AOM音響光学変調器の特性

特性AOM（音響光学変調器）

高光パワーに耐える

AOM音響光学変調器は強力なレーザー出力に耐えることができ、高出力レーザーがスムーズに通過することを保証します。オールファイバーレーザーリンクでは、光ファイバー音響光学変調器連続光をパルス光に変換します。光パルスのデューティサイクルが比較的低いため、光エネルギーの大部分はゼロ次光に集中します。音響光学結晶の外側では、一次回折光とゼロ次光が発散ガウスビームの形で伝搬します。これらは厳密な分離条件を満たしていますが、ゼロ次光の光エネルギーの一部が光ファイバーコリメータの端に蓄積され、光ファイバーを透過できず、最終的に光ファイバーコリメータを焼き切ってしまいます。高精度な6次元調整フレームを介して光路に絞り構造を配置することで、コリメータ中央部での回折光の透過を制限し、ゼロ次光をハウジングに透過させることで、ゼロ次光による光ファイバーコリメータの焼き切りを防ぎます。

急速な立ち上がり時間

オールファイバーレーザーリンクでは、AOMの光パルスの立ち上がり時間が速い音響光学変調器システム信号パルスが最大限に効果的に通過できるようにしつつ、ベースノイズが時間領域音響光学シャッター（時間領域パルスゲート）に侵入するのを防ぎます。光パルスの立ち上がり時間を短縮する鍵は、超音波が光ビームを通過する時間を短縮することです。主な方法としては、入射光ビームのビームウエスト径を小さくすること、または音速の高い材料を用いて音響光学結晶を作製することが挙げられます。

図1 光パルスの立ち上がり時間

低消費電力と高い信頼性

宇宙船は限られた資源、過酷な環境、複雑な環境を抱えているため、光ファイバーAOM変調器の消費電力と信頼性にはより高い要求が課せられる。AOM変調器特殊な接線方向音響光学結晶を採用しており、音響光学品質係数M2が高い。そのため、同じ回折効率条件下では、必要な駆動電力消費量が低くなる。光ファイバ音響光学変調器はこの低電力設計を採用しており、駆動電力消費量の要求を減らし、宇宙船内の限られた資源を節約するだけでなく、駆動信号の電磁放射を低減し、システムへの放熱圧力を軽減する。宇宙船製品の禁止（制限）プロセス要件によれば、光ファイバ音響光学変調器の従来の結晶取り付け方法は、片面シリコーンゴム接着プロセスのみを採用している。シリコーンゴムが破損すると、振動条件下で結晶の技術パラメータが変化するため、航空宇宙製品のプロセス要件を満たさない。レーザーリンクでは、光ファイバ音響光学変調器の結晶は、機械的固定とシリコーンゴム接着を組み合わせることによって固定される。上下底面の設置構造は可能な限り対称性を保ちつつ、結晶面と設置ハウジングとの接触面積を最大化しています。これにより、放熱能力が高く、温度分布が均一になるという利点があります。従来のコリメータはシリコーンゴムを接着して固定されていましたが、高温や振動条件下では位置ずれが生じ、製品性能に影響を与える可能性がありました。今回採用した機械構造により光ファイバーコリメータを固定することで、製品の安定性が向上し、航空宇宙製品のプロセス要件を満たしています。