Các lĩnh vực ứng dụng của bộ điều biến quang âm (AOM Modulator)
Nguyên lý của bộ điều chế âm thanh-quang học:
An bộ điều biến quang âm(Bộ điều biến AOM) thường bao gồm các tinh thể quang-âm, bộ chuyển đổi, thiết bị hấp thụ và bộ điều khiển. Tín hiệu điều chế đầu ra từ bộ điều khiển tác động lên bộ chuyển đổi dưới dạng tín hiệu điện và sau đó được chuyển đổi thành sóng siêu âm có dạng biến đổi theo tín hiệu điện. Khi sóng siêu âm đi qua môi trường quang-âm, nó gây ra sự nén và kéo dài cục bộ của môi trường, tạo ra biến dạng đàn hồi. Biến dạng này thay đổi theo thời gian và không gian, khiến môi trường thể hiện hiện tượng mật độ xen kẽ, tương tự như cách tử pha. Khi ánh sáng đi qua môi trường này bị nhiễu loạn bởi sóng siêu âm, hiện tượng nhiễu xạ xảy ra. Hiện tượng này được gọi là hiệu ứng quang-âm. Dưới tác dụng của âm thanh và ánh sáng, sóng mang quang học bị điều chế và trở thành sóng điều chế "mang" thông tin.
Các ứng dụng chính của bộ điều biến quang âm:
Âm thanh và ánh sáng Q Switch (AOQS)
Công tắc chuyển mạch Q âm thanh (AOQS) hoạt động bên trong khoang laser và được điều chỉnh chủ động
Giá trị Q trong khoang được sử dụng để tạo ra laser xung với các xung ngắn và công suất đỉnh cao. AOQS thường được sử dụng để điều chế suy hao của chùm tia bậc 0. Khi bộ điều khiển tần số vô tuyến của AOQS được bật, ánh sáng bậc 0, do nhiễu xạ, sẽ ngăn laser trong khoang dao động, làm tăng suy hao của khoang và chặn đầu ra laser. Khi bộ điều khiển tần số vô tuyến được tắt trong thời gian ngắn, công suất quang tích lũy trong khoang laser được phát ra dưới dạng xung, do đó tạo ra laser xung. Quá trình này có thể được lặp lại với tốc độ trên 100KHz. Khi AOQS hoạt động ở trạng thái Bragg, chỉ có một chùm tia nhiễu xạ duy nhất.
Có nhiều chùm tia nhiễu xạ khi làm việc ở trạng thái Raman – Niss.
2. Bộ điều chế/Chuyển mạch âm-quang (Bộ điều chế AOM)
Bộ điều biến âm thanh-quang học (AOM) thường được sử dụng bên ngoài khoang laser để thay đổi cường độ của laser tới (điều chế biên độ AM). Điều chế này có thể là điều chế BẬT/TẮT đơn giản để chuyển mạch nhanh hoặc điều chế mức biến thiên để đạt được điều chế cường độ. Chế độ điều chế được xác định bởi loại trình điều khiển RF và có thể là kỹ thuật số (bật/tắt) hoặc tương tự (sin, sóng vuông, tuyến tính, ngẫu nhiên...). Nhìn chung, bộ điều khiển RF của AOM sử dụng tần số cố định. Các thông số chính củaBộ điều chế AOMlà thời gian tăng/giảm, xác định băng thông điều chế biên độ hoặc "tốc độ" có thể đạt được của điều chế. Thời gian tăng/giảm tỷ lệ thuận với đường kính chùm tia bên trong bộ điều chế. Do đó, để đạt được thời gian tăng nhanh, đường kính của chùm tia laser tới phải được kiểm soát. AOM có thể được sử dụng như một màn trập (bật và tắt theo chu kỳ ở tần số đã đặt) và cũng như một bộ suy giảm biến đổi (điều khiển động cường độ ánh sáng truyền qua). Điều chế laser được thực hiện bằng cách kiểm soát tần số vô tuyến để tạo ra sóng âm trong tinh thể quang âm.
3. Bộ phản xạ âm thanh-quang (AODF)
Bộ lệch hướng quang học (AODF) có thể thực hiện quét chùm tia kích thích bằng cách thay đổi tần số điều khiển tần số vô tuyến. Vị trí quét có thể là vị trí ngẫu nhiên, quét đường liên tục và lệch điểm tuần tự. Tùy thuộc vào tinh thể, bước sóng và kích thước chùm tia, có thể đạt được thời gian đáp ứng từ 0,05 đến 15 micro giây và điều khiển vị trí chính xác của nRad.
4. Bộ dịch tần số âm-quang (AOFS)
Sau khi đi qua tất cả các thiết bị quang-âm, chùm tia laser đầu ra nhiễu xạ sẽ tạo ra sự dịch chuyển tần số. Bộ dịch chuyển tần số quang-âm (AOFS) là một thiết bị nhỏ gọn được thiết kế đặc biệt để thực hiện dịch chuyển tần số. Tùy thuộc vào các góc tới khác nhau được chọn, AOFS sẽ dịch chuyển tần số lên hoặc xuống theo tần số của tín hiệu tần số vô tuyến được áp dụng, và hai hoặc nhiều thiết bị có thể được ghép nối để đạt được các tổ hợp tần số tổng hoặc hiệu. Các sản phẩm AOFS sử dụng các góc hấp thụ âm thanh được thiết kế đặc biệt, có thể giảm thiểu phản xạ âm thanh và nâng cao hiệu quả của AOFS.
5. Bộ lọc quang âm có thể điều chỉnh (AOTF)
Bộ lọc điều chỉnh quang-âm (AOTF) là bộ lọc dải thông quang học thể rắn, được định địa chỉ điện tử và truy cập ngẫu nhiên. Nó có thể được sử dụng để lựa chọn nhanh chóng và linh hoạt các bước sóng cụ thể từ các nguồn băng thông rộng hoặc đa đường. Nhiễu xạ xảy ra khi các điều kiện khớp nối cụ thể giữa các chùm âm thanh được đáp ứng. Do đó, có thể điều khiển điện tử các thông số bộ lọc (chẳng hạn như bước sóng, độ sâu điều chế, và thậm chí cả băng thông), do đó cung cấp khả năng truy cập nhanh (thường là micro giây), linh hoạt và ngẫu nhiên vào bộ lọc quang học.
Thời gian đăng: 26-05-2025