Як використовувати акустооптичний модулятор як оптичний перемикач

Як використовувати акустооптичний модулятор (AOM-модулятор) як оптичний перемикач
1. Передумови та контекст технологічного розвитку
1.1 Походження лазера: У 1960 році Теодор Мейман винайшов перший практичний рубіновий лазер, що ознаменувало народження лазерної технології.
1.2 Розвиток лазерів: Згодом з'явилися різні типи лазерів, такі як газові лазери (такі як гелій-неонові лазери), напівпровідникові лазери та твердотільні лазери (такі як YAG-лазери), поступово розширюючи сферу їхнього застосування у військовій, промисловій та медичній галузях.
1.3 Вступ до основної вимоги: Лазер потребує стабільної вихідної потужності, і в багатьох випадках лазер не може безперервно опромінювати ціль. Щоб уникнути багаторазового вмикання/вимикання самого лазера, для точного керування вмиканням/вимиканням лазера використовується зовнішній оптичний перемикач.

2. Принцип роботи акустооптичного модулятора (АОМ-модулятора)
АОМ – це оптичний пристрій, який використовує акустооптичний ефект, коли звукові хвилі поширюються через середовище, утворюючи періодичні зміни показника заломлення, тим самим модулюючи характеристики світлових хвиль, що проходять через середовище, такі як інтенсивність, частота та напрямок. Наразі основна увага зосереджена на двох режимах дифракції:
1.1 Дифракція Брегга: Найпоширенішим є те, що світлові та звукові хвилі утворюють певний кут, і енергія дифракції в основному зосереджена у світлі першого порядку, подібно до стереоґратки. Цей режим в основному використовується для застосувань оптичних перемикачів.
1.2 Дифракція Рамана: Напрямок поширення світлових і звукових хвиль перпендикулярний, а дифраговане світло демонструє багаторівневий симетричний розподіл, подібний до плоскої ґратки.
3. Режим роботи AOM-модулятора як оптичного перемикача
3.1 AOM не завантажує сигнал (не працює): Лазер безпосередньо проходить крізь (світло 0-го рівня) та поглинається відбивним дзеркалом на оптичному шляху, без ефективного виходу.
3.2 Сигнал завантаження AOM (робочий): генерується дифракція, і світло першого порядку випромінюється під певним кутом і потрапляє на наступний оптичний шлях для використання.
Контролюючи, чи завантажує сигнали модулятор AOM, можна досягти швидкого перемикання та модуляції лазера, що відповідає сценаріям застосування, які вимагають контролю часу лазерного опромінення.
Окрім використання як оптичного перемикача, AOM також може використовувати свої два рівні світла для генерації перешкод та формування оптичних сигналів биття, які можна використовувати у вимірюваннях та інших галузях. Практична потреба у стабільній вихідній потужності лазера призвела до появи технології оптичних перемикачів, а акустооптичні модулятори (модулятор AOM) базуються на принципі та застосуванні функції оптичного перемикача з використанням акустооптичних ефектів, зокрема дифракційної моди Брегга.