Campos de aplicación de los moduladores acustoópticos (Moduladores AOM)
Principio de funcionamiento del modulador acustoóptico:
An modulador acustoópticoEl modulador acustoóptico (AOM) se compone típicamente de cristales acustoópticos, transductores, dispositivos de absorción y controladores. La señal modulada que emite el controlador actúa sobre el transductor en forma de señal eléctrica y se convierte en una onda ultrasónica que varía en forma de señal eléctrica. Cuando la onda ultrasónica atraviesa el medio acustoóptico, provoca compresión y elongación local del medio, generando una deformación elástica. Esta deformación cambia periódicamente con el tiempo y el espacio, lo que hace que el medio presente un fenómeno de densidad alternante, similar a una red de difracción. Cuando la luz atraviesa este medio perturbado por las ondas ultrasónicas, se produce un fenómeno de difracción. Este fenómeno se denomina efecto acustoóptico. Bajo el efecto del sonido y la luz, la portadora óptica se modula y se convierte en una onda modulada que transporta información.
Las principales aplicaciones de los moduladores acustoópticos:
Interruptor Q de sonido y luz (AOQS)
El conmutador Q acustoóptico (AOQS) funciona dentro de la cavidad láser y se ajusta activamente.
El factor Q en la cavidad se utiliza para generar láseres pulsados con pulsos cortos y alta potencia pico. El AOQS se utiliza habitualmente para modular la pérdida del haz de orden 0. Cuando se activa el controlador de radiofrecuencia del AOQS, la luz de orden 0, debido a la difracción, impide que el láser en la cavidad oscile, aumentando la pérdida de la cavidad y bloqueando la salida del láser. Cuando se desactiva brevemente el controlador de radiofrecuencia, la potencia óptica acumulada en la cavidad láser se emite en forma de pulsos, generando así un láser pulsado. Este proceso puede repetirse a una frecuencia superior a 100 kHz. Cuando el AOQS opera en el estado de Bragg, solo existe un único haz de difracción.
Al trabajar en el estado Raman-Niss, se producen múltiples haces de difracción.
2. Modulador/conmutador acustoóptico (Modulador AOM)
Moduladores acustoópticos (AOMLos moduladores acustoópticos (AOM) se utilizan generalmente fuera de la cavidad láser para cambiar la intensidad del láser incidente (modulación de amplitud AM). Esto puede ser una modulación simple de encendido/apagado para una conmutación rápida o una modulación de nivel variable para lograr la modulación de intensidad. El modo de modulación está determinado por el tipo de controlador de RF y puede ser digital (encendido/apagado) o analógico (sinusoidal, onda cuadrada, lineal, aleatoria...). En general, el controlador de RF del AOM adopta una frecuencia fija. El parámetro clave deModulador AOMEl tiempo de subida/bajada define la velocidad o el ancho de banda de modulación de amplitud alcanzable. Este tiempo es proporcional al diámetro del haz dentro del modulador. Por lo tanto, para obtener un tiempo de subida rápido, es necesario controlar el diámetro del haz láser incidente. El AOM puede utilizarse como obturador (activado y desactivado cíclicamente a una frecuencia determinada) y también como atenuador variable (controlando dinámicamente la intensidad de la luz transmitida). La modulación láser se logra controlando la radiofrecuencia para generar ondas sonoras en el cristal acustoóptico.
3. Deflector acustoóptico (AODF)
El deflector acustoóptico (AODF) permite el escaneo del haz excitado mediante la variación de la frecuencia de excitación por radiofrecuencia. El escaneo puede realizarse de forma aleatoria, en línea continua o mediante la deflexión secuencial de puntos. En función del cristal, la longitud de onda y el tamaño del haz, se puede lograr un tiempo de respuesta de entre 0,05 y 15 microsegundos y un control de posición preciso del orden de los nanoradios.
4. Desplazador de frecuencia acustoóptico (AOFS)
Tras atravesar todos los dispositivos acustoópticos, el haz de salida difractado del láser produce un desplazamiento de frecuencia. El desplazador de frecuencia acustoóptico (AOFS) es un dispositivo compacto diseñado específicamente para lograr este desplazamiento. Según los diferentes ángulos de incidencia seleccionados, el AOFS desplaza la frecuencia hacia arriba o hacia abajo en la misma medida que la frecuencia de la señal de radiofrecuencia aplicada. Se pueden conectar en cascada dos o más dispositivos para obtener combinaciones de frecuencia suma o diferencia. Los productos AOFS incorporan ángulos de absorción acústica especialmente diseñados, que minimizan la reflexión del sonido y mejoran su eficiencia.
5. Filtro acustoóptico ajustable (AOTF)
El filtro sintonizable acustoóptico (AOTF) es un filtro óptico de paso de banda de estado sólido, con control electrónico y acceso aleatorio. Permite seleccionar de forma rápida y dinámica longitudes de onda específicas a partir de fuentes de banda ancha o multilínea. La difracción se produce cuando se cumplen ciertas condiciones de coincidencia entre haces acústicos. Por lo tanto, es posible controlar electrónicamente los parámetros del filtro (como la longitud de onda, la profundidad de modulación e incluso el ancho de banda), lo que proporciona un acceso rápido (generalmente en microsegundos), dinámico y aleatorio al filtrado óptico.
Fecha de publicación: 26 de mayo de 2025