مخطط تصنيف وتعديل مُعدِّل الليزر

مخطط تصنيف وتعديل مُعدِّل الليزر

مُعدِّل الليزرهو نوع من مكونات الليزر للتحكم، فهو ليس بسيطًا مثل البلورات والعدسات والمكونات الأخرى، ولا متكاملًا بدرجة عالية مثل الليزر.معدات الليزرتتميز هذه الفئة من المنتجات بدرجة عالية من التكامل، وأنواع ووظائف مختلفة. من خلال التعبير المعقد للموجة الضوئية، يتضح أن العوامل المؤثرة عليها هي الشدة A(r)، والطور Φ(r)، والتردد ω، واتجاه الانتشار. وبالتحكم في هذه العوامل، يمكن تغيير حالة الموجة الضوئية، ومعدِّل الليزر المقابل هو...مُعدِّل الشدة، مُعدِّل الطور، ومُغيِّر التردد، والمُحوِّل.

1. مُعدِّل الشدة: يُستخدم لتعديل شدة أو سعة الليزر، ومن أكثرها تمثيلاً المخففات البصرية والبوابات البصرية، بالإضافة إلى الأجهزة والمعدات المتكاملة مثل مقسمات الوقت ومثبتات الطاقة ومخففات الضوضاء.

2. مُعدِّل الطورتُستخدم هذه التقنية للتحكم في طور الشعاع، حيث يُطلق على زيادة الطور اسم التأخير، بينما يُطلق على انخفاضه اسم التقدم. توجد أنواع عديدة من مُعدِّلات الطور، وتختلف مبادئ عملها اختلافًا كبيرًا، مثل مُعدِّلات الطور الكهروضوئية المرنة، ومُعدِّلات الطور الكهروضوئية عالية السرعة المصنوعة من نيوبات الليثيوم، وصفائح تأخير الطور المتغيرة المصنوعة من البلورات السائلة، وغيرها، وكلها مُعدِّلات طور تعتمد على مبادئ عمل مختلفة.

3. محول التردد: يستخدم لتغيير تردد الموجات الضوئية، ويستخدم على نطاق واسع في أنظمة الليزر المتطورة أو معدات رسم الخرائط، مع محول التردد الصوتي البصري كمثال نموذجي.

4. العاكس: يستخدم لتغيير اتجاه انتشار الشعاع، ونظام الجلفانومتر التقليدي هو أحدها، بالإضافة إلى جلفانومتر MEMS الأسرع، والعاكس الكهروضوئي والعاكس الصوتي البصري.

لدينا مفهوم عام لمعدِّل الليزر، أي المكونات التي تتحكم ديناميكيًا في بعض الخصائص الفيزيائية لليزر وتغيرها، ولكننا نرغب في تقديم شرح وافٍ للمنتجات المحددة لمعدِّل الليزر، لذا فإن مقالًا واحدًا لا يكفي. لذلك، سنركز أولًا على معدِّل الشدة. يُعد معدِّل الشدة نوعًا من أنواع المعدِّلات المستخدمة على نطاق واسع في جميع أنواع الأنظمة البصرية، ويمكن وصف تنوعه واختلاف أدائه بأنه معقد، وسنقدم لكم اليوم أربعة مخططات شائعة لمعدِّل الشدة: المخطط الميكانيكي، والمخطط الكهروضوئي، والمخطط الصوتي الضوئي، ومخطط البلورات السائلة.

1. المخطط الميكانيكي: يُعد مُعدِّل القوة الميكانيكي أقدم مُعدِّلات القوة وأكثرها استخدامًا. ويعتمد مبدأ عمله على تغيير نسبة الضوء المستقطب (s) إلى الضوء المستقطب (p) عن طريق تدوير صفيحة نصف الموجة، وتقسيم الضوء بواسطة المستقطب. ومنذ بداياته التي كانت تعتمد على الضبط اليدوي، وصولًا إلى ما هو عليه اليوم من أتمتة عالية ودقة متناهية، فقد شهدت أنواع منتجاته وتطبيقاته تطورًا كبيرًا.

2. المخطط الكهروضوئي: يمكن لمعدِّل شدة الضوء الكهروضوئي تغيير شدة أو سعة الضوء المستقطب، ويعتمد مبدأ عمله على تأثير بوكلز للبلورات الكهروضوئية. تتغير حالة استقطاب الشعاع المستقطب بعد تطبيق مجال كهربائي على البلورة الكهروضوئية، ثم يُقسَّم الاستقطاب بشكل انتقائي بواسطة المستقطب. يمكن التحكم في شدة الضوء المنبعث بتغيير شدة المجال الكهربائي، ويمكن الوصول إلى حافة الصعود/الهبوط بوحدة النانوثانية.

3. نظام الصوت الضوئي: يمكن استخدام مُعدِّل الصوت الضوئي أيضًا كمُعدِّل للشدة. من خلال تغيير كفاءة الحيود، يُمكن التحكم في قدرة الضوء 0 والضوء 1 لتحقيق غرض ضبط شدة الضوء. تتميز بوابة الصوت الضوئي (المُخفِّف الضوئي) بسرعة تعديل عالية وعتبة تلف عالية.

4. حل البلورات السائلة: غالبًا ما يُستخدم جهاز البلورات السائلة كلوحة موجية متغيرة أو مرشح قابل للضبط، وذلك عن طريق تطبيق جهد تشغيل على طرفي صندوق البلورات السائلة لإضافة عنصر استقطاب دقيق، ويمكن تحويله إلى مصراع بلوري سائل أو مخفف متغير، ويتميز المنتج بفتحة كبيرة من خلال الضوء وخصائص موثوقية عالية.