声光调制器的原理及作用
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声光调制是利用声光效应将信息加载于光频载波上的一种物理过程,调制信号是以电信号(调幅)形式作用于电声换能器,通过电声转换器再将其转化为以电信号形式变化的超声场、当光波通过声光介质时,由于声光作用,使光载波受到调制而成为携带信息的强度调制波。
声光调制是一种外调制技术,通常把控制激光束强度变化的声光器件称作声光调制器。声光调制技术比光源的直接调制技术有高得多的调制频率:与电光调制器技术相比,它有更高的消光比(一般大于1000:1),更低的驱动功率,更优良的温度稳定性和更好的光点质量以及低的价格,与机械调制方式相比,它有更小的体积、重量和更好的输出波形。
声光调制器(AOM)使用晶体内的声波来创建衍射光栅。随着所施加的RF信号的功率变化,衍射光的量成比例的变化。调制器可以像快门(以设定的频率打开和关闭光)循环使用,也可以用作可变衰减器(动态控制透射光的强度)。
选择调制器的最重要因素是所需的速度。这会影响材料的选择,调制器设计和要使用的RF驱动器。调制器的速度由上升时间描述,该上升时间确定调制器可以对应用的RF驱动器做出响应的速度,并限制调制速率。上升时间与声波穿过光束所需的时间成比例,因此受调制器内光束直径的影响。
关于速度,调制器分为两大类:自由空间式声光调制器和光纤耦合声光调制器。速度非常快的调制器可以提供高达70 MHz的调制频率,并且上升时间可以低至4ns。输入光束必须非常紧密地聚焦到调制器中才能达到该速度。较低频率的调制器没有此限制,但是可以接受较大的输入光束。它们的上升时间通常是相对于输入光束直径指定的,单位为ns/mm。
外差式干涉测量,功率稳定,强度调制,脉冲选择,降频,激光多普勒测速,激光多普勒测振(LDV),激光线宽测量,激光雷达,标记,材料加工,微加工,印刷,钻孔等。
随着激光技术的发展,声光调制的应用越来越多的拓展到各个行业当中。 预(光)刻伺服磁道技术的研究,利用激光微斑记录特性使磁盘存储器的道密度得到大幅提高,而在预(光)刻伺服录写装置中,一个重要的任务就是对激光束进行光强调制集光脉冲调制。而通常采用的既是声光调制。
激光印刷机中,激光束的偏转调制器就是应用声光调制布拉格衍射原理实现的。利用高频驱动电路可以产生高频电振荡,通过超声转换能器形成超声波,通过快速控制超声波,实现声光器件调制激光束的目的。
在军事上,它也有广泛应用。例如一种新式探测器:雷达波谱分析器。空军飞行员可以利用它分析射到飞机上的雷达信号来判断飞机是否被敌方跟踪。外来的雷达信号与本机内半导体激光器产生的振荡信号经混频,放大后,驱动声光调制器,产生超声波,当外来信号变化时,超声波长也变化,衍射光的角度也变化,反映在二极管列阵上,我们可以很容易的识别敌方雷达信号。