Oblasti použití akusticko-optických modulátorů (AOM modulátor)

Oblasti použití akusticko-optických modulátorů (AOM modulátor)

Princip akusticko-optického modulátoru:

An akusticko-optický modulátor(AOM modulátor) se obvykle skládá z akusticko-optických krystalů, měničů, absorpčních zařízení a budičů. Modulovaný signál vycházející z budiče působí na měnič ve formě elektrického signálu a poté je přeměněn na ultrazvukovou vlnu, která se mění ve formě elektrického signálu. Když ultrazvuková vlna prochází akusticko-optickým médiem, způsobuje lokální kompresi a protažení média, což generuje elastické napětí. Toto napětí se periodicky mění v čase a prostoru, což způsobuje, že médium vykazuje jev střídavé hustoty, podobný fázové mřížce. Když světlo prochází tímto médiem a je narušeno ultrazvukovými vlnami, dochází k difrakčnímu jevu. Tento jev se nazývá akusticko-optický jev. Pod vlivem zvuku a světla je optický nosič modulován a stává se modulovanou vlnou, která „nese“ informaci.

Hlavní aplikace akusticko-optických modulátorů:

Zvukový a světelný Q přepínač (AOQS)

Akutooptický Q-spínač (AOQS) pracuje uvnitř laserové dutiny a je aktivně nastavován

Hodnota Q v dutině se používá ke generování pulzních laserů s krátkými pulzy a vysokým špičkovým výkonem. AOQS se obvykle používá k modulaci ztrát paprsku řádu 0. Když je zapnutý radiofrekvenční budič AOQS, světlo řádu 0 v důsledku difrakce zabraňuje oscilaci laseru v dutině, čímž se zvyšuje ztráta v dutině a blokuje laserový výstup. Když je radiofrekvenční budič krátce vypnut, akumulovaný optický výkon v laserové dutině je emitován ve formě pulzů, čímž se generuje pulzní laser. Tento proces lze opakovat rychlostí přesahující 100 kHz. Když AOQS pracuje v Braggově stavu, existuje pouze jeden difrakční paprsek.

Při práci v Raman-Nissově stavu existuje více difrakčních paprsků.

2. Akustooptický modulátor/spínač (AOM modulátor)

Akustooptické modulátory (AOM) se obecně používají vně laserové dutiny ke změně intenzity dopadajícího laseru (amplitudová modulace AM). Může se jednat o jednoduchou modulaci ON/OFF pro rychlé přepínání nebo modulaci s proměnnou úrovní pro dosažení modulace intenzity. Modulační režim je určen typem RF budiče a může být digitální (on/off) nebo analogový (sinusový, obdélníkový, lineární, náhodný…). Obecně řečeno, RF budič AOM používá pevnou frekvenci. Klíčovým parametremModulátor AOMje doba náběhu/poklesu, která definuje dosažitelnou „rychlost“ neboli šířku pásma amplitudové modulace. Doba náběhu/poklesu je úměrná průměru paprsku v modulátoru. Proto, aby se dosáhlo rychlé doby náběhu, musí být průměr dopadajícího laserového paprsku řízen. AOM lze použít jako závěrku (cyklicky se zapíná a vypíná na nastavené frekvenci) a také jako variabilní atenuátor (dynamicky řídící intenzitu procházejícího světla). Laserové modulace se dosahuje řízením rádiové frekvence, která vyvolává zvukové vlny v akusticko-optickém krystalu.

3. Akustooptický deflektor (AODF)

Akutooptický deflektor (AODF) dokáže dosáhnout skenování excitovaného paprsku změnou frekvence rádiového budiče. Skenovací poloha může být náhodná, spojité řádkové skenování a sekvenční bodové vychýlení. Na základě krystalu, vlnové délky a velikosti paprsku lze dosáhnout doby odezvy 0,05 až 15 mikrosekund a přesného řízení polohy nRad.

4. Akustooptický frekvenční posuvník (AOFS)

Po průchodu všemi akusticko-optickými zařízeními vyvolá difrakční výstupní paprsek laserového paprsku frekvenční posun. Akusticko-optický frekvenční posunovač (AOFS) je kompaktní zařízení speciálně navržené pro dosažení frekvenčního posunu. V závislosti na zvolených různých úhlech dopadu AOFS posune frekvenci nahoru nebo dolů o frekvenci aplikovaného rádiofrekvenčního signálu a dvě nebo více zařízení lze kaskádovitě propojit pro dosažení součtových nebo rozdílových frekvenčních kombinací. Produkty AOFS používají speciálně navržené úhly akustických absorbérů, které mohou minimalizovat odraz zvuku a zvýšit účinnost AOFS.

5. Akustooptický nastavitelný filtr (AOTF)

Akustooptický laditelný filtr (AOTF) je polovodičový, elektronicky adresovaný a náhodně přístupný optický filtr s propustným pásmem. Lze jej použít k rychlému a dynamickému výběru specifických vlnových délek ze širokopásmových nebo vícevodičových zdrojů. K difrakci dochází, když jsou splněny specifické podmínky shody mezi akustickými paprsky. Proto je možné elektronicky řídit parametry filtru (jako je vlnová délka, hloubka modulace a dokonce i šířka pásma), čímž se zajistí rychlý (obvykle v řádu mikrosekund), dynamický a náhodný přístup k optické filtraci.