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聲光系列產(chǎn)品(一)聲光調(diào)制器原理及應用

發(fā)布時間:2020-09-09 09:13:33 瀏覽量:10221

摘要

聲光設(shè)備本質(zhì)上是一個光學單元(晶體)的其中一個面與一個射頻信號發(fā)生器(產(chǎn)生10-100MHz級別的超聲波)相連接而組成的一個

器件

正文


聲光原理在很早之前就已經(jīng)為人所知了吆鹤,但是聲光器件真正的發(fā)展和長足的進步是隨著激光技術(shù)的飛速發(fā)展才帶動的厨疙,在實際的應用中

聲光器件一般是作為整個光學系統(tǒng)中的一個部件來進行使用,聲光器件包括Q開關(guān)疑务,鎖模器沾凄,光調(diào)制(AOM),聲光偏轉(zhuǎn)

(AODF)知允,聲光移頻器(AOFS)撒蟀,聲光可調(diào)諧濾波(AOTF)


聲光設(shè)備本質(zhì)上是一個光學單元(晶體)的其中一個面與一個射頻信號發(fā)生器(產(chǎn)生10-100MHz級別的超聲波)相連接而組成的一個

器件,由于光的彈性效應温鸽,超聲波對介質(zhì)的折射率產(chǎn)生正弦擾動保屯,使得介質(zhì)折射率有了周期性變化,形成了體光柵結(jié)構(gòu)涤垫,光柵的周期由

聲速和頻率決定姑尺,當光波長跟驅(qū)動器頻率匹配時,光和光柵相互作用蝠猬,行程強的一級衍射效應切蟋。其中聲光調(diào)制器AOM主要用來做光的

調(diào)制,可以對光束進行數(shù)字調(diào)制也叫做開調(diào)制(TTL調(diào)制)榆芦,模擬調(diào)制柄粹,或者混合調(diào)制。還可以對一些不方便功率調(diào)節(jié)的激光器進行功

率調(diào)節(jié)匆绣。

 


上圖是一個常見的聲光調(diào)制器驻右,由兩部分組成,左邊是射頻驅(qū)動器犬绒,輸出超聲波信號旺入,右邊是聲光調(diào)制器晶體。對于常見的數(shù)字調(diào)制

(TTL)來說凯力,我們只需要將聲光調(diào)制器正確連接茵瘾,把我們所需要的調(diào)制信號通過SMB接口給到射頻驅(qū)動器,調(diào)整好晶體跟激光器的角

度咐鹤,就可以實現(xiàn)激光器的開關(guān)調(diào)制拗秘,聲光調(diào)制器在開關(guān)速率上遠高于普通的機械斬波器或者機械光閘,這是由于原理上的完全不同所導

致的祈惶,普通的機械裝置最高的調(diào)制速率也就到幾千赫茲(KHZ量級)雕旨,而聲光調(diào)制器有著非常優(yōu)異的響應速度扮匠,響應的上升沿在幾十

個納秒量級(根據(jù)入射光斑大小的不同響應速率會有所變化)這就意味著聲光調(diào)制器的開關(guān)頻率能夠高達幾十兆赫茲(幾十MHZ量

級),比機械斬波器的速度高了3-4個數(shù)量級凡涩,有著非常明顯的差距棒搜。


對于模擬調(diào)制,AOM可以根據(jù)輸入信號的不同來響應正弦信號活箕,三角波力麸,脈沖波形信號等信號來對激光器進行調(diào)制而混合調(diào)制就是同

時進行開關(guān)調(diào)制和模擬調(diào)制,下圖比較明顯的給出了混合調(diào)制的輸出結(jié)果育韩,可以將激光輸出進行任意的調(diào)制克蚂。


 

最后的RF power output 就對應著聲光調(diào)制器一級光的強度變化,我們可以看到聲光調(diào)制器可以做到對激光器進行任意波形的調(diào)制效

果筋讨。對于某些應用或者對于某些特殊的連續(xù)激光器埃叭,往往又需要調(diào)制,又需要比較高的功率穩(wěn)定性悉罕,這樣我們就可以用聲光調(diào)制器搭配

noise eater來進行使用赤屋,下圖是noise eater,以及使用所需要搭建的光路



Noise eater 會根據(jù)探測器反饋實時的功率變化蛮粮,然后給出相應的信號到AOM調(diào)制接口益缎,這樣就可以實現(xiàn)激光器功率的穩(wěn)定,實際上是利用了聲光調(diào)制器的高速調(diào)制功能然想,把激光器的功率穩(wěn)定在其功率抖動之下,下圖是搭配使用之后的效果


 

左圖input intensity 表示激光器本身功率的抖動欣范,set point 表示想要激光器功率穩(wěn)定的效果变泄,右圖則是對應給與聲光調(diào)制器驅(qū)動的信

號,這樣激光器的功率就會有非常大的穩(wěn)定恼琼,一般來說可以把激光器功率穩(wěn)定在1%甚至0.1%以內(nèi)妨蛹。

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