Los campos de aplicación de los moduladores acustoópticos (modulador AOM)
Principio del modulador acustoóptico:
An modulador acustoópticoUn modulador acustoóptico (AOM) se compone típicamente de cristales acustoópticos, transductores, dispositivos de absorción y excitadores. La señal modulada emitida por el excitador actúa sobre el transductor en forma de señal eléctrica, la cual se convierte en una onda ultrasónica que varía como señal eléctrica. Al atravesar el medio acustoóptico, la onda ultrasónica provoca compresión y elongación local, generando deformación elástica. Esta deformación varía periódicamente en el tiempo y el espacio, lo que hace que el medio presente un fenómeno de densidad alternante, similar a una rejilla de fase. Cuando la luz atraviesa este medio perturbado por ondas ultrasónicas, se produce un fenómeno de difracción. Este fenómeno se denomina efecto acustoóptico. Bajo la acción 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 interruptor Q acutoóptico (AOQS) funciona dentro de la cavidad láser y se ajusta activamente.
El factor Q de la cavidad se utiliza para generar láseres pulsados con pulsos cortos y alta potencia pico. El AOQS se usa generalmente para modular la pérdida del haz de orden cero. Cuando se activa el controlador de radiofrecuencia del AOQS, la luz de orden cero, debido a la difracción, impide la oscilación del láser en la cavidad, lo que aumenta la pérdida en la cavidad y bloquea 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 de amplitud (AOM) se utilizan generalmente fuera de la cavidad láser para modificar la intensidad del láser incidente (modulación de amplitud, AM). Esta modulación puede ser simple (encendido/apagado) para una conmutación rápida o de nivel variable para lograr la modulación de intensidad. El modo de modulación está determinado por el tipo de controlador de radiofrecuencia (RF) y puede ser digital (encendido/apagado) o analógico (sinusoidal, onda cuadrada, lineal, aleatoria, etc.). 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 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 modulador acustoóptico (AOM) puede utilizarse como obturador (encendido y apagado cíclico a una frecuencia preestablecida) 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 de haces excitados mediante la variación de la frecuencia de radiofrecuencia. El escaneo puede realizarse en posición aleatoria, en línea continua o mediante deflexión puntual secuencial. En función del cristal, la longitud de onda y el tamaño del haz, se puede lograr un tiempo de respuesta de 0,05 a 15 microsegundos y un control de posición preciso del orden de nanorradianes.
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 dicho desplazamiento. Dependiendo del ángulo de incidencia seleccionado, el AOFS desplaza la frecuencia hacia arriba o hacia abajo en la frecuencia de la señal de radiofrecuencia aplicada. Dos o más dispositivos pueden conectarse en cascada para obtener combinaciones de frecuencia suma o diferencia. Los productos AOFS incorporan ángulos de absorción acústica especialmente diseñados para minimizar la reflexión del sonido y aumentar su eficiencia.
5. Filtro ajustable acustoóptico (AOTF)
El filtro sintonizable acustoóptico (AOTF) es un filtro óptico de paso de banda de estado sólido, direccionado electrónicamente y de acceso aleatorio. Permite seleccionar de forma rápida y dinámica longitudes de onda específicas de fuentes de banda ancha o multilínea. La difracción se produce cuando se cumplen ciertas condiciones de acoplamiento 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 (normalmente en microsegundos), dinámico y aleatorio al filtrado óptico.
Fecha de publicación: 26 de mayo de 2025