De physikalesche Prinzip vun engem akusto-optesche Modulator

De physikalesche Prinzip vunakusto-optesche Modulator
Akustesch Optesch Modulator (AOM-Modulator) ass de Moment dat am meeschte verbreet passivt Modulatiounsapparat ausserhalb vun der Laserhöhl. Seng Kärfunktiounslogik ass: Nodeems en externt niddregfrequent HF-elektrescht Signal an en piezoelektreschen Transducer agefouert gëtt, konvertéiert den Transducer ofwiesselnd elektresch Energie an héichfrequent Ultraschallwellen; Ultraschallwellen propagéiere periodesch am akusto-optesche Kristall a bilden e dynamescht Breechungsindexgitter mat ofwiesselnder Dicht. Wann den afalen Laser duerch d'Gitter geet, geschitt Bragg-Diffraktioun. Den Apparat moduléiert d'Stralintensitéit andeems en tëscht diffraktéiertem Liicht an duerchgängegt Liicht wiesselt, wouduerch de kontinuéierlechen afalen Laser an eng Sequenz vu Pulslaseren mat kontrolléierbarer Timing ënnerdeelt gëtt.

Déi kierperlech Basis vunakusto-optesch Modulatiounenthält zwou Kärphysikalesch Gesetzer: de piezoelektreschen Effekt an d'Bragg akustooptesch Diffraktioun.
1. Piezoelektresch Konversioun vu piezoelektresche Wandleren: Den Wandler besteet aus piezoelektresche Keramikchips a gëtt vun engem externen HF-Treiber ugedriwwen, fir ofwiesselnd HF-elektresch Signaler auszeginn; Ënnert der Wierkung vun engem ofwiesselndem elektresche Feld ënnerleien piezoelektresch Materialien periodescher mechanescher Expansioun a Kontraktioun, wouduerch elektresch Schwéngungen 1:1 an Ultraschallschwéngunge vun der selwechter Frequenz ëmgewandelt ginn. Ultraschallwellen propagéieren richtungsbeweeglech laanscht den Interieur vum Kristall a bilden periodesch kompriméiert a gestreckt dicht Schichten an akusto-optesche Medien wéi Tellurdioxid, geschmolzene Quarz, Galliumphosphid, etc.; D'Dichtevariatioun vum Medium kann direkt periodesch Schwankungen am lokalen Breechungsindex verursaachen, wat gläichwäerteg mat engem dynamesche Phasengitter ass, dat sech synchron mat den Ultraschallwellen beweegt. D'Gitterperiod ass strikt gläich wéi d'Wellenlängt vun den Ultraschallwellen.
2. Bragg-Diffraktiounsoptikgesetz: Wann den afalenden Laser an dat dynamescht Gitter mat engem spezifesche Bragg-Wénkel erakënnt, wäert dat afalend Liicht, dat d'Bragg-Interferenzbedingung erfëllt, eng direktional Diffraktioun ënnerleien, déi an Diffraktiounsliicht vun éischter Uerdnung an Duerchgangsliicht vun Nullter Uerdnung opgedeelt ass; Wann d'HF-Stroumversuergung ugeschalt ass an Ultraschall präsent ass, ënnerleien déi meescht Liichtstralen enger Diffraktiounsoflenkung, an den optesche Wee huet keng effektiv Ausgab; No engem HF-Stroumausfall an dem Verschwannen vun Ultraschallwellen verschwënnt de Breechungsindexgitter direkt, an de Laser gëtt direkt an déi ursprénglech Richtung ausgestraalt. Duerch d'Vertrauen op d'On-Off- an Amplitudenännerunge vun den HF-Signaler kann d'Diffraktiounseffizienz präzis kontrolléiert ginn, wouduerch d'Ausgangsliichtintensitéit kontinuéierlech vun komplett aus bis komplett ugeschalt ka ginn, an d'Laserintensitéitsmodulatioun ofgeschloss gëtt. Jee no dem Diffraktiounsmodus kann d'akusto-optesch Diffraktioun a Bragg-Diffraktioun an Raman-Nas-Diffraktioun opgedeelt ginn: bal all industriell Qualitéitakusto-optesche ModulatorBenotzt d'Bragg-Konfiguratioun, mat enger Diffraktiounseffizienz vu bis zu 85% oder méi, manner Streiliicht an engem exzellenten Extinktiounsverhältnis; d'Raman-Nas-Diffraktioun gëtt meeschtens a wëssenschaftleche Fuerschungsexperimenter mat niddreger Frequenz a gerénger Leeschtung benotzt, an den diffraktéierte Streuungstrahl huet eng Streuung op verschiddene Niveauen, sou datt e selten an industrielle Szenarie benotzt gëtt.