I campi di applicazione dei modulatori acusto-ottici (AOM Modulator)

I campi di applicazione dei modulatori acusto-ottici (AOM Modulator)

Principio del modulatore acusto-ottico:

An modulatore acusto-ottico(Modulatore 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 nella forma di un 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 nel mezzo un fenomeno di densità alternata, simile a un reticolo di fase. Quando la luce attraversa questo mezzo disturbata 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 suono e luce (AOQS)

L'interruttore a commutazione Q acustoottico (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 in cavità e bloccando l'uscita laser. Quando il driver a radiofrequenza viene spento brevemente, 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 verificano più 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). Questa può essere una semplice modulazione ON/OFF per una commutazione rapida o una modulazione di 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, onda quadra, lineare, casuale...). In generale, il driver RF dell'AOM adotta una frequenza fissa. Il parametro chiave diModulatore AOMè il tempo di salita/discesa, che definisce la "velocità" raggiungibile o la larghezza di banda di modulazione dell'ampiezza. 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 (accendendosi e spegnendosi ciclicamente a una frequenza impostata) e anche come attenuatore variabile (controllando dinamicamente l'intensità della luce trasmessa). La modulazione laser si ottiene controllando la radiofrequenza per generare onde sonore nel cristallo acusto-ottico.

3. Deflettore acusto-ottico (AODF)

Il deflettore acustoottico (AODF) può ottenere la scansione del fascio eccitato modificando la frequenza di pilotaggio a radiofrequenza. La posizione di scansione può essere casuale, lineare continua e con deflessione sequenziale. 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 di nRad.

4. Spostatore di frequenza acusto-ottico (AOFS)

Dopo aver attraversato tutti i dispositivi acusto-ottici, il fascio di diffrazione in uscita dal raggio laser produrrà uno spostamento di frequenza. Lo spostamento di frequenza acusto-ottico (AOFS) è un dispositivo compatto progettato specificamente per ottenere uno spostamento di frequenza. A seconda dei diversi angoli di incidenza selezionati, l'AOFS sposterà la frequenza verso l'alto o verso il basso in base alla frequenza del segnale a radiofrequenza applicato, e due o più dispositivi possono essere collegati in cascata per ottenere combinazioni di frequenza di somma o differenza. I prodotti AOFS adottano angoli di assorbimento acustico appositamente progettati, che possono ridurre al minimo la riflessione del suono e migliorare l'efficienza dell'AOFS.

5. Filtro acusto-ottico regolabile (AOTF)

Il filtro acusto-ottico sintonizzabile (AOTF) è un filtro passa-banda ottico a stato solido, indirizzato elettronicamente e ad accesso casuale. Può essere utilizzato per selezionare in modo rapido e dinamico lunghezze d'onda specifiche 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), garantendo così un accesso rapido (solitamente microsecondi), dinamico e casuale al filtraggio ottico.