Användningsområdena för akustooptiska modulatorer (AOM-modulator)

Användningsområdena för akustooptiska modulatorer (AOM-modulator)

Princip för akustooptisk modulator:

An akustooptisk modulatorEn AOM-modulator (AOM-modulator) består vanligtvis av akustooptiska kristaller, transduktorer, absorptionsenheter och drivenheter. Den modulerade signalen som matas ut från drivenheten verkar på transduktorn i form av en elektrisk signal och omvandlas sedan till en ultraljudsvåg som varierar i form av en elektrisk signal. När ultraljudsvågen passerar genom det akustooptiska mediet orsakar den lokal kompression och förlängning av mediet, vilket genererar elastisk töjning. Denna töjning förändras periodiskt med tid och rum, vilket gör att mediet uppvisar ett alternerande densitetsfenomen, liknande ett fasgitter. När ljus passerar genom detta medium stört av ultraljudsvågor uppstår ett diffraktionsfenomen. Detta fenomen kallas akustooptisk effekt. Under påverkan av ljud och ljus moduleras den optiska bärvågen och blir en modulerad våg som "bär" information.

De viktigaste tillämpningarna av akustooptiska modulatorer:

Ljud- och ljus-Q-brytare (AOQS)

Den akutooptiska Q-omkopplaren (AOQS) arbetar inuti laserkaviteten och justeras aktivt

Q-värdet i kaviteten används för att generera pulserade lasrar med korta pulser och hög toppeffekt. AOQS används vanligtvis för att modulera förlusten i 0:e ordningens stråle. När radiofrekvensdrivaren i AOQS slås på, förhindrar 0:e ordningens ljus, på grund av diffraktion, att lasern i kaviteten oscillerar, vilket ökar kavitetens förlust och blockerar laserutgången. När radiofrekvensdrivaren stängs av kortvarigt, avges den ackumulerade optiska effekten i laserkaviteten i form av pulser, varigenom en pulserad laser genereras. Denna process kan upprepas med en hastighet som överstiger 100 kHz. När AOQS arbetar i Bragg-tillståndet finns det bara en enda diffraktionsstråle.

Det finns flera diffraktionsstrålar när man arbetar i Raman-Niss-tillståndet.

2. Akustooptisk modulator/brytare (AOM-modulator)

Akustooptiska modulatorer (AOM) används vanligtvis utanför laserkaviteten för att ändra intensiteten hos den infallande lasern (amplitudmodulering AM). Detta kan vara en enkel PÅ/AV-modulering för snabb omkoppling eller variabel nivåmodulering för att uppnå intensitetsmodulering. Moduleringsläget bestäms av typen av RF-drivare och kan vara digital (på/av) eller analog (sinus, fyrkantsvåg, linjär, slumpmässig...). Generellt sett använder RF-drivaren hos AOM en fast frekvens. Nyckelparametern förAOM-modulatorär stig-/falltiden, vilket definierar den uppnåeliga "hastighets"- eller amplitudmoduleringsbandbredden för moduleringen. Stig-/falltiden är proportionell mot stråldiametern inuti modulatorn. För att erhålla en snabb uppstigningstid måste därför diametern på den infallande laserstrålen kontrolleras. AOM kan användas som en slutare (som slås på och av vid en inställd frekvens) och även som en variabel dämpare (som dynamiskt styr intensiteten hos det överförda ljuset). Lasermodulering uppnås genom att styra radiofrekvensen för att orsaka ljudvågor i den akustooptiska kristallen.

3. Akustooptisk deflektor (AODF)

Den akutooptiska deflektorn (AODF) kan uppnå exciterad strålskanning genom att ändra radiofrekvensens drivfrekvens. Skanningspositionen kan vara slumpmässig position, kontinuerlig linjeskanning och sekventiell punktavböjning. Baserat på kristall, våglängd och strålstorlek kan en svarstid på 0,05 till 15 mikrosekunder och exakt positionskontroll av nRad uppnås.

4. Akustooptisk frekvensförskjutare (AOFS)

Efter att ha passerat genom alla akustooptiska enheter kommer laserstrålens diffraktionsutgångsstråle att producera en frekvensförskjutning. Den akustooptiska frekvensförskjutaren (AOFS) är en kompakt enhet som är specifikt utformad för att uppnå frekvensförskjutning. Beroende på de valda olika infallsvinklarna kommer AOFS att förskjuta frekvensen upp eller ner med frekvensen för den applicerade radiofrekvenssignalen, och två eller flera enheter kan kopplas ihop för att uppnå summa- eller differensfrekvenskombinationer. AOFS-produkter använder specialdesignade akustiska absorberingsvinklar, vilket kan minimera ljudreflektion och förbättra effektiviteten hos AOFS.

5. Akustooptiskt justerbart filter (AOTF)

Det akustooptiska avstämbara filtret (AOTF) är ett fast tillståndsfilter med elektronisk adressering och slumpmässig åtkomst till optiskt passband. Det kan användas för att snabbt och dynamiskt välja specifika våglängder från bredbands- eller flerlinjekällor. Diffraktion uppstår när specifika matchningsvillkor uppfylls mellan akustiska strålar. Därför blir det möjligt att elektroniskt styra filterparametrar (såsom våglängd, modulationsdjup och till och med bandbredd), vilket ger snabb (vanligtvis mikrosekunder), dynamisk och slumpmässig åtkomst till optisk filtrering.