Akusto-optisen modulaattorin toimintaperiaate

1. Toimintaperiaateakustis-optinen modulaattori
Akusto-optisen modulaattorin ydin (AOM-modulaattori)on akusto-optinen ilmiö. Sen perusrakenne sisältää akusto-optiset kiteet, muuntimet, absorptiolaitteet ja ajurit. Muunnin muuntaa ajurin lähettämän sähköisen signaalin ultraääniaalloksi. Kun ultraääniaallot etenevät akustis-optisessa väliaineessa, ne aiheuttavat jaksollisia muutoksia väliaineen tiheydessä muodostaen vaihehilan kaltaisen rakenteen. Kun valo kulkee tämän väliaineen läpi, tapahtuu diffraktiota, joka saavuttaa optisen kantoaallon modulaation. Diffraktiomoodityyppejä on pääasiassa kahdenlaisia: Raman-Ness-diffraktio ja Bragg-diffraktio. Yleisesti käytetty AOM-modulaattori toimii yleensä Bragg-diffraktiomoodissa, jossa tuleva valo tulee tietyssä Bragg-kulmassa ja lähtövalo sisältää taipumatonta nollan asteen valoa ja ensimmäisen asteen diffraktiovaloa, jolla on taipumakulma.
2. Akusto-optisen modulaattorin tärkeimmät tekniset parametrit
2.1 Diffraktiotehokkuus ja modulaatiohäviö: mittaa laitteen kykyä muuntaa tulevaa valoa ensimmäisen kertaluvun diffraktioiduksi valoksi ja siihen liittyvää optista häviötä.
2.2 Braggin kulma: Spesifinen tulokulma, joka saavuttaa parhaan diffraktiotehokkuuden. Se liittyy laserin aallonpituuteen, radiotaajuuteen ja äänen nopeuteen kiteen sisällä.
2.3 Optimaalinen RF-teho: eli saturaatioteho, RF-ajoteho, joka tarvitaan maksimaalisen diffraktiotehokkuuden saavuttamiseksi. Tarkka laskentakaava on esitetty artikkelissa.
2.4 Divergenssikulman sovitus: Optimaalisen suorituskyvyn varmistamiseksi tulevan laserin divergenssikulman on vastattava akustis-optisen väliaineen ominaisuuksia.
2.5 Modulaationopeus: yleensä valon nousuaika, joka riippuu ääniaaltojen kulkuajasta säteen läpi ja liittyy säteen halkaisijaan ja äänen nopeuteen.
3. Akusto-optisten modulaattoreiden tärkeimmät sovellukset
Viisi tärkeintä sovellustaakustis-optinen teknologiaovat:
3.1 Akustooptinen Q-kytkin: laserontelon sisään sijoitettuna se tuottaa korkean huipputehon pulssilaseria moduloimalla ontelon häviöitä nopeasti.
3.2 Akusto-optinen modulaattori/kytkin: käytetään laserin intensiteetin modulointiin tai laserin nopeaan päälle-pois-ohjaukseen laserontelon ulkopuolella, ja sitä voidaan käyttää sulkimena tai säädettävänä vaimentimena.
3.3 Akustinen optinen deflektori: Muuttamalla radiotaajuutta lasersäteen ohjaamiseksi saavutetaan nopea sädeskannaus, joka soveltuu satunnaiseen tai jatkuvaan skannaukseen.
3.4 Acousto-optinen taajuussiirrin: suunniteltu erityisesti siirtämään laserin taajuutta ylös tai alas, ja sitä voidaan käyttää monimutkaisempien taajuussiirtoyhdistelmien aikaansaamiseksi.
3.5 Akustooptinen säädettävä suodatin: Puolijohdeinen elektroninen säädettävä optinen suodatin, joka voi nopeasti ja dynaamisesti valita tiettyjä aallonpituuksia laajasta spektristävalonlähde.