مجالات تطبيق المعدلات الصوتية الضوئية (معدل AOM)
مبدأ المعدِّل الصوتي البصري:
An مُعدِّل صوتي بصرييتكون مُعدِّل الصوت البصري (AOM) عادةً من بلورات صوتية بصرية، ومحولات طاقة، وأجهزة امتصاص، ومحركات. تعمل إشارة الخرج المُعدَّلة من المحرك على محول الطاقة على شكل إشارة كهربائية، ثم تُحوَّل إلى موجة فوق صوتية تتغير بدورها على شكل إشارة كهربائية. عندما تمر الموجة فوق الصوتية عبر الوسط الصوتي البصري، فإنها تُسبب انضغاطًا واستطالةً موضعيين للوسط، مما يُولِّد إجهادًا مرنًا. يتغير هذا الإجهاد دوريًا مع الزمان والمكان، مما يجعل الوسط يُظهر ظاهرة تناوب الكثافة، على غرار محزز الطور. عندما يمر الضوء عبر هذا الوسط المُضطرب بالموجات فوق الصوتية، تحدث ظاهرة حيود. تُسمى هذه الظاهرة بالتأثير الصوتي البصري. تحت تأثير الصوت والضوء، يتم تعديل الموجة الحاملة الضوئية لتصبح موجة مُعدَّلة "تحمل" المعلومات.
التطبيقات الرئيسية للمعدلات الصوتية الضوئية:
مفتاح الصوت والضوء Q (AOQS)
يعمل مفتاح التبديل البصري الصوتي Q (AOQS) داخل تجويف الليزر ويتم ضبطه بشكل فعال
تُستخدم قيمة Q في التجويف لتوليد ليزرات نبضية ذات نبضات قصيرة وقدرة ذروة عالية. يُستخدم مُبدِّل الترددات البصرية التكيفي (AOQS) عادةً لتعديل فقد شعاع الرتبة الصفرية. عند تشغيل مُشغِّل الترددات الراديوية الخاص بـ AOQS، يمنع ضوء الرتبة الصفرية، الناتج عن الانعراج، الليزر داخل التجويف من التذبذب، مما يزيد من فقد التجويف ويحجب خرج الليزر. عند إيقاف تشغيل مُشغِّل الترددات الراديوية لفترة وجيزة، تُبعث القدرة الضوئية المتراكمة في تجويف الليزر على شكل نبضات، مُولِّدةً بذلك ليزرًا نبضيًا. يمكن تكرار هذه العملية بمعدل يتجاوز 100 كيلوهرتز. عندما يعمل AOQS في حالة براغ، يكون هناك شعاع انعراج واحد فقط.
توجد حزم حيود متعددة عند العمل في حالة رامان - نيس.
2. مُعدِّل/مفتاح صوتي بصري (مُعدِّل AOM)
المُعدِّلات الصوتية الضوئية (AOMتُستخدم هذه التقنية عمومًا خارج تجويف الليزر لتغيير شدة شعاع الليزر الساقط (تعديل السعة AM). يمكن أن يكون هذا التعديل بسيطًا (تشغيل/إيقاف) للتبديل السريع، أو تعديلًا متغير المستوى لتحقيق تعديل الشدة. يُحدد نمط التعديل بنوع مُشغّل الترددات الراديوية، ويمكن أن يكون رقميًا (تشغيل/إيقاف) أو تناظريًا (موجة جيبية، موجة مربعة، خطية، عشوائية، إلخ). بشكل عام، يعتمد مُشغّل الترددات الراديوية لتقنية AOM على تردد ثابت. المعلمة الرئيسية لـمُعدِّل AOMيمثل زمن الصعود/الهبوط، الذي يحدد "سرعة" أو نطاق تعديل السعة الممكن تحقيقه. يتناسب زمن الصعود/الهبوط طرديًا مع قطر الشعاع داخل المُعدِّل. لذا، وللحصول على زمن صعود سريع، يجب التحكم في قطر شعاع الليزر الساقط. يمكن استخدام مُعدِّل السعة الصوتية الضوئية (AOM) كغطاء (يعمل بشكل دوري بتردد محدد) وأيضًا كمُخفِّف متغير (يتحكم ديناميكيًا في شدة الضوء المنقول). يتم تحقيق تعديل الليزر عن طريق التحكم في تردد الراديو لتوليد موجات صوتية في البلورة الصوتية الضوئية.
3. عاكس صوتي بصري (AODF)
يُمكن للمُحوِّل الكهروضوئي الصوتي (AODF) تحقيق مسح الحزمة المُثارة عن طريق تغيير تردد محرك الترددات الراديوية. ويمكن أن يكون موضع المسح عشوائيًا، أو خطيًا متواصلًا، أو نقطيًا متسلسلًا. وبناءً على البلورة والطول الموجي وحجم الحزمة، يُمكن تحقيق زمن استجابة يتراوح بين 0.05 و15 ميكروثانية، وتحكم دقيق في الموضع يصل إلى نانوراديان.
4. مُبدِّل التردد الصوتي البصري (AOFS)
بعد مرور شعاع الليزر عبر جميع الأجهزة الصوتية الضوئية، يُحدث انزياحًا في التردد. يُعدّ مُغيّر التردد الصوتي الضوئي (AOFS) جهازًا صغيرًا مُصممًا خصيصًا لتحقيق هذا الانزياح. وبناءً على زوايا السقوط المُختارة، يقوم AOFS برفع أو خفض التردد بمقدار تردد إشارة التردد اللاسلكي المُطبقة، ويمكن ربط جهازين أو أكثر معًا للحصول على مجموعات ترددية مُجمّعة أو مُختلفة. تعتمد منتجات AOFS على زوايا امتصاص صوتية مُصممة خصيصًا، مما يُقلل من انعكاس الصوت ويُحسّن كفاءة الجهاز.
5. مرشح صوتي بصري قابل للتعديل (AOTF)
المرشح الصوتي البصري القابل للضبط (AOTF) هو مرشح تمرير نطاق ضوئي ذو حالة صلبة، يتم التحكم فيه إلكترونيًا والوصول إليه عشوائيًا. يُستخدم لاختيار أطوال موجية محددة بسرعة وديناميكية من مصادر واسعة النطاق أو متعددة الخطوط. يحدث الانعراج عند استيفاء شروط مطابقة محددة بين الحزم الصوتية. وبالتالي، يصبح من الممكن التحكم إلكترونيًا في معلمات المرشح (مثل الطول الموجي، وعمق التضمين، وحتى عرض النطاق الترددي)، مما يوفر وصولًا سريعًا (عادةً في غضون ميكروثانية)، وديناميكيًا، وعشوائيًا إلى الترشيح الضوئي.
تاريخ النشر: 26 مايو 2025