แผนผังการจำแนกและการปรับสัญญาณของตัวปรับสัญญาณเลเซอร์

แผนผังการจำแนกและการปรับสัญญาณของตัวปรับสัญญาณเลเซอร์

ตัวปรับเลเซอร์เป็นอุปกรณ์ควบคุมเลเซอร์ชนิดหนึ่ง ไม่ได้พื้นฐานเหมือนคริสตัล เลนส์ และส่วนประกอบอื่นๆ และไม่ได้มีความซับซ้อนสูงเหมือนเลเซอร์อุปกรณ์เลเซอร์เป็นผลิตภัณฑ์ในกลุ่มอุปกรณ์ที่มีการบูรณาการสูง ทั้งในด้านประเภทและฟังก์ชัน จากการแสดงออกที่ซับซ้อนของคลื่นแสง จะเห็นได้ว่าปัจจัยที่มีผลต่อคลื่นแสง ได้แก่ ความเข้ม A(r) เฟส Φ(r) ความถี่ ω และทิศทางการแพร่กระจาย โดยการควบคุมปัจจัยเหล่านี้สามารถเปลี่ยนสถานะของคลื่นแสงได้ และตัวปรับสัญญาณเลเซอร์ที่เกี่ยวข้องก็คือตัวปรับความเข้มตัวปรับเฟส ตัวเปลี่ยนความถี่ และตัวเบี่ยงเบน

1. อุปกรณ์ปรับความเข้มแสง: ใช้สำหรับปรับความเข้มหรือแอมพลิจูดของเลเซอร์ ซึ่งอุปกรณ์ลดทอนแสงและเกตแสงเป็นตัวอย่างที่พบได้บ่อยที่สุด รวมถึงอุปกรณ์และเครื่องมือแบบรวมวงจร เช่น ตัวแบ่งเวลา ตัวรักษาเสถียรภาพกำลังไฟฟ้า และอุปกรณ์ลดสัญญาณรบกวน

2. ตัวปรับเฟส: ใช้สำหรับควบคุมเฟสของลำแสง การเพิ่มเฟสเรียกว่า lag การลดเฟสเรียกว่า lead มีตัวปรับเฟสหลายประเภท และหลักการทำงานแตกต่างกันมาก เช่น ตัวปรับเฟสแบบโฟโตอิลาสติก ตัวปรับเฟสแบบอิเล็กโทรออปติกความเร็วสูง LN แผ่นหน่วงเวลาเฟสแปรผันแบบผลึกเหลว เป็นต้น ซึ่งทั้งหมดนี้เป็นตัวปรับเฟสที่ใช้หลักการทำงานที่แตกต่างกัน

3. อุปกรณ์เปลี่ยนความถี่: ใช้สำหรับเปลี่ยนความถี่ของคลื่นแสง มีการใช้งานอย่างแพร่หลายในระบบเลเซอร์ระดับสูงหรืออุปกรณ์ทำแผนที่ โดยมีอุปกรณ์เปลี่ยนความถี่แบบอะคูสโตออปติคอลเป็นตัวอย่างทั่วไป

4. ตัวเบี่ยงทิศทาง: ใช้สำหรับเปลี่ยนทิศทางการแพร่กระจายของลำแสง โดยระบบกัลวาโนมิเตอร์แบบดั้งเดิมเป็นหนึ่งในนั้น นอกจากนี้ยังมีกัลวาโนมิเตอร์ MEMS ที่เร็วกว่า ตัวเบี่ยงทิศทางแบบอิเล็กโทรออปติก และตัวเบี่ยงทิศทางแบบอะคูสโตออปติก

