Ako používať akusticko-optický modulátor ako optický prepínač

Ako používať akusticko-optický modulátor (AOM modulátor) ako optický prepínač
1. Pozadie a kontext technologického rozvoja
1.1 Pôvod laseru: V roku 1960 Theodore Meiman vynašiel prvý praktický rubínový laser, čím znamenal zrod laserovej technológie.
1.2 Vývoj laserov: Následne sa objavili rôzne typy laserov, ako napríklad plynové lasery (ako napríklad héliovo-neónové lasery), polovodičové lasery a lasery v pevnej fáze (ako napríklad YAG lasery), ktoré postupne rozširovali rozsah ich použitia do vojenskej, priemyselnej a lekárskej oblasti.
1.3 Úvod k základným požiadavkám: Laser potrebuje stabilný výstupný výkon a v mnohých aplikáciách nemôže laser nepretržite ožarovať cieľ. Aby sa predišlo opakovanému zapínaniu/vypínaniu samotného lasera, zavádza sa externý optický spínač na presné ovládanie zapnutia/vypnutia lasera.

2. Princíp činnosti akusticko-optického modulátora (AOM modulátor)
AOM je optické zariadenie, ktoré využíva akusticko-optický jav, pri ktorom sa zvukové vlny šíria médiom a vytvárajú periodické zmeny indexu lomu, čím modulujú charakteristiky svetelných vĺn prechádzajúcich médiom, ako je intenzita, frekvencia a smer. V súčasnosti sa pozornosť zameriava na dva difrakčné režimy:
1.1 Braggova difrakcia: Najbežnejšia je, že svetelné a zvukové vlny tvoria špecifický uhol a difrakčná energia je sústredená prevažne v svetle prvého rádu, podobne ako stereo mriežka. Tento režim sa používa hlavne v aplikáciách optických prepínačov.
1.2 Ramanova difrakcia: Smer šírenia svetelných a zvukových vĺn je kolmý a difrakované svetlo vykazuje viacúrovňové symetrické rozloženie, podobné planárnej mriežke.
3. Pracovný režim modulátora AOM ako optického prepínača
3.1 AOM nenačítava signál (nefunguje): Laser priamo prechádza (svetlo s nulovou úrovňou) a je absorbovaný odrazovým zrkadlom v optickej dráhe bez efektívneho výstupu.
3.2 Signál zaťaženia AOM (pracovný): generuje sa difrakcia a svetlo prvého rádu sa emituje pod určitým uhlom a vstupuje do nasledujúcej optickej dráhy na použitie.
Riadením, či modulátor AOM načítava signály, je možné dosiahnuť rýchle prepínanie a moduláciu laseru, čím sa splnia aplikačné scenáre, ktoré vyžadujú riadenie času ožiarenia laserom.
Okrem použitia ako optický prepínač môže AOM využiť aj svoje dve úrovne svetla na generovanie interferencie a vytváranie optických signálov pulzu, ktoré možno použiť v meraní a iných oblastiach. Praktický dopyt po stabilnom laserovom výstupnom výkone viedol k technológii optických prepínačov a akusticko-optické modulátory (modulátor AOM) sú založené na princípe a aplikácii funkcie optického prepínača s využitím akusticko-optických efektov, najmä Braggovej difrakčnej funkcie.