Akustooptiliste modulaatorite (AOM modulaator) rakendusvaldkonnad

Akustooptiliste modulaatorite (AOM modulaator) rakendusvaldkonnad

Akustooptilise modulaatori põhimõte:

An akustilis-optiline modulaator(AOM-modulaator) koosneb tavaliselt akustilis-optilistest kristallidest, muunduritest, neeldumisseadmetest ja draiveritest. Draiveri moduleeritud signaal mõjub muundurile elektrilise signaali kujul ja muundatakse seejärel ultrahelilaineks, mis muutub elektrilise signaali kujul. Kui ultrahelilaine läbib akustilis-optilist keskkonda, põhjustab see keskkonna lokaalset kokkusurumist ja venimist, tekitades elastse pinge. See pinge muutub perioodiliselt ajas ja ruumis, põhjustades keskkonnas vahelduva tiheduse nähtuse, mis sarnaneb faasivõrega. Kui valgus läbib seda ultrahelilainete poolt häiritud keskkonda, tekib difraktsiooninähtus. Seda nähtust nimetatakse akustilis-optiliseks efektiks. Heli ja valguse mõjul moduleeritakse optilist kandjat ja see muutub moduleeritud laineks, mis "kannab" informatsiooni.

Akustooptiliste modulaatorite peamised rakendused:

Heli ja valguse Q-lüliti (AOQS)

Akuoptiline Q-lülituslüliti (AOQS) töötab laserõõnsuses ja seda reguleeritakse aktiivselt.

Õõnsuses olevat Q-väärtust kasutatakse lühikeste impulsside ja suure tippvõimsusega impulsslaserite genereerimiseks. AOQS-i kasutatakse tavaliselt 0-järgu kiire kadude moduleerimiseks. Kui AOQS-i raadiosagedusdraiver on sisse lülitatud, takistab 0-järgu valgus difraktsiooni tõttu õõnsuses oleva laseri võnkumist, suurendades õõnsuse kadusid ja blokeerides laseri väljundit. Kui raadiosagedusdraiver on lühikeseks ajaks välja lülitatud, kiirgatakse laseri õõnsuses akumuleerunud optiline võimsus impulsside kujul, genereerides seeläbi impulsslaserit. Seda protsessi saab korrata kiirusega üle 100 kHz. Kui AOQS töötab Braggi olekus, on ainult üks difraktsioonikiir.

Raman-Nissi olekus töötades on mitu difraktsioonikiirt.

2. Akustooptiline modulaator/lüliti (AOM-modulaator)

Akustooptilised modulaatorid (Äge keskkõrvapõletik) kasutatakse üldiselt laserõõnest väljaspool langeva laseri intensiivsuse muutmiseks (amplituudmodulatsioon AM). See võib olla lihtne SISSE/VÄLJA modulatsioon kiireks lülitamiseks või muutuva tasemega modulatsioon intensiivsuse modulatsiooni saavutamiseks. Modulatsioonirežiimi määrab raadiosagedusliku draiveri tüüp ja see võib olla digitaalne (sisse/välja) või analoog (siinus, ruudukujuline, lineaarne, juhuslik...). Üldiselt kasutab AOM-i raadiosageduslik ajam fikseeritud sagedust. Selle põhiparameeterAOM-modulaatoron tõusu/languse aeg, mis määrab saavutatava modulatsiooni "kiiruse" ehk amplituudmodulatsiooni ribalaiuse. Tõusu/languse aeg on proportsionaalne modulaatori sees oleva kiire läbimõõduga. Seega kiire tõusuaja saavutamiseks tuleb langeva laserkiire läbimõõtu kontrollida. AOM-i saab kasutada katikuna (tsükkel sisse ja välja kindla sagedusega) ja ka muudetava nõrgestajana (edastava valguse intensiivsuse dünaamiline juhtimine). Lasermodulatsioon saavutatakse raadiosageduse juhtimisega, et tekitada akustilis-optilises kristallis helilaineid.

3. Akustooptiline deflektor (AODF)

Akuoptiline deflektor (AODF) suudab saavutada ergastatud kiire skaneerimist raadiosagedusliku ajami sageduse muutmise teel. Skaneerimisasend võib olla juhuslik, pidevjooneline skaneerimine või järjestikune punktdeflektor. Kristalli, lainepikkuse ja kiire suuruse põhjal on võimalik saavutada reageerimisaeg 0,05–15 mikrosekundit ja nRad täpne asukoha juhtimine.

4. Akustooptiline sagedusmuundur (AOFS)

Pärast kõigi akustilis-optiliste seadmete läbimist tekitab laserkiire difraktsiooniväljundkiir sagedusnihke. Akustooptiline sagedusnihuti (AOFS) on kompaktne seade, mis on spetsiaalselt loodud sagedusnihke saavutamiseks. Sõltuvalt valitud erinevatest langemisnurkadest nihutab AOFS sagedust rakendatud raadiosagedussignaali sageduse võrra üles või alla ning kahte või enamat seadet saab omavahel ühendada, et saavutada summa- või erinevussageduste kombinatsioone. AOFS-toodetes kasutatakse spetsiaalselt loodud akustilisi neeldumisnurki, mis minimeerivad heli peegeldumist ja suurendavad AOFS-i efektiivsust.

5. Akustooptiline reguleeritav filter (AOTF)

Akustooptiline häälestatav filter (AOTF) on tahkis-, elektrooniliselt adresseeritud ja juhusliku juurdepääsuga optiline läbilaskeriba filter. Seda saab kasutada teatud lainepikkuste kiireks ja dünaamiliseks valimiseks lairiba- või mitmerealistest allikatest. Difraktsioon toimub siis, kui akustiliste kiirte vahel on täidetud kindlad sobitustingimused. Seetõttu on võimalik filtri parameetreid (nagu lainepikkus, modulatsioonisügavus ja isegi ribalaius) elektrooniliselt juhtida, pakkudes seeläbi kiiret (tavaliselt mikrosekundilist), dünaamilist ja juhuslikku juurdepääsu optilisele filtreerimisele.