Obszary zastosowań modulatorów akustooptycznych (Modulator AOM)

Obszary zastosowań modulatorów akustooptycznych (Modulator AOM)

Zasada działania modulatora akustooptycznego:

An modulator akusto-optyczny(Modulator AOM) składa się zazwyczaj z kryształów akustooptycznych, przetworników, urządzeń absorpcyjnych i sterowników. Zmodulowany sygnał wyjściowy ze sterownika działa na przetwornik w postaci sygnału elektrycznego, a następnie jest przekształcany w falę ultradźwiękową, która zmienia się w postaci sygnału elektrycznego. Gdy fala ultradźwiękowa przechodzi przez ośrodek akustooptyczny, powoduje lokalne ściskanie i wydłużanie ośrodka, generując odkształcenie sprężyste. Odkształcenie to zmienia się okresowo w czasie i przestrzeni, powodując, że ośrodek wykazuje zjawisko naprzemiennej gęstości, podobne do kratki fazowej. Gdy światło przechodzi przez ten ośrodek zakłócony przez fale ultradźwiękowe, występuje zjawisko dyfrakcji. Zjawisko to nazywane jest efektem akustooptycznym. Pod wpływem dźwięku i światła nośny optyczny jest modulowany i staje się falą modulowaną, która „niesie” informacje.

Główne zastosowania modulatorów akustooptycznych:

Dźwięk i światło Q Switch (AOQS)

Przełącznik akutooptyczny Q-switching (AOQS) działa wewnątrz komory laserowej i jest aktywnie regulowany

Wartość Q w jamie jest używana do generowania laserów impulsowych o krótkich impulsach i wysokiej mocy szczytowej. AOQS jest zwykle używane do modulacji utraty wiązki rzędu 0. Gdy sterownik częstotliwości radiowej AOQS jest włączony, światło rzędu 0, ze względu na dyfrakcję, zapobiega oscylacji lasera w jamie, zwiększając utratę w jamie i blokując wyjście lasera. Gdy sterownik częstotliwości radiowej jest na krótko wyłączony, skumulowana moc optyczna w jamie lasera jest emitowana w postaci impulsów, generując w ten sposób laser impulsowy. Ten proces można powtarzać z częstotliwością przekraczającą 100 kHz. Gdy AOQS działa w stanie Bragga, istnieje tylko jedna wiązka dyfrakcyjna. w

Podczas pracy w stanie Ramana-Nissa występują wielokrotne wiązki dyfrakcyjne.

2. Modulator/przełącznik akustooptyczny (Modulator AOM)

Modulatory akustooptyczne (AOM) są zazwyczaj używane poza komorą lasera, aby zmienić intensywność padającego lasera (modulacja amplitudy AM). Może to być prosta modulacja WŁ./WYŁ. do szybkiego przełączania lub modulacja o zmiennym poziomie, aby uzyskać modulację intensywności. Tryb modulacji jest określany przez typ sterownika RF i może być cyfrowy (wł./wył.) lub analogowy (sinusoidalny, prostokątny, liniowy, losowy…). Ogólnie rzecz biorąc, sterownik RF AOM przyjmuje stałą częstotliwość. Kluczowym parametremModulator AOMjest czasem narastania/opadania, który definiuje osiągalną „prędkość” lub szerokość pasma modulacji amplitudy modulacji. Czas narastania/opadania jest proporcjonalny do średnicy wiązki w modulatorze. Dlatego, aby uzyskać szybki czas wznoszenia, średnica padającej wiązki laserowej musi być kontrolowana. AOM może być używany jako migawka (cyklicznie włączana i wyłączana z ustaloną częstotliwością), a także jako zmienny tłumik (dynamicznie kontrolujący intensywność przesyłanego światła). Modulacja laserowa jest osiągana poprzez kontrolowanie częstotliwości radiowej w celu wywołania fal dźwiękowych w krysztale akustyczno-optycznym.

3. Deflektor akustyczno-optyczny (AODF)

Deflektor akutooptyczny (AODF) może osiągnąć skanowanie wzbudzonej wiązki poprzez zmianę częstotliwości napędu radiowego. Pozycja skanowania może być losowa, ciągłe skanowanie liniowe i sekwencyjne odchylanie punktowe. W oparciu o kryształ, długość fali i rozmiar wiązki można osiągnąć czas reakcji od 0,05 do 15 mikrosekund i precyzyjną kontrolę położenia nRad.

4. Przesuwnik częstotliwości akustooptycznej (AOFS)

Po przejściu przez wszystkie urządzenia akustooptyczne, dyfrakcyjna wiązka wyjściowa wiązki laserowej wytworzy przesunięcie częstotliwości. Akustooptyczny przesuwnik częstotliwości (AOFS) to kompaktowe urządzenie zaprojektowane specjalnie do przesunięcia częstotliwości. W zależności od wybranych różnych kątów padania, AOFS przesunie częstotliwość w górę lub w dół o częstotliwość zastosowanego sygnału częstotliwości radiowej, a dwa lub więcej urządzeń można połączyć kaskadowo, aby uzyskać kombinacje częstotliwości sumy lub różnicy. Produkty AOFS przyjmują specjalnie zaprojektowane kąty pochłaniania akustycznego, które mogą zminimalizować odbicie dźwięku i zwiększyć wydajność AOFS.

5. Filtr akustyczno-optyczny regulowany (AOTF)

Akustooptyczny filtr strojony (AOTF) to półprzewodnikowy, elektronicznie adresowany i losowo dostępny optyczny filtr pasma przepustowego. Może być używany do szybkiego i dynamicznego wybierania określonych długości fal ze źródeł szerokopasmowych lub wieloliniowych. Dyfrakcja występuje, gdy spełnione są określone warunki dopasowania między wiązkami akustycznymi. Dlatego możliwe staje się elektroniczne sterowanie parametrami filtra (takimi jak długość fali, głębokość modulacji, a nawet szerokość pasma), zapewniając w ten sposób szybki (zwykle mikrosekundy), dynamiczny i losowy dostęp do filtrowania optycznego.