有關(guān)于聲光調(diào)制器的原理及應(yīng)用
光調(diào)制器通常用來操控光束的性質(zhì),例如激光光束。調(diào)制器根據(jù)所調(diào)制光束的性質(zhì)被稱為強度調(diào)制器,相位調(diào)制器,偏振調(diào)制器,空間光調(diào)制器等。不同類型的調(diào)制器可以應(yīng)用到不同的應(yīng)用領(lǐng)域,例如光纖通信領(lǐng)域,顯示設(shè)備中,調(diào)Q或者鎖模激光器,以及光學(xué)測量中。
利用聲光效應(yīng)實現(xiàn)光調(diào)制的器件稱為聲光調(diào)制器,聲光調(diào)制器縮寫:AOM,是利用電子驅(qū)動信號可以用來控制激光光束的功率,頻率或者其空間方向的器件。它利用聲光效應(yīng),即通過聲波機械振蕩壓力改變折射率,從而改變通過器件光的相位,達(dá)到調(diào)制目的。通常的聲光器件包括四部分:驅(qū)動電源、換能器、聲光介質(zhì)和吸收介質(zhì)(或反射介質(zhì))。驅(qū)動電源產(chǎn)生調(diào)制高頻信號加到換能器上,因壓電晶體或壓電半導(dǎo)體的反壓電效應(yīng)而產(chǎn)生機械振動,從而在聲光介質(zhì)中產(chǎn)生超聲波。聲光介質(zhì)是聲光作用的場所,通常為玻璃、熔石英。鉬酸鉛、氧化銻等。常見的聲光調(diào)制器有喇曼-奈斯型調(diào)制器(反射式調(diào)制器),前者是利用調(diào)制信號發(fā)生變化,導(dǎo)致衍射光強發(fā)生變化,因而通過光束的零級衍射光強發(fā)生變化,從而輸出調(diào)制光;后者是通過輸出光頻率隨調(diào)制信號的頻率變化來對輸出光起到調(diào)制作用。
聲光調(diào)制器具有很多應(yīng)用:
它可以用做固態(tài)激光器中的Q開關(guān)。AOM也稱為Q開關(guān),在脈沖產(chǎn)生之前用來關(guān)閉激光諧振腔。大多數(shù)情況下,只有零階光束滿足激光條件,并且當(dāng)不需要激光時可以將AOM打開。這時需要衍射損耗(每次往返諧振腔產(chǎn)生的損耗)大于激光器增益。對于高增益激光器(例如,光纖激光器),通常是一階衍射光束滿足激光條件,因此當(dāng)AOM關(guān)閉后,會產(chǎn)生非常大的諧振腔損耗。但是,激光態(tài)的損耗也相當(dāng)高。
AOM也可以用做固態(tài)激光器的傾斜腔,產(chǎn)生納秒或超短脈沖。后者情況下,AOM的速度只有當(dāng)諧振腔比較長時才滿足要求,或者需要采用電光調(diào)制器。
采用AOM調(diào)整諧振腔中往返光的諧振波損耗可以實現(xiàn)主動鎖模。
在激光打印機和其它裝置中,AOM可以用來調(diào)制激光光束的功率。調(diào)制可以為連續(xù)的或者數(shù)字的(開/關(guān))。
AOM會使激光光束頻率產(chǎn)生偏移,例如用在各種測量器件中,或者用在利用通過頻移光學(xué)反饋實現(xiàn)鎖模的激光器中。
有些情況下需要利用衍射角與聲學(xué)頻率有關(guān)的效應(yīng)。尤其是可以掃描出射光束的方向(至少掃描小范圍的)來改變調(diào)制頻率。