Princip činnosti akusticko-optického modulátoru

1. Princip fungováníakusticko-optický modulátor
Jádro akusticko-optického modulátoru (Modulátor AOM) je akusticko-optický jev. Jeho základní struktura zahrnuje akusticko-optické krystaly, měniče, absorpční zařízení a budiče. Elektrický signál vycházející z budiče je měničem převeden na ultrazvukové vlny. Když se ultrazvukové vlny šíří v akusticko-optickém prostředí, způsobují periodické změny hustoty média a vytvářejí strukturu podobnou fázové mřížce. Když světlo prochází tímto médiem, dochází k difrakci, čímž se dosahuje modulace optické nosné vlny. Existují hlavně dva typy difrakčních režimů: Raman-Nessova difrakce a Braggova difrakce. Běžně používaný AOM modulátor obvykle pracuje v Braggově difrakčním režimu, kde dopadající světlo dopadá pod specifickým Braggovým úhlem a výstupní světlo obsahuje neodchylované světlo nultého řádu a světlo prvního řádu s úhlem vychýlení.
2. Hlavní technické parametry akusticko-optického modulátoru
2.1 Difrakční účinnost a modulační ztráta: měří schopnost zařízení přeměnit dopadající světlo na difrakční světlo prvního řádu a související optické ztráty.
2.2 Braggův úhel: Specifický úhel dopadu, při kterém se dosahuje nejlepší difrakční účinnosti a který souvisí s vlnovou délkou laseru, rádiovou frekvencí a rychlostí zvuku uvnitř krystalu.
2.3 Optimální VF výkon: tj. saturační výkon, VF budicí výkon potřebný k dosažení maximální difrakční účinnosti. Konkrétní výpočetní vzorec je uveden v článku.
2.4 Adaptace úhlu divergence: Pro zajištění optimálního výkonu musí úhel divergence dopadajícího laseru odpovídat charakteristikám akusticko-optického média.
2.5 Modulační rychlost: obvykle vyjádřená dobou náběhu světla, závislou na době přenosu zvukových vln paprskem a vztaženou k průměru paprsku a rychlosti zvuku.
3. Hlavní aplikace akusticko-optických modulátorů
Pět hlavních aplikacíakusticko-optická technologiejsou:
3.1 Akustooptický Q-spínač: umístěný uvnitř laserové dutiny generuje pulzní laser s vysokým špičkovým výkonem rychlou modulací ztrát v dutině.
3.2 Akustooptický modulátor/spínač: používá se pro modulaci intenzity nebo rychlé zapínání a vypínání laseru vně laserové dutiny a lze jej použít jako závěrku nebo variabilní atenuátor.
3.3 Akustický optický deflektor: Změnou rádiové frekvence pro odchylování laserového paprsku se dosahuje rychlého skenování paprsku, vhodného pro náhodný přístup nebo kontinuální skenování.
3.4 Akustooptický frekvenční posunovač: speciálně navržený pro zvyšování nebo snižování laserové frekvence a lze jej kaskádovitě zapojit pro dosažení složitějších kombinací frekvenčních posunů.
3.5 Akustooptický nastavitelný filtr: Elektronický nastavitelný optický filtr v pevné fázi, který dokáže rychle a dynamicky vybírat specifické vlnové délky ze širokého spektrazdroj světla.