Jak použít akusticko-optický modulátor jako optický přepínač

Jak používat akusticko-optický modulátor (AOM modulátor) jako optický přepínač
1. Souvislosti a kontext technologického rozvoje
1.1 Původ laseru: V roce 1960 vynalezl Theodore Meiman první praktický rubínový laser, čímž zahájil vývoj laserové technologie.
1.2 Vývoj laserů: Následně se objevily různé typy laserů, jako například plynové lasery (například heliové a neonové lasery), polovodičové lasery a lasery v pevné fázi (například YAG lasery), které postupně rozšiřovaly rozsah jejich použití do vojenské, průmyslové a lékařské oblasti.
1.3 Úvod k základním požadavkům: Laser potřebuje stabilní výstupní výkon a v mnoha aplikacích nemůže laser nepřetržitě ozařovat cíl. Aby se zabránilo opakovanému zapínání a vypínání samotného laseru, je použit externí optický spínač pro přesné ovládání zapínání/vypínání laseru.

2. Princip činnosti akusticko-optického modulátoru (AOM modulátoru)
AOM je optické zařízení, které využívá akustooptický jev, kdy se zvukové vlny šíří médiem a vytvářejí periodické změny indexu lomu, čímž modulují vlastnosti světelných vln procházejících médiem, jako je intenzita, frekvence a směr. V současné době se pozornost zaměřuje na dva difrakční režimy:
1.1 Braggova difrakce: Nejběžnější je, že světelné a zvukové vlny svírají specifický úhel a difrakční energie je soustředěna převážně ve světle prvního řádu, podobně jako u stereo mřížky. Tento režim se používá hlavně pro aplikace optických přepínačů.
1.2 Ramanova difrakce: Směr šíření světelných a zvukových vln je kolmý a difraktované světlo vykazuje víceúrovňové symetrické rozložení, podobné rovinné mřížce.
3. Pracovní režim AOM modulátoru jako optického přepínače
3.1 AOM nenačítá signál (nefunguje): Laser přímo prochází (světlo s nulovou úrovní) a je absorbován odrazovým zrcadlem v optické dráze, bez efektivního výstupu.
3.2 Signál zátěže AOM (pracovní): generuje se difrakce a světlo prvního řádu je emitováno pod určitým úhlem a vstupuje do následné optické dráhy pro použití.
Řízením, zda modulátor AOM načítá signály, lze dosáhnout rychlého přepínání a modulace laseru, což splňuje aplikační scénáře vyžadující řízení doby ozařování laserem.
Kromě použití jako optický přepínač může AOM také využít své dvě úrovně světla ke generování interference a vytváření optických signálů, které lze použít v měření a dalších oblastech. Praktická poptávka po stabilním laserovém výkonu vedla ke vzniku technologie optických přepínačů a akusticko-optické modulátory (modulátor AOM) jsou založeny na principu a aplikaci funkce optického přepínače s využitím akusticko-optických efektů, zejména Braggova difrakčního módu.