สาขาการประยุกต์ใช้งานของตัวปรับคลื่นเสียงแบบอะคูสติกออปติก (AOM Modulator)

สาขาการประยุกต์ใช้งานของตัวปรับคลื่นเสียงแบบอะคูสติกออปติก (AOM Modulator)

หลักการของตัวปรับคลื่นเสียงแบบ Acousto-optic:

An ตัวปรับคลื่นเสียงอะคูสติกออปติก(AOM Modulator) โดยทั่วไปประกอบด้วยผลึกอะคูสติกออปติก ตัวแปลงสัญญาณ อุปกรณ์ดูดกลืนแสง และไดรเวอร์ สัญญาณเอาต์พุตที่มอดูเลตจากไดรเวอร์จะทำหน้าที่แปลงสัญญาณไฟฟ้าเป็นสัญญาณไฟฟ้า แล้วแปลงเป็นคลื่นอัลตราโซนิคที่แปรผันตามสัญญาณไฟฟ้า เมื่อคลื่นอัลตราโซนิคผ่านตัวกลางอะคูสติกออปติก จะทำให้เกิดการบีบอัดและการยืดตัวของตัวกลาง ก่อให้เกิดความเครียดยืดหยุ่น ความเครียดนี้จะเปลี่ยนแปลงเป็นระยะตามเวลาและพื้นที่ ทำให้ตัวกลางแสดงปรากฏการณ์ความหนาแน่นสลับ คล้ายกับเฟสเกรตติง เมื่อแสงผ่านตัวกลางนี้และถูกรบกวนจากคลื่นอัลตราโซนิค จะเกิดปรากฏการณ์การเลี้ยวเบน ปรากฏการณ์นี้เรียกว่าปรากฏการณ์อะคูสติกออปติก ภายใต้อิทธิพลของเสียงและแสง พาหะแสงจะถูกมอดูเลตและกลายเป็นคลื่นมอดูเลตที่ "นำพา" ข้อมูล

การประยุกต์ใช้หลักของเครื่องปรับเปลี่ยนอะคูสติกออปติก:

Q Switch เสียงและแสง (AOQS)

สวิตช์ Q-switching แบบอะคูสติก (AOQS) ทำงานภายในโพรงเลเซอร์และได้รับการปรับอย่างแข็งขัน

ค่า Q ในโพรงใช้เพื่อสร้างเลเซอร์พัลส์ที่มีพัลส์สั้นและกำลังสูงสุดสูง AOQS มักใช้เพื่อปรับการสูญเสียของลำแสงลำดับ 0 เมื่อเปิดไดรเวอร์ความถี่วิทยุของ AOQS แสงลำดับ 0 จะป้องกันไม่ให้เลเซอร์ในโพรงสั่น ทำให้เกิดการสูญเสียของโพรงเพิ่มขึ้นและปิดกั้นเอาต์พุตของเลเซอร์ เมื่อปิดไดรเวอร์ความถี่วิทยุเป็นเวลาสั้นๆ กำลังแสงสะสมในโพรงเลเซอร์จะถูกปล่อยออกมาเป็นพัลส์ จึงทำให้เกิดเลเซอร์พัลส์ กระบวนการนี้สามารถทำซ้ำได้ด้วยอัตราเร็วเกิน 100 กิโลเฮิรตซ์ เมื่อ AOQS ทำงานในสถานะแบรกก์ จะมีลำแสงเลี้ยวเบนเพียงลำเดียว

มีลำแสงเลี้ยวเบนหลายลำเมื่อทำงานในสถานะรามัน – นิส

2. ตัวปรับสัญญาณ/สวิตช์ Acousto-optic (AOM Modulator)

