Kako uporabljati akustično-optični modulator kot optično stikalo

Kako uporabljati akustično-optični modulator (AOM modulator) kot optično stikalo
1. Ozadje in kontekst tehnološkega razvoja
1.1 Izvor laserja: Leta 1960 je Theodore Meiman izumil prvi praktični rubinski laser, kar je pomenilo rojstvo laserske tehnologije.
1.2 Razvoj laserjev: Kasneje so se pojavile različne vrste laserjev, kot so plinski laserji (kot so helijevi neonski laserji), polprevodniški laserji in trdno-snovi laserji (kot so YAG laserji), ki so postopoma širili svoj obseg uporabe na vojaško, industrijsko in medicinsko področje.
1.3 Uvod v ključne zahteve: Laser potrebuje stabilno izhodno moč in v mnogih aplikacijah laser ne more neprekinjeno obsevati tarče. Da bi se izognili ponavljajočemu se vklapljanju/izklapljanju laserja, je uvedeno zunanje optično stikalo za natančen nadzor vklapljanja/izklapljanja laserja.

2. Načelo delovanja akustično-optičnega modulatorja (AOM modulator)
AOM je optična naprava, ki izkorišča akustično-optični učinek, pri katerem se zvočni valovi širijo skozi medij in tvorijo periodične spremembe lomnega količnika, s čimer modulirajo značilnosti svetlobnih valov, ki prehajajo skozi medij, kot so intenzivnost, frekvenca in smer. Trenutno se osredotočamo na dva načina uklona:
1.1 Braggova difrakcija: Najpogostejša je, da svetlobni in zvočni valovi tvorijo določen kot, difrakcijska energija pa je večinoma koncentrirana v svetlobi prvega reda, podobno kot pri stereo rešetki. Ta način se uporablja predvsem za aplikacije optičnih stikal.
1.2 Ramanova difrakcija: Smer širjenja svetlobnih in zvočnih valov je pravokotna, difrakcijska svetloba pa ima večnivojsko simetrično porazdelitev, podobno ravninski rešetki.
3. Način delovanja modulatorja AOM kot optičnega stikala
3.1 AOM ne naloži signala (ne deluje): Laser gre neposredno skozi (svetloba 0-stopenjske ravni) in ga absorbira odbojno zrcalo na optični poti, brez učinkovitega izhoda.
3.2 Signal nalaganja AOM (delovni): nastane difrakcija, svetloba prvega reda pa se oddaja pod določenim kotom in vstopi v naslednjo optično pot za uporabo.
Z nadzorom, ali modulator AOM nalaga signale, je mogoče doseči hitro preklapljanje in modulacijo laserja, kar ustreza scenarijem uporabe, ki zahtevajo nadzor nad časom laserskega obsevanja.
Poleg uporabe kot optično stikalo lahko AOM s svojimi dvema nivojema svetlobe ustvarja tudi interferenco in tvori optične signale utripanja, ki se lahko uporabljajo pri meritvah in na drugih področjih. Praktična zahteva po stabilni laserski izhodni moči je privedla do tehnologije optičnih stikal, akustično-optični modulatorji (AOM modulator) pa temeljijo na načelu in uporabi funkcije optičnega stikala z uporabo akustično-optičnih učinkov, zlasti Braggove difrakcijske funkcije.