Oblasti použitia akusticko-optických modulátorov (AOM modulátor)

Oblasti použitia akusticko-optických modulátorov (AOM modulátor)

Princíp akusticko-optického modulátora:

An akusticko-optický modulátor(AOM modulátor) sa typicky skladá z akusticko-optických kryštálov, meničov, absorpčných zariadení a budičov. Modulovaný signál vychádzajúci z budiča pôsobí na menič vo forme elektrického signálu a potom sa premieňa na ultrazvukovú vlnu, ktorá sa mení vo forme elektrického signálu. Keď ultrazvuková vlna prechádza akusticko-optickým médiom, spôsobuje lokálne stlačenie a predĺženie média, čím vytvára elastické napätie. Toto napätie sa periodicky mení v čase a priestore, čo spôsobuje, že médium vykazuje jav striedavej hustoty, podobný fázovej mriežke. Keď svetlo prechádza týmto médiom narušené ultrazvukovými vlnami, dochádza k difrakčnému javu. Tento jav sa nazýva akusticko-optický efekt. Pod vplyvom zvuku a svetla sa optický nosič moduluje a stáva sa modulovanou vlnou, ktorá „nesie“ informácie.

Hlavné aplikácie akusticko-optických modulátorov:

Zvukový a svetelný Q prepínač (AOQS)

Akutooptický Q-prepínací spínač (AOQS) pracuje v laserovej dutine a je aktívne nastavovaný

Hodnota Q v dutine sa používa na generovanie pulzných laserov s krátkymi impulzmi a vysokým špičkovým výkonom. AOQS sa zvyčajne používa na moduláciu straty lúča rádu 0. Keď je zapnutý rádiofrekvenčný budič AOQS, svetlo rádu 0 v dôsledku difrakcie zabraňuje oscilácii laseru v dutine, čím sa zvyšuje strata v dutine a blokuje laserový výstup. Keď sa rádiofrekvenčný budič krátko vypne, nahromadený optický výkon v laserovej dutine sa emituje vo forme impulzov, čím sa generuje pulzný laser. Tento proces sa môže opakovať rýchlosťou presahujúcou 100 kHz. Keď AOQS pracuje v Braggovom stave, existuje iba jeden difrakčný lúč. v

Pri práci v Raman-Nissovom stave existuje viacero difrakčných lúčov.

2. Akustooptický modulátor/prepínač (AOM modulátor)

Akustooptické modulátory (AOM) sa vo všeobecnosti používajú mimo laserovej dutiny na zmenu intenzity dopadajúceho laseru (amplitúdová modulácia AM). Môže ísť o jednoduchú moduláciu ON/OFF pre rýchle prepínanie alebo moduláciu s premenlivou úrovňou na dosiahnutie modulácie intenzity. Modulačný režim je určený typom RF budiča a môže byť digitálny (on/off) alebo analógový (sínusový, obdĺžnikový, lineárny, náhodný…). Vo všeobecnosti RF budič AOM používa pevnú frekvenciu. Kľúčovým parametromModulátor AOMje čas nábehu/poklesu, ktorý definuje dosiahnuteľnú „rýchlosť“ alebo šírku pásma amplitúdovej modulácie. Čas nábehu/poklesu je úmerný priemeru lúča v modulátore. Preto, aby sa dosiahol rýchly čas nábehu, musí sa riadiť priemer dopadajúceho laserového lúča. AOM sa môže použiť ako uzávierka (cyklicky sa zapína a vypína pri nastavenej frekvencii) a tiež ako variabilný atenuátor (dynamicky riadiaci intenzitu prechádzajúceho svetla). Laserová modulácia sa dosahuje riadením rádiovej frekvencie, ktorá spôsobuje zvukové vlny v akusticko-optickom kryštáli.

3. Akustooptický deflektor (AODF)

Akutooptický deflektor (AODF) dokáže dosiahnuť skenovanie excitovaného lúča zmenou frekvencie rádiofrekvenčného budiča. Poloha skenovania môže byť náhodná, kontinuálne riadkové skenovanie a sekvenčné bodové vychýlenie. Na základe kryštálu, vlnovej dĺžky a veľkosti lúča je možné dosiahnuť čas odozvy 0,05 až 15 mikrosekúnd a presné riadenie polohy nRad.

4. Akustooptický frekvenčný menič (AOFS)

Po prechode všetkými akusticko-optickými zariadeniami vytvorí difrakčný výstupný lúč laserového lúča frekvenčný posun. Akusticko-optický frekvenčný posunovač (AOFS) je kompaktné zariadenie špeciálne navrhnuté na dosiahnutie frekvenčného posunu. V závislosti od zvolených rôznych uhlov dopadu AOFS posúva frekvenciu nahor alebo nadol o frekvenciu aplikovaného rádiofrekvenčného signálu a dve alebo viac zariadení je možné prepojiť, aby sa dosiahli súčtové alebo rozdielové frekvenčné kombinácie. Produkty AOFS používajú špeciálne navrhnuté uhly akustických absorbérov, ktoré môžu minimalizovať odraz zvuku a zvýšiť účinnosť AOFS.

5. Akustooptický nastaviteľný filter (AOTF)

Akustooptický laditeľný filter (AOTF) je polovodičový, elektronicky adresovaný a náhodne prístupný optický filter s priepustným pásmom. Môže sa použiť na rýchly a dynamický výber špecifických vlnových dĺžok zo širokopásmových alebo viacriadkových zdrojov. Difrakcia nastáva, keď sú splnené špecifické podmienky zhody medzi akustickými lúčmi. Preto je možné elektronicky riadiť parametre filtra (ako je vlnová dĺžka, hĺbka modulácie a dokonca aj šírka pásma), čím sa zabezpečí rýchly (zvyčajne mikrosekundový), dynamický a náhodný prístup k optickému filtrovaniu.