音響光学変調器（AOM変調器）の応用分野

音響光学変調器（AOM変調器）の応用分野

音響光学変調器の原理：

An 音響光学変調器音響光学変調器（AOM）は、通常、音響光学結晶、トランスデューサ、吸収デバイス、およびドライバで構成されます。ドライバから出力される変調信号は、電気信号の形でトランスデューサに作用し、電気信号の形で変化する超音波に変換されます。超音波が音響光学媒体を通過すると、媒体の局所的な圧縮と伸長を引き起こし、弾性歪みが発生します。この歪みは時間と空間とともに周期的に変化するため、媒体は位相格子に似た交互密度現象を示します。超音波によって乱されたこの媒体を光が通過すると、回折現象が発生します。この現象は音響光学効果と呼ばれます。音と光の影響により、光キャリアは変調され、情報を「運ぶ」変調波となります。

音響光学変調器の主な用途：

音と光のQスイッチ（AOQS）

音響光学Qスイッチングスイッチ（AOQS）はレーザー共振器内で動作し、能動的に調整される。

共振器内のQ値は、短パルスで高ピークパワーのパルスレーザーを生成するために使用されます。AOQSは通常、0次ビームの損失を変調するために使用されます。AOQSの無線周波数ドライバがオンになると、回折により0次光が共振器内のレーザーの発振を妨げ、共振器損失を増加させてレーザー出力を遮断します。無線周波数ドライバが短時間オフになると、レーザー共振器内に蓄積された光パワーがパルスの形で放出され、パルスレーザーが生成されます。このプロセスは100kHzを超えるレートで繰り返すことができます。AOQSがブラッグ状態で動作する場合、回折ビームは1つだけです。

ラマン・ニッス状態での実験では、複数の回折光が現れる。

2. 音響光学変調器／スイッチ（AOM変調器）

音響光学変調器（AOM）は一般的にレーザー共振器の外側で使用され、入射レーザーの強度を変化させます（振幅変調 AM）。これは、高速切り替えのための単純な ON/OFF 変調、または強度変調を実現するための可変レベル変調のいずれかです。変調モードは RF ドライバの種類によって決まり、デジタル（オン/オフ）またはアナログ（正弦波、方形波、線形、ランダムなど）のいずれかです。一般的に、AOM の RF 駆動は固定周波数を採用しています。AOM変調器立ち上がり/立ち下がり時間は、変調の実現可能な「速度」または振幅変調帯域幅を定義します。立ち上がり/立ち下がり時間は、変調器内のビーム径に比例します。したがって、立ち上がり時間を速くするには、入射レーザービームの直径を制御する必要があります。AOMは、シャッター（設定された周波数でオン/オフを繰り返す）としても、可変減衰器（透過光の強度を動的に制御する）としても使用できます。レーザー変調は、無線周波数を制御して音響光学結晶内に音波を発生させることによって実現されます。

3. 音響光学偏向器（AODF）

音響光学偏向器（AODF）は、無線周波数駆動周波数を変更することで励起ビームの走査を実現できます。走査位置は、ランダム位置、連続ライン走査、およびシーケンシャルポイント偏向が可能です。結晶、波長、ビームサイズに応じて、0.05～15マイクロ秒の応答時間とnRad単位の精密な位置制御を実現できます。

4. 音響光学周波数シフター（AOFS）

音響光学デバイスをすべて通過した後、レーザービームの回折出力ビームは周波数シフトを起こします。音響光学周波数シフター（AOFS）は、周波数シフトを実現するために特別に設計された小型デバイスです。選択された入射角に応じて、AOFSは印加された無線周波数信号の周波数分だけ周波数を上下にシフトします。また、2つ以上のデバイスをカスケード接続することで、和周波数または差周波数の組み合わせを実現できます。AOFS製品は、音響反射を最小限に抑え、AOFSの効率を高めるために特別に設計された音響吸収角度を採用しています。

5. 音響光学式調整可能フィルター（AOTF）

音響光学可変フィルタ（AOTF）は、固体素子を用いた電子アドレス指定式でランダムアクセスが可能な光通過帯域フィルタです。広帯域または多波長光源から特定の波長を迅速かつ動的に選択するために使用できます。音響ビーム間で特定の整合条件が満たされると回折が発生します。そのため、フィルタパラメータ（波長、変調深度、帯域幅など）を電子的に制御することが可能になり、光フィルタリングへの高速（通常マイクロ秒単位）、動的、かつランダムなアクセスを実現します。