Акустооптіческіе модулятори (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.

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.

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:

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)