Галузі застосування акустооптичних модуляторів (AOM-модуляторів)
Принцип акустооптичного модулятора:
An акустооптичний модулятор(AOM-модулятор) зазвичай складається з акустооптичних кристалів, перетворювачів, поглинаючих пристроїв та драйверів. Модульований сигнал, що виходить з драйвера, діє на перетворювач у формі електричного сигналу, а потім перетворюється на ультразвукову хвилю, яка змінює форму електричного сигналу. Коли ультразвукова хвиля проходить через акустооптичне середовище, вона викликає локальне стиснення та подовження середовища, генеруючи пружну деформацію. Ця деформація періодично змінюється з часом і простором, змушуючи середовище демонструвати явище змінної щільності, подібне до фазової решітки. Коли світло проходить через це середовище, збурене ультразвуковими хвилями, виникає явище дифракції. Це явище називається акустооптичним ефектом. Під впливом звуку та світла оптичний носій модулюється та стає модульованою хвилею, яка «несе» інформацію.
Основні застосування акустооптичних модуляторів:
Звуковий та світловий Q-перемикач (AOQS)
Акутооптичний перемикач добротності (AOQS) працює всередині лазерного резонатора та активно регулюється
Значення Q у резонаторі використовується для генерації імпульсних лазерів з короткими імпульсами та високою піковою потужністю. AOQS зазвичай використовується для модуляції втрат променя 0-го порядку. Коли радіочастотний драйвер AOQS увімкнено, світло 0-го порядку, через дифракцію, запобігає коливанням лазера в резонаторі, збільшуючи втрати в резонаторі та блокуючи лазерний вихід. Коли радіочастотний драйвер короткочасно вимикається, накопичена оптична потужність у лазерному резонаторі випромінюється у вигляді імпульсів, тим самим генеруючи імпульсний лазер. Цей процес може повторюватися зі швидкістю понад 100 кГц. Коли AOQS працює в брекгівському стані, є лише один дифракційний промінь.
Під час роботи в стані Рамана-Нісса існує кілька дифракційних променів.
2. Акустооптичний модулятор/перемикач (AOM-модулятор)
Акустооптичні модулятори (АОМ) зазвичай використовуються поза лазерним резонатором для зміни інтенсивності падаючого лазера (амплітудна модуляція AM). Це може бути проста модуляція вмикання/вимикання для швидкого перемикання або модуляція змінного рівня для досягнення модуляції інтенсивності. Режим модуляції визначається типом радіочастотного драйвера і може бути цифровим (вмикання/вимикання) або аналоговим (синусоїдальний, прямокутний, лінійний, випадковий…). Загалом кажучи, радіочастотний драйвер AOM використовує фіксовану частоту. Ключовий параметрМодулятор AOM– це час наростання/спадання, який визначає досяжну «швидкість» або смугу пропускання амплітудної модуляції. Час наростання/спадання пропорційний діаметру променя в модуляторі. Тому, щоб отримати швидкий час наростання, необхідно контролювати діаметр падаючого лазерного променя. АОМ може використовуватися як затвор (циклічно вмикається та вимикається на заданій частоті), а також як змінний атенюатор (динамічно керуючи інтенсивністю пропущеного світла). Лазерна модуляція досягається шляхом керування радіочастотою для виникнення звукових хвиль в акустооптичному кристалі.
3. Акустооптичний дефлектор (АОДФ)
Акутооптичний дефлектор (AODF) може досягати сканування збудженого променя шляхом зміни частоти радіочастотного генератора. Положення сканування може бути випадковим, безперервним лінійним скануванням та послідовним точковим відхиленням. Залежно від кристала, довжини хвилі та розміру променя, можна досягти часу відгуку від 0,05 до 15 мікросекунд та точного контролю положення nRad.
4. Акустооптичний перетворювач частоти (AOFS)
Після проходження через усі акустооптичні пристрої, дифракційний вихідний промінь лазерного променя вироблятиме зсув частоти. Акустооптичний зсув частоти (AOFS) – це компактний пристрій, спеціально розроблений для досягнення зсуву частоти. Залежно від вибраних різних кутів падіння, AOFS зсуватиме частоту вгору або вниз на частоту подається радіочастотного сигналу, і два або більше пристроїв можуть бути каскадно об'єднані для досягнення сумарних або різницевих комбінацій частот. Продукти AOFS використовують спеціально розроблені кути акустичних поглиначів, які можуть мінімізувати відбиття звуку та підвищити ефективність AOFS.
5. Акустооптичний регульований фільтр (AOTF)
Акустооптичний настроюваний фільтр (AOTF) – це твердотільний оптичний фільтр з електронною адресацією та випадковим доступом до смуги пропускання. Його можна використовувати для швидкого та динамічного вибору певних довжин хвиль із широкосмугових або багатолінійних джерел. Дифракція виникає, коли між акустичними променями виконуються певні умови узгодження. Таким чином, стає можливим електронно керувати параметрами фільтра (такими як довжина хвилі, глибина модуляції та навіть смуга пропускання), тим самим забезпечуючи швидкий (зазвичай мікросекунди), динамічний та випадковий доступ до оптичної фільтрації.
Час публікації: 26 травня 2025 р.