ตัวปรับคลื่นเสียงอะคูสติกออปติก (เอโอเอ็ม) โดยทั่วไปจะใช้ภายนอกโพรงเลเซอร์เพื่อเปลี่ยนความเข้มของเลเซอร์ตกกระทบ (การมอดูเลตแอมพลิจูด AM) ซึ่งอาจเป็นการมอดูเลตแบบเปิด/ปิดง่ายๆ เพื่อการสลับที่รวดเร็ว หรือมอดูเลตแบบปรับระดับได้เพื่อให้ได้การมอดูเลตความเข้ม โหมดการมอดูเลตถูกกำหนดโดยประเภทของไดรเวอร์ RF และอาจเป็นแบบดิจิทัล (เปิด/ปิด) หรือแบบอนาล็อก (ไซน์, คลื่นสี่เหลี่ยม, เชิงเส้น, สุ่ม...) โดยทั่วไปแล้ว ไดรฟ์ RF ของ AOM จะใช้ความถี่คงที่ พารามิเตอร์หลักของโมดูเลเตอร์ AOMคือ เวลาขึ้น/ลง ซึ่งกำหนดแบนด์วิดท์การมอดูเลชันของ "ความเร็ว" หรือแอมพลิจูดที่สามารถทำได้ เวลาขึ้น/ลงจะแปรผันตามเส้นผ่านศูนย์กลางลำแสงภายในตัวมอดูเลเตอร์ ดังนั้น เพื่อให้ได้เวลาขึ้นที่รวดเร็ว จำเป็นต้องควบคุมเส้นผ่านศูนย์กลางของลำแสงเลเซอร์ตกกระทบ AOM สามารถใช้เป็นชัตเตอร์ (เปิดและปิดเป็นรอบที่ความถี่ที่กำหนด) และตัวลดทอนแบบแปรผัน (ควบคุมความเข้มของแสงที่ส่องผ่านแบบไดนามิก) การมอดูเลชันด้วยเลเซอร์ทำได้โดยการควบคุมความถี่วิทยุให้ทำให้เกิดคลื่นเสียงในผลึกอะคูสติกออปติก

3. ตัวเบี่ยงแสงอะคูสติก (AODF)

ตัวเบี่ยงคลื่นวิทยุ (AODF) สามารถสแกนลำแสงที่ถูกกระตุ้นได้โดยการเปลี่ยนความถี่ของไดรฟ์ความถี่วิทยุ ตำแหน่งการสแกนสามารถเป็นตำแหน่งสุ่ม การสแกนเส้นต่อเนื่อง และการเบี่ยงเบนจุดแบบต่อเนื่อง เวลาในการตอบสนอง 0.05 ถึง 15 ไมโครวินาที และการควบคุมตำแหน่งของ nRad ได้อย่างแม่นยำ โดยพิจารณาจากผลึก ความยาวคลื่น และขนาดของลำแสง

4. ตัวเลื่อนความถี่อะคูสติกออปติก (AOFS)

หลังจากผ่านอุปกรณ์อะคูสติกออปติกทั้งหมดแล้ว ลำแสงเลเซอร์ที่ส่งออกจากการเลี้ยวเบนจะทำให้เกิดการเลื่อนความถี่ อุปกรณ์เลื่อนความถี่อะคูสติกออปติก (AOFS) เป็นอุปกรณ์ขนาดกะทัดรัดที่ออกแบบมาโดยเฉพาะเพื่อการเลื่อนความถี่ AOFS จะเลื่อนความถี่ขึ้นหรือลงตามความถี่ของสัญญาณความถี่วิทยุที่ใช้ ขึ้นอยู่กับมุมตกกระทบที่เลือก และสามารถต่ออุปกรณ์ตั้งแต่สองชิ้นขึ้นไปเข้าด้วยกันเพื่อให้ได้ความถี่รวมหรือความถี่ต่างกัน ผลิตภัณฑ์ AOFS ใช้มุมดูดซับเสียงที่ออกแบบมาเป็นพิเศษ ซึ่งช่วยลดการสะท้อนของเสียงและเพิ่มประสิทธิภาพของ AOFS

5. ฟิลเตอร์ปรับแสงอะคูสติก (AOTF)

ฟิลเตอร์ปรับคลื่นเสียงอะคูสติกออปติก (AOTF) เป็นฟิลเตอร์พาสแบนด์แบบโซลิดสเตต ระบุตำแหน่งทางอิเล็กทรอนิกส์ และเข้าถึงแบบสุ่ม ฟิลเตอร์นี้สามารถใช้เลือกความยาวคลื่นเฉพาะจากแหล่งกำเนิดคลื่นบรอดแบนด์หรือหลายสายได้อย่างรวดเร็วและไดนามิก การเลี้ยวเบนจะเกิดขึ้นเมื่อตรงตามเงื่อนไขการจับคู่เฉพาะระหว่างลำแสงอะคูสติก ดังนั้นจึงสามารถควบคุมพารามิเตอร์ของฟิลเตอร์ทางอิเล็กทรอนิกส์ (เช่น ความยาวคลื่น ความลึกของการมอดูเลต และแม้แต่แบนด์วิดท์) ได้ด้วยอิเล็กทรอนิกส์ ทำให้สามารถเข้าถึงฟิลเตอร์ออปติกได้อย่างรวดเร็ว (โดยปกติคือระดับไมโครวินาที) ไดนามิก และสุ่ม