Načelo delovanja akustično-optičnega modulatorja

1. Načelo delovanjaakustično-optični modulator
Jedro akustično-optičnega modulatorja (AOM modulator) je akustično-optični učinek. Njegova osnovna struktura vključuje akustično-optične kristale, pretvornike, absorpcijske naprave in gonilnike. Električni signal, ki ga oddaja gonilnik, pretvornik pretvori v ultrazvočne valove. Ko se ultrazvočni valovi širijo v akustično-optičnem mediju, povzročajo periodične spremembe gostote medija in tvorijo strukturo, podobno fazni mreži. Ko svetloba prehaja skozi ta medij, pride do difrakcije, ki doseže modulacijo optičnega nosilnega vala. Obstajata predvsem dve vrsti difrakcijskih načinov: Raman-Nessova difrakcija in Braggova difrakcija. Pogosto uporabljen AOM modulator običajno deluje v Braggovem difrakcijskem načinu, kjer vpadna svetloba pada pod določenim Braggovim kotom, izhodna svetloba pa vsebuje neodklonjeno svetlobo ničelnega reda in difrakcijsko svetlobo prvega reda z odklonskim kotom.
2. Glavni tehnični parametri akustično-optičnega modulatorja
2.1 Učinkovitost difrakcije in modulacijske izgube: meri sposobnost naprave, da pretvori vpadno svetlobo v difrakcijsko svetlobo prvega reda in s tem povezane optične izgube.
2.2 Braggov kot: Specifični vpadni kot, pri katerem se doseže najboljša učinkovitost uklona in je povezan z valovno dolžino laserja, radijsko frekvenco in hitrostjo zvoka znotraj kristala.
2.3 Optimalna RF moč: tj. moč nasičenja, RF pogonska moč, potrebna za doseganje maksimalne učinkovitosti difrakcije. Specifična formula za izračun je podana v članku.
2.4 Prilagoditev kota divergence: Za zagotovitev optimalne zmogljivosti se mora kot divergence vpadnega laserja ujemati z značilnostmi akustično-optičnega medija.
2.5 Hitrost modulacije: običajno jo predstavlja čas vzpona svetlobe, ki je odvisen od časa prenosa zvočnih valov skozi žarek in je povezan s premerom žarka in hitrostjo zvoka.
3. Glavne uporabe akustično-optičnih modulatorjev
Pet glavnih aplikacijakustično-optična tehnologijaso:
3.1 Akusto-optično Q-stikalo: nameščeno znotraj laserske votline ustvarja visokozmogljiv impulzni laser s hitro modulacijo izgub v votlini.
3.2 Akustooptični modulator/stikalo: uporablja se za modulacijo intenzivnosti ali hitro vklopno/izklopno krmiljenje laserja zunaj laserske votline in se lahko uporablja kot zaklop ali spremenljivi atenuator.
3.3 Akustični optični deflektor: S spreminjanjem radijske frekvence za odklon laserskega žarka se doseže hitro skeniranje žarka, primerno za naključni dostop ali neprekinjeno skeniranje.
3.4 Akustooptični frekvenčni preklopnik: posebej zasnovan za premikanje laserske frekvence navzgor ali navzdol in ga je mogoče kaskadno povezati za doseganje bolj kompleksnih kombinacij frekvenčnih premikov.
3.5 Akustooptični nastavljiv filter: Trdni elektronski nastavljiv optični filter, ki lahko hitro in dinamično izbere določene valovne dolžine iz širokega spektravir svetlobe.