Акустооптические модуляторы (AOM)

Акустооптическим модулятором (АОМ) является устройство, используемое для управления мощностью, частотой или пространственным направлением лазерного луча при помощи электрического управляющего сигнала.

Акустооптические модуляторы находят множество применений:

  • Модулятор добротности твердотельных лазеров. AOM, называемый Q-свитч, служит для блокирования лазерного резонатора, перед генерацией импульса. В большинстве случаев, при генерации используется луч нулевого порядка (не дифрагированный), а АОМ включается для прерывания генерации.
  • AOMs для модуляции добротности твердотельных лазеров, генерирующих  наносекундные или ультра-короткие импульсы.
  • AOM как сборщика импульсов для снижения частоты следования импульсов для последующего усиления импульсов до высоких энергий.
  • В лазерных принтерах и других устройствах АОМ могут быть использованы для модулирования мощности лазерного луча. Модуляция может быть непрерывной или цифровой (вкл/выкл).

Основные принципы Акустооптической модуляции.

AOM основан на акустооптическом эффекте, т.е. модификации показателя преломления под воздействием колебательного механического давления звуковой волны.

AOM1_rus

Также акустооптическое взаимодействие используется для модуляции света. Для того, чтобы соответствовать условию Брэгга по ширине полосы модулятора акустический луч должен быть узким как и в случае дефлекторов. В отличие от дефлекторов, однако, оптический луч должен также иметь расхождение примерно равное расхождению акустического пучка, так чтобы основная и боковые полосы дифрагированного света смешивались коллинеарно и на детекторе дали модуляцию интенсивности. Фактическое значение коэффициента дивергенции зависит от компромисса между желаемой эффективностью и пропускной способностью модуляции. Акустооптическая модуляция может расширить диаметр дифрагировавшего пучка по отношению к падающему пучку из-за конечной длины поля звука L (длина пьезогенератора) и косым углом распространения необходимым для максимальной эффективности дифракции в режиме Брэгга.

AOM2_rus

На практике это достигается изменением длины кристалла (и пьезогенератора), чтобы выбрать наилучший компромисс для решения поставленной задачи.

Еще один вариант — использование фокусирующей оптики к расходящемуся оптическому лучу. Геометрия дифракции сфокусированного пучка АО модулятора показана ниже:

AOM3_rus

АО модулятор сфокусированного пучка имеет определенные недостатки. Уменьшение размеров зоны дифракции, связанное с узкостью оптического луча, приводит к снижению эффективности. И что еще более важно, фокусировка падающего луча приводит к увеличению интенсивности пика, которая может вызвать оптическое разрушение даже при относительно низких уровнях лазерной мощности. По этим причинам желательно расширять оптическую апертуру. При улучшении времени прохождения не стоит забывать о ширине полосы пропускания широкополосного АО модулятора, которая при этом значительно снизится. Для некоторых назначений, таких как системы лазерных дисплеев, возможно использование более широкого оптического луча в модуляторе, чем тот который допускается ограничением времени прохождения.

Основные характеристики АОM Типичные значения для TeO2 модуляторов
Оптический диапазон 514нм, 633нм, 1064нм, 1330нм
Оптическая апертура 0.3 мм - 3 мм
Тип взаимодействия Продольное, ось (001)
Время отклика 9-200 нс на диаметр луча
Разделение лучей (633 нм) 10-30 mrad
Эффективность дифракции 70-85 %
Частота модуляции (-3db) 6-50 MГц

Мы предлагаем заготовки ячеек для модуляторов с различной длиной взаимодействия в соответствии с Вашими требованиями.

Каждая заготовка содержит 5-6 элементов для оптимизации производственных операций (полировка, нанесение покрытий, приварка преобразователя).

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 AOD & 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)