Các lĩnh vực ứng dụng của bộ điều biến quang âm (Bộ điều biến AOM)
Nguyên lý hoạt động của bộ điều biến quang âm:
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 biến 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 biến đổi theo dạng tín hiệu điện. Khi sóng siêu âm truyền qua môi trường quang âm, nó gây ra sự nén và giãn cục bộ của môi trường, tạo ra biến dạng đàn hồi. Biến dạng này thay đổi định kỳ theo thời gian và không gian, khiến môi trường thể hiện hiện tượng mật độ xen kẽ, tương tự như một lưới pha. Khi ánh sáng truyền qua môi trường 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 động của âm thanh và ánh sáng, sóng mang quang học được điều biến và trở thành sóng điều biến "mang" thông tin.
Các ứng dụng chính của bộ điều biến quang âm:
Công tắc Q âm thanh và ánh sáng (AOQS)
Bộ chuyển mạch Q quang âm (AOQS) hoạt động bên trong khoang laser và được điều chỉnh chủ động.
Giá trị Q trong khoang cộng hưởng được sử dụng để tạo ra các laser xung với xung ngắn và công suất đỉnh cao. AOQS thường được sử dụng để điều chỉnh sự suy hao của chùm tia bậc 0. Khi bộ điều khiển tần số vô tuyến của AOQS được bật, ánh sáng bậc 0, do hiện tượng nhiễu xạ, ngăn cản laser trong khoang cộng hưởng dao động, làm tăng sự suy hao trong 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 vượt quá 100KHz. Khi AOQS hoạt động ở trạng thái Bragg, chỉ có một chùm tia nhiễu xạ duy nhất.
Khi làm việc ở trạng thái Raman – Niss, sẽ có nhiều chùm tia nhiễu xạ.
2. Bộ điều biến/chuyển mạch quang âm (Bộ điều biến AOM)
Bộ điều biến quang âm (AOMCác bộ điều biến tần số vô tuyến (RF) thường được sử dụng bên ngoài khoang laser để thay đổi cường độ của laser chiếu tới (điều biến biên độ AM). Đây có thể là điều biến BẬT/TẮT đơn giản để chuyển đổi nhanh hoặc điều biến mức độ thay đổi để đạt được điều biến cường độ. Chế độ điều biến được xác định bởi loại bộ điều khiển RF và có thể là kỹ thuật số (bật/tắt) hoặc tương tự (sóng sin, sóng vuông, tuyến tính, ngẫu nhiên…). Nói chung, bộ điều khiển RF của AOM sử dụng tần số cố định. Thông số chính củaBộ điều biến AOMThời gian tăng/giảm (rise/fall time) xác định “tốc độ” đạt được hoặc băng thông điều chế biên độ. Thời gian tăng/giảm tỷ lệ thuận với đường kính chùm tia bên trong bộ điều biến. Do đó, để có 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 chắn (bật và tắt theo chu kỳ ở tần số cố định) 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 điều khiển tần số vô tuyến để tạo ra sóng âm trong tinh thể quang âm.
3. Bộ làm lệch quang âm (AODF)
Bộ làm lệch quang âm (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 làm lệch điểm tuần tự. Dựa trên tinh thể, bước sóng và kích thước chùm tia, thời gian phản hồi từ 0,05 đến 15 micro giây và khả năng điều khiển vị trí chính xác đến nRad có thể đạt được.
4. Bộ chuyển đổi tần số quang âm (AOFS)
Sau khi đi qua tất cả các thiết bị quang âm, chùm tia nhiễu xạ đầu ra của tia laser 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 việc dịch chuyển tần số. Tùy thuộc vào các góc tới khác nhau được chọn, AOFS sẽ dịch chuyển tần số lên hoặc xuống bằng 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 sự kết hợp tần số cộng hoặc hiệu. Các sản phẩm AOFS sử dụng các góc hấp thụ âm được thiết kế đặc biệt, có thể giảm thiểu sự phản xạ âm thanh và nâng cao hiệu quả của AOFS.
5. Bộ lọc điều chỉnh quang âm (AOTF)
Bộ lọc điều chỉnh quang âm (AOTF) là một bộ lọc dải tần quang học bán dẫn, được điều khiển điện tử và truy cập ngẫu nhiên. Nó có thể được sử dụng để nhanh chóng và linh hoạt chọn các bước sóng cụ thể từ các nguồn băng thông rộng hoặc đa vạch. Hiện tượng nhiễu xạ xảy ra khi các điều kiện khớp cụ thể được đáp ứng giữa các chùm tia âm thanh. Do đó, có thể điều khiển điện tử các thông số của bộ lọc (như bước sóng, độ sâu điều chế và thậm chí cả băng thông), từ đó cung cấp khả năng truy cập nhanh (thường là micro giây), linh hoạt và ngẫu nhiên vào quá trình lọc quang học.
Thời gian đăng bài: 26 tháng 5 năm 2025