De toepassingsgebieden van akoestisch-optische modulatoren (AOM-modulatoren)
Principe van de akoestisch-optische modulator:
An akoestisch-optische modulatorEen akoestisch-optische modulator (AOM-modulator) bestaat doorgaans uit akoestisch-optische kristallen, transducers, absorptie-elementen en drivers. Het gemoduleerde signaal van de driver werkt in op de transducer in de vorm van een elektrisch signaal, dat vervolgens wordt omgezet in een ultrasone golf die varieert in de vorm van een elektrisch signaal. Wanneer de ultrasone golf door het akoestisch-optische medium gaat, veroorzaakt dit lokale compressie en rek van het medium, waardoor elastische spanning ontstaat. Deze spanning verandert periodiek in tijd en ruimte, waardoor het medium een wisselend dichtheidsfenomeen vertoont, vergelijkbaar met een fase-rooster. Wanneer licht door dit medium gaat, dat verstoord wordt door ultrasone golven, treedt een diffractiefenomeen op. Dit fenomeen wordt het akoestisch-optische effect genoemd. Onder invloed van geluid en licht wordt de optische drager gemoduleerd en wordt het een gemoduleerde golf die informatie "draagt".
De belangrijkste toepassingen van akoestisch-optische modulatoren:
Geluid- en lichtschakelaar (AOQS)
De akoestisch-optische Q-switching schakelaar (AOQS) werkt binnen de laserholte en wordt actief afgesteld.
De Q-waarde in de holte wordt gebruikt om gepulste lasers te genereren met korte pulsen en een hoog piekvermogen. AOQS wordt meestal gebruikt om het verlies van de 0-orde bundel te moduleren. Wanneer de radiofrequentie-driver van AOQS wordt ingeschakeld, voorkomt het 0-orde licht, als gevolg van diffractie, dat de laser in de holte oscilleert, waardoor het holteverlies toeneemt en de laseroutput wordt geblokkeerd. Wanneer de radiofrequentie-driver kortstondig wordt uitgeschakeld, wordt het geaccumuleerde optische vermogen in de laserholte uitgezonden in de vorm van pulsen, waardoor een gepulste laser wordt gegenereerd. Dit proces kan worden herhaald met een frequentie van meer dan 100 kHz. Wanneer AOQS in de Bragg-toestand werkt, is er slechts één diffractiebundel.
Bij het werken in de Raman-Niss-toestand zijn er meerdere diffractiebundels.
2. Akoestisch-optische modulator/schakelaar (AOM-modulator)
Akoestisch-optische modulatoren (AOMAOM's worden over het algemeen buiten de laserholte gebruikt om de intensiteit van de invallende laser te veranderen (amplitudemodulatie AM). Dit kan een eenvoudige aan/uit-modulatie zijn voor snelle schakelingen of een variabele niveaumodulatie om intensiteitsmodulatie te bereiken. De modulatiemodus wordt bepaald door het type RF-driver en kan digitaal (aan/uit) of analoog (sinus, blokgolf, lineair, willekeurig, enz.) zijn. Over het algemeen gebruikt de RF-driver van een AOM een vaste frequentie. De belangrijkste parameter vanAOM-modulatorDe stijg-/daaltijd bepaalt de haalbare "snelheid" of amplitude-modulatiebandbreedte van de modulatie. De stijg-/daaltijd is evenredig met de straaldiameter in de modulator. Om een snelle stijgtijd te verkrijgen, moet de diameter van de invallende laserstraal daarom worden geregeld. Een akoestisch-optische modulator (AOM) kan worden gebruikt als sluiter (die met een ingestelde frequentie aan- en uitschakelt) en ook als variabele verzwakker (die de intensiteit van het doorgelaten licht dynamisch regelt). Lasermodulatie wordt bereikt door de radiofrequentie te regelen om geluidsgolven in het akoestisch-optische kristal op te wekken.
3. Akoestisch-optische deflector (AODF)
De acouto-optische deflector (AODF) kan een geëxciteerde bundelscanning realiseren door de radiofrequentie van de aandrijving te wijzigen. De scanpositie kan willekeurig zijn, continu in een lijn worden gescand of sequentieel op een punt worden gericht. Afhankelijk van het kristal, de golflengte en de bundelgrootte kan een responstijd van 0,05 tot 15 microseconden en een nauwkeurige positiecontrole van nRad worden bereikt.
4. Akoestisch-optische frequentieverschuiver (AOFS)
Nadat de laserstraal alle akoestisch-optische apparaten is gepasseerd, zal de diffractiebundel een frequentieverschuiving veroorzaken. De akoestisch-optische frequentieverschuiver (AOFS) is een compact apparaat dat specifiek is ontworpen om frequentieverschuiving te realiseren. Afhankelijk van de gekozen invalshoek verschuift de AOFS de frequentie omhoog of omlaag met de frequentie van het aangelegde radiofrequentiesignaal. Twee of meer apparaten kunnen in cascade worden geschakeld om combinaties van som- of verschilfrequenties te verkrijgen. AOFS-producten maken gebruik van speciaal ontworpen akoestische absorptiehoeken, die geluidsreflectie minimaliseren en de efficiëntie van de AOFS verhogen.
5. Akoestisch-optisch instelbaar filter (AOTF)
Het akoestisch-optisch afstembaar filter (AOTF) is een halfgeleider, elektronisch aangestuurd en willekeurig toegankelijk optisch banddoorlaatfilter. Het kan worden gebruikt om snel en dynamisch specifieke golflengten te selecteren uit breedband- of meerlijnige bronnen. Diffractie treedt op wanneer aan specifieke aanpassingsvoorwaarden tussen akoestische bundels wordt voldaan. Hierdoor wordt het mogelijk om filterparameters (zoals golflengte, modulatiediepte en zelfs bandbreedte) elektronisch te regelen, wat zorgt voor snelle (meestal microseconden), dynamische en willekeurige toegang tot optische filtering.
Geplaatst op: 26 mei 2025