Akusto-optisten modulaattoreiden (AOM-modulaattori) sovellusalueet

Akusto-optisten modulaattoreiden (AOM-modulaattori) sovellusalueet

Akusto-optisen modulaattorin periaate:

An akustis-optinen modulaattori(AOM-modulaattori) koostuu tyypillisesti akusto-optisista kiteistä, muuntimista, absorptiolaitteista ja ajureista. Ohjaimesta tuleva moduloitu signaali vaikuttaa muuntimeen sähköisenä signaalina ja muunnetaan sitten ultraääniaalloksi, joka vaihtelee sähköisen signaalin muodossa. Kun ultraääniaalto kulkee akustis-optisen väliaineen läpi, se aiheuttaa väliaineen paikallista puristusta ja venymistä, mikä aiheuttaa elastista venymää. Tämä venymä muuttuu säännöllisesti ajan ja tilan mukaan, jolloin väliaineessa ilmenee vaihtelevan tiheyden ilmiö, joka muistuttaa vaihehilaa. Kun valo kulkee tämän väliaineen läpi ultraääniaallot häiritsevät sitä, tapahtuu diffraktioilmiö. Tätä ilmiötä kutsutaan akustis-optiseksi ilmiöksi. Äänen ja valon vaikutuksesta optinen kantaja moduloituu ja siitä tulee moduloitu aalto, joka "kuljettaa" informaatiota.

Akusto-optisten modulaattoreiden tärkeimmät käyttökohteet:

Ääni- ja valo-Q-kytkin (AOQS)

Akuoptinen Q-kytkentäkytkin (AOQS) toimii laserontelossa ja sitä säädetään aktiivisesti.

Ontelossa olevaa Q-arvoa käytetään pulssitettujen lasereiden tuottamiseen lyhyillä pulsseilla ja suurella huipputeholla. AOQS:ää käytetään yleensä 0-kertaluvun säteen häviön modulointiin. Kun AOQS:n radiotaajuusohjain kytketään päälle, 0-kertaluvun valo estää diffraktion vuoksi ontelossa olevaa laseria värähtelemästä, mikä lisää ontelon häviötä ja estää laserin lähdön. Kun radiotaajuusohjain kytketään hetkeksi pois päältä, laseronteloon kertynyt optinen teho emittoituu pulsseina, jolloin syntyy pulssitettu laser. Tätä prosessia voidaan toistaa yli 100 kHz:n nopeudella. Kun AOQS toimii Braggin tilassa, diffraktiosäde on vain yksi.

Raman-Niss-tilassa työskenneltäessä on useita diffraktiosäteitä.

2. Akusto-optinen modulaattori/kytkin (AOM-modulaattori)

Akusto-optiset modulaattorit (AOM) käytetään yleensä laserontelon ulkopuolella tulevan laserin intensiteetin muuttamiseen (amplitudimodulaatio AM). Tämä voi olla yksinkertainen ON/OFF-modulaatio nopeaa kytkentää varten tai muuttuvatasoinen modulaatio intensiteettimodulaation saavuttamiseksi. Modulaatiotila määräytyy RF-ajurin tyypin mukaan, ja se voi olla digitaalinen (on/off) tai analoginen (sini-, kanttiaalto-, lineaarinen, satunnainen…). Yleisesti ottaen AOM:n RF-ajuri käyttää kiinteää taajuutta. Keskeinen parametriAOM-modulaattorion nousu-/laskuaika, joka määrittelee saavutettavan modulaation "nopeuden" eli amplitudimodulaation kaistanleveyden. Nousu-/laskuaika on verrannollinen modulaattorin sisällä olevan säteen halkaisijaan. Siksi nopean nousuajan saavuttamiseksi tulevan lasersäteen halkaisijaa on ohjattava. AOM:ia voidaan käyttää sulkimena (syklisesti päälle ja pois asetetulla taajuudella) ja myös muuttuvana vaimentimena (dynaamisesti ohjaamalla läpäisevän valon voimakkuutta). Lasermodulaatio saavutetaan ohjaamalla radiotaajuutta ääniaaltojen aikaansaamiseksi akustis-optisessa kiteessä.

3. Akusto-optinen deflektori (AODF)

Akuooptinen deflektori (AODF) voi saavuttaa viritettyä sädettä skannaamalla radiotaajuusohjaustaajuutta. Skannausasento voi olla satunnainen, jatkuva viivaskannaus tai peräkkäinen pistepoikkeutus. Kiteen, aallonpituuden ja säteen koon perusteella voidaan saavuttaa 0,05–15 mikrosekunnin vasteaika ja nRad:n tarkka sijainnin säätö.

4. Akusto-optinen taajuussiirrin (AOFS)

Kuljettuaan kaikkien akustis-optisten laitteiden läpi lasersäteen diffraktiolähtösäde tuottaa taajuusmuutoksen. Akusto-optinen taajuussiirrin (AOFS) on kompakti laite, joka on erityisesti suunniteltu taajuusmuutoksen saavuttamiseksi. Valituista eri tulokulmista riippuen AOFS siirtää taajuutta ylös- tai alaspäin käytetyn radiotaajuussignaalin taajuuden verran, ja kaksi tai useampia laitteita voidaan yhdistää summa- tai erotustaajuusyhdistelmien aikaansaamiseksi. AOFS-tuotteet käyttävät erityisesti suunniteltuja akustisia absorbointikulmia, jotka voivat minimoida äänen heijastumisen ja parantaa AOFS:n tehokkuutta.

5. Akusto-optinen säädettävä suodin (AOTF)

Akusto-optinen viritettävä suodin (AOTF) on puolijohde-, elektronisesti ohjattu ja satunnaisesti käytettävä optinen kaistanpäästösuodin. Sitä voidaan käyttää tiettyjen aallonpituuksien nopeaan ja dynaamiseen valintaan laajakaistaisista tai moniviivaisista lähteistä. Diffraktio tapahtuu, kun akustisten säteiden välillä täyttyvät tietyt sovitusehdot. Näin ollen suodatinparametreja (kuten aallonpituutta, modulaatiosyvyyttä ja jopa kaistanleveyttä) voidaan ohjata elektronisesti, mikä tarjoaa nopean (yleensä mikrosekuntien), dynaamisen ja satunnaisen pääsyn optiseen suodatukseen.