مجالات تطبيق المعدلات الصوتية البصرية (معدل AOM)

مجالات تطبيق المعدلات الصوتية البصرية (معدل AOM)

مبدأ معدل الصوت البصري:

An معدِّل صوتي بصري(مُعدِّل AOM) يتكون عادةً من بلورات صوتية بصرية ومحولات وأجهزة امتصاص ومحركات. تعمل الإشارة المعدلة الصادرة من المحرك على المحول في شكل إشارة كهربائية ثم يتم تحويلها إلى موجة فوق صوتية تختلف في شكل إشارة كهربائية. عندما تمر الموجة فوق الصوتية عبر الوسط الصوتي البصري، فإنها تسبب ضغطًا واستطالة موضعيين للوسط، مما يولد إجهادًا مرنًا. يتغير هذا الإجهاد بشكل دوري مع الزمان والمكان، مما يتسبب في إظهار الوسط لظاهرة كثافة متناوبة، تشبه محززة الطور. عندما يمر الضوء عبر هذا الوسط المضطرب بالموجات فوق الصوتية، تحدث ظاهرة حيود. تسمى هذه الظاهرة بالتأثير الصوتي البصري. تحت تأثير الصوت والضوء، يتم تعديل الناقل البصري ويصبح موجة معدلة "تحمل" المعلومات.

التطبيقات الرئيسية للمعدلات الصوتية البصرية:

مفتاح Q للصوت والضوء (AOQS)

يعمل مفتاح التبديل Q-switching الصوتي البصري (AOQS) داخل تجويف الليزر ويتم تعديله بشكل نشط

تُستخدم قيمة Q في التجويف لتوليد ليزرات نبضية ذات نبضات قصيرة وقدرة ذروة عالية. يُستخدم AOQS عادةً لتعديل فقدان شعاع الرتبة 0. عند تشغيل مُشغِّل التردد اللاسلكي الخاص بـ AOQS، يمنع ضوء الرتبة 0، بسبب الحيود، تذبذب الليزر في التجويف، مما يزيد من فقدان التجويف ويمنع خرج الليزر. عند إيقاف تشغيل مُشغِّل التردد اللاسلكي لفترة وجيزة، تُصدر الطاقة الضوئية المتراكمة في تجويف الليزر على شكل نبضات، مما يُولِّد ليزرًا نبضيًا. يمكن تكرار هذه العملية بمعدل يتجاوز 100 كيلوهرتز. عند تشغيل AOQS في حالة Bragg، يكون هناك شعاع حيود واحد فقط.

هناك حزم حيود متعددة عند العمل في حالة رامان - نيس.

2. مُعدّل/مفتاح صوتي بصري (مُعدّل AOM)

المعدلات الصوتية البصرية (أومتُستخدم عادةً خارج تجويف الليزر لتغيير شدة الليزر الساقط (تعديل السعة AM). يمكن أن يكون هذا تعديلًا بسيطًا للتشغيل/الإيقاف للتبديل السريع، أو تعديلًا متغير المستوى لتحقيق تعديل الشدة. يُحدد وضع التعديل حسب نوع مُشغل الترددات الراديوية (RF)، ويمكن أن يكون رقميًا (تشغيل/إيقاف) أو تناظريًا (جيبي، موجة مربعة، خطي، عشوائي...). بشكل عام، يعتمد مُشغل الترددات الراديوية في AOM على تردد ثابت. المعلمة الرئيسية لـمعدِّل AOMهو زمن الصعود/الانخفاض، الذي يُحدد "السرعة" أو نطاق تعديل السعة المُمكن تحقيقه. يتناسب زمن الصعود/الانخفاض طرديًا مع قطر الشعاع داخل المُعدّل. لذلك، للحصول على زمن صعود سريع، يجب التحكم في قطر شعاع الليزر الساقط. يمكن استخدام AOM كغالق (يعمل على التشغيل والإيقاف بتردد مُحدد) وأيضًا كمُخفف مُتغير (يتحكم ديناميكيًا في شدة الضوء المُرسل). يتم تحقيق تعديل الليزر عن طريق التحكم في تردد الراديو لإحداث موجات صوتية في البلورة الصوتية البصرية.

3. عاكس الصوت البصري (AODF)

يمكن للمُحرف الصوتي البصري (AODF) تحقيق مسح شعاع مُثار بتغيير تردد محرك التردد اللاسلكي. يمكن أن يكون موضع المسح عشوائيًا، أو مسحًا خطيًا مستمرًا، أو انحرافًا نقطيًا متسلسلًا. بناءً على نوع البلورة وطول الموجة وحجم الشعاع، يمكن تحقيق زمن استجابة يتراوح بين 0.05 و15 ميكروثانية، مع تحكم دقيق في موضع nRad.

4. محول التردد الصوتي البصري (AOFS)

بعد مرور شعاع الليزر عبر جميع الأجهزة الصوتية البصرية، يُنتج شعاع الحيود الناتج عنه انزياحًا في التردد. مُحوّل التردد الصوتي البصري (AOFS) هو جهاز صغير الحجم مصمم خصيصًا لتحقيق انزياح التردد. بناءً على زوايا السقوط المختلفة المُختارة، يُحوّل AOFS التردد لأعلى أو لأسفل وفقًا لتردد إشارة التردد اللاسلكي المُطبّقة، ويمكن ربط جهازين أو أكثر لتحقيق مجموعات ترددية مُجمعة أو مُختلفة. تعتمد منتجات AOFS على زوايا امتصاص صوتية مُصممة خصيصًا، مما يُقلل من انعكاس الصوت ويُعزز كفاءة AOFS.

5. مرشح صوتي بصري قابل للتعديل (AOTF)

المرشح الصوتي البصري القابل للضبط (AOTF) هو مرشح بصري ذو نطاق تمريري، ذو حالة صلبة، مُعَالَج إلكترونيًا، ويتم الوصول إليه عشوائيًا. يُستخدم لاختيار أطوال موجية محددة بسرعة وديناميكية من مصادر ذات نطاق ترددي عريض أو متعدد الخطوط. يحدث الانعراج عند استيفاء شروط مطابقة محددة بين الحزم الصوتية. لذلك، يُمكن التحكم إلكترونيًا في معلمات المرشح (مثل الطول الموجي، وعمق التعديل، وحتى عرض النطاق الترددي)، مما يوفر وصولًا سريعًا (عادةً ما يكون بالميكروثانية)، وديناميكيًا، وعشوائيًا إلى الترشيح البصري.