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(AOM変調器)は、通常、音響光学結晶、変換器、吸収デバイス、およびドライバで構成されています。ドライバから出力された変調信号は、電気信号の形で変換器に作用し、次に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し、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。音と光の影響を受けて、光搬送波は変調され、情報を「運ぶ」変調波になります。

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(AOQS)はレーザーキャビティ内で動作し、能動的に調整される。

キャビティ内のQ値は、短パルスで高いピークパワーを持つ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、回折による0次光がキャビティ内のレーザーの発振を妨げ、キャビティ損失が増加してレーザー出力がブロックされます。無線周波数ドライバが一時的にオフになると、レーザーキャビティ内に蓄積された光パワーがパルスの形で放射され、パルスレーザーが生成されます。このプロセスは100KHzを超える速度で繰り返すことができます。AOQSがブラッグ状態で動作している場合、回折ビームは1つだけです。

ラマン-ニス状態で作業する場合、複数の回折ビームが存在します。

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、一般的にレーザーキャビティの外側で使用され、入射レーザーの強度を変化させます(振幅変調AM)。これは、高速スイッチングを実現する単純なオン/オフ変調、または強度変調を実現する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定され、デジタル(オン/オフ)またはアナログ(正弦波、矩形波、線形、ランダムなど)のいずれかになります。一般的に、AOMのRFドライバは固定周波数を採用しています。AOMモジュレーターは立ち上がり/立ち下がり時間であり、変調の実現可能な「速度」、つまり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、迅速な立ち上がり時間を得るためには、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(設定周波数でオン/オフを繰り返す)として、また可変減衰器(透過光の強度を動的に制御する)として使用できます。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で実現されます。

3. 音響光学偏向器(AODF)

音響光学偏向器(AODF)は、高周波駆動周波数を変化させることで、励起ビームの走査を実現します。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のいずれかを選択できます。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の高精度な位置制御を実現します。

4. 音響光学周波数シフター(AOFS)

レーザービームの回折出力ビームは、全ての音響光学デバイスを通過した後、周波数シフトを生成します。音響光学周波数シフタ(AOFS)は、周波数シフトを実現するために特別に設計されたコンパクトなデバイスです。選択された異なる入射角に応じて、AOFSは適用された無線周波数信号の周波数に応じて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、和または差の周波数の組み合わせを実現できます。AOFS製品は、特別に設計された音響吸収体の角度を採用しており、音の反射を最小限に抑え、AOFSの効率を高めます。

5. 音響光学調整フィルタ(AOTF)

音響光学可変フィルタ(AOTF)は、電子的にアドレス指定され、ランダムアクセス可能な固体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、変調度、さらには帯域幅など)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(通常はマイクロ秒単位)、動的、かつランダムアクセスが可能になります。

 


投稿日時: 2025年5月26日