Перестраиваемый акустооптический фильтр (AOTF) – твердотельный оптический фильтр, который работает по принципу акустооптической дифракции в анизотропной среде. Центральная длина волны полосы пропускания фильтра может быть быстро настроена в широком спектральном диапазоне путем изменения частоты приложенного радиочастотного (РЧ) сигнала. В дополнение к электронной управляемости, другие выдающиеся особенности AOTF включают в себя: большую угловую апертуру при сохранении высокого спектрального разрешения,  интенсивность и возможность модуляции выбранной длины волны.

 

Акустооптические перестраиваемые фильтры применяются во многих областях и устройствах:

• Высокоскоростные спектрометры. Возможность быстрой произвольной перенастройки  хорошо подходит для приложений использующих спектрометры быстрого сканирования, например, с временным разрешением анализа спектров.
• Мультиспектральная видео и фото съемка. Использование неколлинеарных AOTF изображений в астрономии позволило определить спектрополяриметрию звезд и планет.
• Волоконно-оптическая связь. AOTF показал большой потенциал в области волоконно-оптической связи. Благодаря своей способности выбора узкого оптического диапазона в широком спектральном диапазоне в пределах продолжительности времени порядка микросекунд. AOTF  хорошо подходит для выполнения спектрального уплотнения (WDM) сетей.
• Спектрополяриметр и флуоресцентный спектрометр. Большое преимущество  AOTF дает способность измерять пространственные, спектральные и поляризационные характеристики цели в реальном времени без движущихся частей только с помощью одного прибора.

 

В AOTF используется акустооптическое взаимодействие на звуковой волне медленного сдвига, являющееся поляризационно чувствительным. Для распространяющегося светового луча вдоль оси z (θ_i=0) поляризация должна быть круговой для 100% (относительной) эффективности, вдоль t-оси (θ_i=90°) – линейной. Для промежуточных направлений для достижения максимальной эффективности дифракции должно быть некоторое эллиптическое состояние. На практике для θ_i>10º можно аппроксимировать до линейного состояния поляризации т.е. в достаточном отдалении от оптической оси игнорировать оптическую активность.

В зависимости от области применения можно использовать входящий пучок с просьбой поляризация закрывая избыток и передачей без дифрагированного луча абсорбера. Второй вариант – поляризационное разделение луча с использованием поляризатора и анализатора на входе и выходе. В гипер-спектральной поляриметрии используются оба дифракционных пучка и входящие компоненты поляризации пучка определяются соотношением их интенсивностей.

Для большей гибкости в процессе разработки AOTF очень важна возможность выбора угла падения луча θ_i и длины взаимодействия L. Изменения в эффективности коэффициента оптической чувствительности могут быть достигнуты путем изменения θ_i, но приведут к усложнению дизайна. Угловая зависимость скорости звука и направления потока энергии в кристаллах ТеО2 заметно влияет на необходимую электрическую мощность, соотношения регулировки, размер и форму кристалла. Полная разработка должна учитывать соотношения следующих характеристик:

• зависимость настройки (перестройки);
• спектральное разрешение;
• полярная и азимутальная угловая апертура;
• требования к мощности радиосигнала;
• скорость звука;
• угол сноса потока звуковой энергии;
• разделение падающего и дифрагированного лучей.

 

Для некоторых приложений, таких как системы лидарного приемника желательно, значительно сузить полосу пропускания AOTF. Тем не менее, существует базовый компромисс соотношения между угловой и спектральной полосами пропускания. Например, для AOTF TeO₂ с 0,1 процентом пропускной способности (например, 5 A при 0,5 мм) угловая апертура только ± 3˚. В принципе , увеличение спектрального разрешения может быть получено с использованием большей длины взаимодействия. На практике размеры преобразователя для AOTF порядка нескольких сантиметров (в то время как у АО Дефлектора составляет несколько миллиметров), но имейте в виду, что с увеличением оптической апертуры увеличивается требуемая для эффективного взаимодействия подводимая электрическая мощность. Относительно большие размеры также могут привести к трудностям согласования преобразователя и электрической части. Одним из путей решения этой проблемы является сегментация преобразователя, чтобы получить номинальные 50Ω . Также с увеличением мощности происходит нагрев кристалла, что приводит к температурному дрейфу характеристик взаимодействия. Этот эффект может быть уменьшен принудительным охлаждением или для прецизионных спектрометров размещением кристалла на термоэлектрический модуль (TEC).

Типичные размеры кристаллов для AOTF, заготовка для  AOFT изображения с апертурой 20 мм

Мы предлагаем заготовки ячеек для дефлекторов в соответствии с Вашими требованиями.

Мы рады предложить элементы с нанесенным антиотражающим покрытием и золотым электродом, готовые к приварке пьезопреобразователя.

 

Примечания:

-По Вашему запросу мы можем поставить заготовки любых линейных размеров вплоть до 70 мм

-По Вашему запросу мы можем нанести AR или защитное покрытие.

-Заготовки для AOМ & AOD тоже доступны

-Заготовки для пьезопреобразователей из кристалла LiNbO₃ с различной ориентацией и геометрией тоже доступны

 

Reference list:

[1] Xu J and Stroud R 1992 Acousto-Optic Devices (New York:Wiley)

[2] Handbook of optics. CHAPTER 12 ACOUSTO-OPTIC DEVICES AND APPLICATIONS I. C. Chang

[3] Goutzoulis A and Pape D 1994 Design and Fabrication of Acousto-Optic Devices (New York: Dekker)