يتحمل طاقة بصرية عالية
يستطيع مُعدِّل الصوت والبصريات (AOM) تحمُّل طاقة الليزر العالية، مما يضمن مرور أشعة الليزر عالية الطاقة بسلاسة. في وصلة ليزر مصنوعة بالكامل من الألياف،مُعدِّل صوتي بصري بالأليافيحوّل هذا الجهاز الضوء المستمر إلى ضوء نابض. ونظرًا لدورة التشغيل المنخفضة نسبيًا للنبضة الضوئية، تتركز معظم طاقة الضوء ضمن الضوء ذي الرتبة الصفرية. ينتشر ضوء الحيود من الرتبة الأولى والضوء ذو الرتبة الصفرية خارج البلورة الصوتية الضوئية على شكل حزم غاوسية متباعدة. ورغم استيفائهما لشروط الفصل الصارمة، يتراكم جزء من طاقة الضوء ذي الرتبة الصفرية عند حافة مجمع الألياف الضوئية، ولا يمكن نقله عبر الألياف، مما يؤدي في النهاية إلى احتراق مجمع الألياف الضوئية. ولتقييد انتقال الضوء المنحرف في مركز المجمع، يتم وضع هيكل غشائي في المسار البصري عبر إطار ضبط سداسي الأبعاد عالي الدقة، بينما يُنقل الضوء ذو الرتبة الصفرية إلى الغلاف الخارجي لمنع احتراق مجمع الألياف الضوئية.
زمن الصعود السريع
في وصلة ليزرية تعتمد كلياً على الألياف، يكون زمن الصعود السريع للنبضة الضوئية لمُعدِّل السعة الضوئية (AOM)مُعدِّل صوتي بصرييضمن ذلك مرور نبضة إشارة النظام بكفاءة عالية، مع منع دخول الضوضاء الأساسية إلى مصراع الصوت والبصريات في المجال الزمني (بوابة نبضات المجال الزمني). ويكمن جوهر تحقيق زمن صعود سريع للنبضات الضوئية في تقليل زمن انتقال الموجات فوق الصوتية عبر شعاع الضوء. وتشمل الطرق الرئيسية تقليل قطر خصر شعاع الضوء الساقط أو استخدام مواد ذات سرعة صوت عالية لتصنيع بلورات الصوت والبصريات.
الشكل 1: زمن صعود نبضة الضوء
استهلاك منخفض للطاقة وموثوقية عالية
تتميز المركبات الفضائية بموارد محدودة وظروف قاسية وبيئات معقدة، مما يفرض متطلبات أعلى على استهلاك الطاقة وموثوقية مُعدِّلات AOM للألياف الضوئية.مُعدِّل AOMتعتمد هذه التقنية على بلورة صوتية بصرية مماسية خاصة، تتميز بمعامل جودة صوتية بصرية عالٍ (M²). ولذلك، في ظل ظروف كفاءة الحيود نفسها، يكون استهلاك الطاقة اللازمة للتشغيل منخفضًا. يعتمد مُعدِّل الألياف الضوئية الصوتي البصري هذا التصميم منخفض الطاقة، مما لا يقلل فقط من استهلاك الطاقة اللازمة للتشغيل ويوفر الموارد المحدودة في المركبة الفضائية، بل يقلل أيضًا من الإشعاع الكهرومغناطيسي لإشارة التشغيل ويخفف من ضغط تبديد الحرارة على النظام. وفقًا لمتطلبات التصنيع المحظورة (المقيدة) لمنتجات المركبات الفضائية، تعتمد طريقة تركيب البلورة التقليدية لمُعدِّلات الألياف الضوئية الصوتية البصرية على عملية الربط بمطاط السيليكون من جانب واحد فقط. في حال تلف مطاط السيليكون، تتغير المعايير الفنية للبلورة تحت ظروف الاهتزاز، وهو ما لا يفي بمتطلبات تصنيع منتجات الفضاء. في وصلة الليزر، تُثبَّت بلورة مُعدِّل الألياف الضوئية الصوتي البصري من خلال الجمع بين التثبيت الميكانيكي والربط بمطاط السيليكون. يتميز تصميم تركيب السطحين العلوي والسفلي بتماثلٍ تام، مع زيادة مساحة التلامس بين سطح البلورة وغلاف التركيب إلى أقصى حد. ويتمتع هذا التصميم بقدرة عالية على تبديد الحرارة وتوزيع متماثل لمجال درجة الحرارة. تُثبّت الموجهات الضوئية التقليدية باستخدام مطاط السيليكون اللاصق، مما قد يؤدي إلى تحركها في ظروف درجات الحرارة العالية والاهتزازات، وبالتالي التأثير على أداء المنتج. أما الآن، فقد تم اعتماد بنية ميكانيكية لتثبيت موجه الألياف الضوئية، مما يعزز استقرار المنتج ويلبي متطلبات تصنيع منتجات الفضاء.
تاريخ النشر: 3 يوليو 2025