Акустооптіческіе дефлектори (AOД)

Початковою метою акустооптичного дефлектора (AOD) була реалізація відхилення лазерного променя з максимальним числом розв’язуваних точок для заміни механічних сканерів, таких як багатокутники, що обертаються.

В останні роки більшість зусиль була спрямована на використання Бреггівських осередків для обробки оптичних сигналів.

В даний час акустооптичні дефлектори мають багато переваг у порівнянні з електромеханічними пристроями, такі як швидкий час відгуку, висока точність та стабільність одержуваного растру.

Акустооптичний дефлектор являє собою простий твердотільний сканер, в якому усунуті недоліки притаманні механічним сканерам через рухомі частини, помилки граней і вимоги переналаштування через знос підшипників.

Акустооптичні дефлектори знаходять застосування в пристроях, заснованих на безперервному відхиленні лазерного променя (по одній осі (1D) або двом осям (2D) ) і векторному (випадковому) скануванні.

Найцікавіші, важливіші та затребувані:

  • сканери;
  • лазерні пінцети;
  • системи для лазерних RGB проекторів;
  • лазерні скануючі мікроскопи та профілометри;
  • вимірювачі поверхні зразків за визначеною точковою сіткою.

Основні засади дефлекторів

Як правило, в парателурите (ТеО2) використовується дифракція світла на хвилі повільного зсуву акустичної моди в кристалографічному напрямку (110), щоб забезпечити найбільшу ефективність акустооптичної взаємодії.

Типовий пристрій акустооптичної комірки, виготовленої на основі парателуриту, показано на малюнку. Фазова швидкість звукової хвилі нормальна до площини датчика і спрямована під кутом по відношенню до кристалографічного напрямку [110]. Вектор потоку звукової енергії не збігається з відповідним хвильовим вектором у зв’язку з високим ступенем акустичної анізотропії у кристалах парателуриту (ТеО2). Кут зносу звукової енергії А досить великий і може досягати 70 градусів, що має бути прийнято до уваги при розрахунку геометричних розмірів осередку.

Для дефлектора наиболее важными параметрами производительности являются разрешение и скорость. Разрешение или максимальное число разрешимых пятен определяется как отношение диапазона угла отклонения к угловому разбросу дифрагированного пучка, т. е.

где где D ширина падающего пучка и ξ коэффициент (около единицы), который зависит от распределения амплитуды падающего луча. Для неусеченного гаусового пучка ξ =4/π.

где время прохождения акустической волны по апертуре луча. Обратите внимание, что время прохождения акустической волны по апертуре луча также представляет время (случайного) доступа и является мерой скорости дефлектора. Уравнение показывает, что разрешение равно времени (апертуре) пропускной способности продукта. Это основная закономерность отношения между разрешением и скоростью (или полосой пропускания) АО дефлектора. При проектировании АО дефлекторов основной целью является получение максимальной эффективности дифракции для указанных пропускной способности и разрешения.

Основные характеристики АОD Типичные значения для TeO2 дефлекторов
Оптический диапазон 540нм-530нм, 630нм-850нм, 700нм-1100нм, 1064нм, 1330нм
Оптическая апертура 1 мм - 10 мм
Тип взаимодействия Поперечная волна, 3-15 градуса от оси (110)
Центральная частота 20-200 MГц
Полоса пропускания 20-100 MГц
Эффективность дифракции 60-95%
Временная апертура 1-15 мкс
Разрешение (T.BW product) 200-2000
Время отклика 9-200 нс на диаметр луча
Угол разделения 10-100 mrad
Диапазон угла отклонения 5-50 mrad
Электрическая мощность 0,1- 2 Вт

Наиболее часто используемая геометрия предпочтительная для видимой области показана на Рис.а, а геометрия на Рис.б больше подходит для инфракрасной области. Поляризация падающего света показана на чертежах.

Угол β обеспечивает нормальное падение светового луча на входящую грань и соответствует углу Брегговского взаимодействия со звуковым столбом. Одним из условий выбора угла γ – обеспечение параллельности вышедшего дифрагированного луча входящему.

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

Мы можем изготовить пары заготовок (изготовление из одного куска или двух идентичных с высокой степенью повторяемости характеристик) для 2D дефлекторов.

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 & AOTF 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)