เรามีความเข้าใจทั่วไปเกี่ยวกับตัวปรับสัญญาณเลเซอร์แล้ว นั่นคือส่วนประกอบที่สามารถควบคุมและเปลี่ยนแปลงคุณสมบัติทางกายภาพบางอย่างของเลเซอร์ได้อย่างไดนามิก แต่หากต้องการแนะนำผลิตภัณฑ์เฉพาะของตัวปรับสัญญาณเลเซอร์อย่างครบถ้วน บทความเดียวคงไม่เพียงพอ ดังนั้น อันดับแรก เราจะมุ่งเน้นไปที่ตัวปรับความเข้มแสง ตัวปรับความเข้มแสงเป็นตัวปรับสัญญาณชนิดหนึ่งที่ใช้กันอย่างแพร่หลายในระบบออปติกทุกประเภท ความหลากหลายและประสิทธิภาพที่แตกต่างกันของมันนั้นสามารถอธิบายได้อย่างซับซ้อน วันนี้เราจะแนะนำแผนผังตัวปรับความเข้มแสงที่ใช้กันทั่วไปสี่แบบ ได้แก่ แผนผังเชิงกล แผนผังเชิงไฟฟ้าเชิงแสง แผนผังเชิงเสียงเชิงแสง และแผนผังผลึกเหลว

1. แผนผังเชิงกล: ตัวปรับความเข้มแสงเชิงกลเป็นตัวปรับความเข้มแสงแบบแรกสุดและใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุด หลักการคือการเปลี่ยนอัตราส่วนของแสง s และแสง p ในแสงโพลาไรซ์โดยการหมุนแผ่นครึ่งคลื่น และแบ่งแสงโดยใช้ตัวกรองโพลาไรซ์ จากการปรับด้วยมือในยุคแรกเริ่ม มาเป็นระบบอัตโนมัติและมีความแม่นยำสูงในปัจจุบัน ผลิตภัณฑ์และแอปพลิเคชันต่างๆ มีการพัฒนาไปอย่างมากแล้ว

2. วงจรไฟฟ้าเชิงแสง: ตัวปรับความเข้มแสงเชิงแสงสามารถเปลี่ยนความเข้มหรือแอมพลิจูดของแสงโพลาไรซ์ได้ หลักการทำงาน basé อยู่บนปรากฏการณ์ Pockels ของผลึกไฟฟ้าเชิงแสง สถานะโพลาไรซ์ของลำแสงโพลาไรซ์จะเปลี่ยนไปหลังจากที่ผลึกไฟฟ้าเชิงแสงได้รับสนามไฟฟ้า จากนั้นโพลาไรซ์จะถูกแบ่งออกอย่างเลือกสรรโดยตัวกรองโพลาไรซ์ ความเข้มของแสงที่ปล่อยออกมาสามารถควบคุมได้โดยการเปลี่ยนความเข้มของสนามไฟฟ้า และสามารถเข้าถึงขอบการเพิ่มขึ้น/ลดลงที่มีขนาดระดับนาโนวินาทีได้

3. วงจรอะคูสโตออปติก: ตัวปรับสัญญาณอะคูสโตออปติกสามารถใช้เป็นตัวปรับความเข้มแสงได้เช่นกัน โดยการเปลี่ยนประสิทธิภาพการเลี้ยวเบน สามารถควบคุมกำลังของแสง 0 และแสง 1 เพื่อให้บรรลุวัตถุประสงค์ในการปรับความเข้มแสงได้ เกตอะคูสโตออปติก (ตัวลดทอนแสง) มีลักษณะเด่นคือความเร็วในการปรับเปลี่ยนที่รวดเร็วและค่าความทนทานต่อความเสียหายสูง

4. โซลูชันคริสตัลเหลว: อุปกรณ์คริสตัลเหลวมักใช้เป็นแผ่นคลื่นแปรผันหรือตัวกรองปรับได้ โดยการจ่ายแรงดันขับที่ปลายทั้งสองข้างของกล่องคริสตัลเหลวเพื่อเพิ่มองค์ประกอบโพลาไรเซชันที่มีความแม่นยำ สามารถสร้างเป็นชัตเตอร์คริสตัลเหลวหรือตัวลดทอนแบบแปรผันได้ ผลิตภัณฑ์มีรูรับแสงขนาดใหญ่ที่แสงสามารถผ่านได้ และมีคุณลักษณะความน่าเชื่อถือสูง