。通过这种方式，可以确保激光器稳定输出，并减少寄生振荡。
在实验装置方面，研究者利用了平凹腔的工作方式，并通过改变全反射球面镜的曲率来稳定输出。此外，实验者还使用了劈形错片作为耦合反射镜，以防止激光损坏反射镜涂膜，并且研究了声场宽度与防止高级次衍射的关系。这是因为在声光调制中，声场的宽度对于调制的效率和质量至关重要。
锁模技术的核心在于产生短光脉冲。根据理论计算，锁模时的峰值功率与模式数目N的平方成正比，而脉冲宽度τp与腔长L和光谱线宽度L1VN的比值相关。对于TEA CO2激光器来说，其压力加宽特性使得激光器能够产生宽度在1至2毫微秒范围内的脉冲序列。实验结果表明，TEA CO2激光器在主动锁模操作下能够稳定地产生这样的脉冲序列，因此它是一个良好的毫微秒级脉冲振荡源，适用于高功率激光系统。
此外，研究者还探讨了声光Bragg衍射的条件，即当满足Bragg条件时，声光调制器能够实现最佳的单程位相变化，从而实现高效的调制。Bragg条件是声光衍射中最重要的一种情况，它要求入射光波矢、声波波矢和衍射光波矢满足一定关系。
锁模实验研究的测试结果证明了使用一米长光预电离TEA CO2激光器和内置声光调制器的可行性。实验中得到的脉冲宽度与理论计算基本相符，证实了该激光器在主动锁模实验中能够产生稳定的毫微秒级脉冲，为激光技术的应用提供了新的可能性。
TEA CO2激光器的主动锁模实验研究涉及到了光学、激光物理、声学以及材料科学等多个领域。通过对这些领域的深入理解和精确控制，可以实现对激光器性能的优化，从而推动激光技术在工业、医疗和其他领域的应用。
