Campi di applicazione dei modulatori acusto-ottici (modulatori AOM)

Campi di applicazione dei modulatori acusto-ottici (modulatori AOM)

Principio di funzionamento del modulatore acusto-ottico:

An modulatore acusto-otticoUn modulatore acusto-ottico (AOM) è tipicamente composto da cristalli acusto-ottici, trasduttori, dispositivi di assorbimento e driver. Il segnale modulato in uscita dal driver agisce sul trasduttore sotto forma di segnale elettrico e viene quindi convertito in un'onda ultrasonica che varia a sua volta sotto forma di segnale elettrico. Quando l'onda ultrasonica attraversa il mezzo acusto-ottico, provoca una compressione e un allungamento locali del mezzo, generando una deformazione elastica. Questa deformazione varia periodicamente nel tempo e nello spazio, causando un fenomeno di densità alternata nel mezzo, simile a un reticolo di fase. Quando la luce attraversa questo mezzo perturbato dalle onde ultrasoniche, si verifica un fenomeno di diffrazione. Questo fenomeno è chiamato effetto acusto-ottico. Sotto l'effetto del suono e della luce, la portante ottica viene modulata e diventa un'onda modulata che "trasporta" informazioni.

Le principali applicazioni dei modulatori acusto-ottici:

Interruttore Q per suoni e luci (AOQS)

L'interruttore Q-switching acusto-ottico (AOQS) opera all'interno della cavità laser ed è regolato attivamente

Il valore Q nella cavità viene utilizzato per generare laser pulsati con impulsi brevi e alta potenza di picco. L'AOQS viene solitamente utilizzato per modulare la perdita del fascio di ordine 0. Quando il driver a radiofrequenza dell'AOQS è acceso, la luce di ordine 0, a causa della diffrazione, impedisce al laser nella cavità di oscillare, aumentando la perdita della cavità e bloccando l'uscita del laser. Quando il driver a radiofrequenza viene brevemente spento, la potenza ottica accumulata nella cavità laser viene emessa sotto forma di impulsi, generando così un laser pulsato. Questo processo può essere ripetuto a una frequenza superiore a 100 kHz. Quando l'AOQS opera nello stato di Bragg, è presente un solo fascio di diffrazione.

Quando si lavora nello stato Raman-Niss, si generano molteplici fasci di diffrazione.

2. Modulatore/interruttore acusto-ottico (modulatore AOM)

Modulatori acusto-ottici (AOM) sono generalmente utilizzati all'esterno della cavità laser per modificare l'intensità del laser incidente (modulazione di ampiezza AM). Può trattarsi di una semplice modulazione ON/OFF per una commutazione rapida o di una modulazione a livello variabile per ottenere la modulazione di intensità. La modalità di modulazione è determinata dal tipo di driver RF e può essere digitale (on/off) o analogica (sinusoidale, quadra, lineare, casuale...). In generale, il driver RF dell'AOM adotta una frequenza fissa. Il parametro chiave diModulatore AOMIl tempo di salita/discesa definisce la "velocità" o la larghezza di banda di modulazione di ampiezza raggiungibile. Il tempo di salita/discesa è proporzionale al diametro del fascio all'interno del modulatore. Pertanto, per ottenere un tempo di salita rapido, è necessario controllare il diametro del fascio laser incidente. L'AOM può essere utilizzato come otturatore (che si accende e si spegne ciclicamente a una frequenza prestabilita) e anche come attenuatore variabile (che controlla dinamicamente l'intensità della luce trasmessa). La modulazione laser si ottiene controllando la frequenza radio per generare onde sonore nel cristallo acusto-ottico.

3. Deflettore acusto-ottico (AODF)

Il deflettore acusto-ottico (AODF) consente la scansione del fascio eccitato variando la frequenza di pilotaggio a radiofrequenza. La posizione di scansione può essere casuale, a linea continua o con deflessione sequenziale di punti. In base al cristallo, alla lunghezza d'onda e alle dimensioni del fascio, è possibile ottenere un tempo di risposta da 0,05 a 15 microsecondi e un controllo preciso della posizione in nRad.

4. Traslatore di frequenza acusto-ottico (AOFS)

Dopo aver attraversato tutti i dispositivi acusto-ottici, il fascio di uscita diffratto del raggio laser subisce uno spostamento di frequenza. Il traslatore di frequenza acusto-ottico (AOFS) è un dispositivo compatto progettato specificamente per ottenere tale spostamento. A seconda degli angoli di incidenza selezionati, l'AOFS sposta la frequenza verso l'alto o verso il basso della frequenza del segnale a radiofrequenza applicato, e due o più dispositivi possono essere collegati in cascata per ottenere combinazioni di frequenza somma o differenza. I prodotti AOFS adottano angoli di assorbimento acustico appositamente progettati, che minimizzano la riflessione del suono e migliorano l'efficienza dell'AOFS.

5. Filtro acusto-ottico regolabile (AOTF)

Il filtro acusto-ottico sintonizzabile (AOTF) è un filtro ottico passa-banda a stato solido, indirizzabile elettronicamente e ad accesso casuale. Può essere utilizzato per selezionare rapidamente e dinamicamente specifiche lunghezze d'onda da sorgenti a banda larga o multilinea. La diffrazione si verifica quando vengono soddisfatte specifiche condizioni di adattamento tra i fasci acustici. Pertanto, diventa possibile controllare elettronicamente i parametri del filtro (come lunghezza d'onda, profondità di modulazione e persino larghezza di banda), fornendo così un accesso rapido (solitamente in microsecondi), dinamico e casuale al filtraggio ottico.