福晶 AOM 聲光調制器原理福晶 AOMAcousto?Optic Modulator核心物理基礎聲光效應彈光效應 布拉格衍射。福晶產品分為自由空間 AOM、光纖耦合 FAOM兩大類全部工作在布拉格衍射模式幾乎不用喇曼?奈斯多級衍射用于激光強度調制、光開關、光移頻一、器件內部硬件結構福晶 AOM完整系統由兩大部分AOM 本體 RF 射頻驅動器射頻驅動器 RF Driver外部配套輸出幾十三百 MHz 射頻信號可以接收 TTL / 模擬電壓用來開關、調節射頻功率間接控制光強..。壓電換能器壓電陶瓷鍵合在聲光晶體側面接收射頻 RF 電信號把高頻電信號轉換成超聲波機械振動傳入晶體內部吸聲背襯吸收超聲行波防止聲波反射形成駐波保證是單向傳播的行波光柵。聲光介質晶體福晶常用TeO?二氧化碲、熔融石英超聲波在晶體內部傳播發生聲光互作用。聲光互作用的基本原理是超聲波改變的晶體的折射率光學窗口入射 / 出射激光通光窗口。福晶 AOM 典型指標中心頻率最高 300 MHz上升時間最低 6 ns衍射效率最高可達 90%。二、物理原理分步通俗講解1彈光效應生成動態移動折射率光柵射頻信號加到壓電換能器 → 換能器產生高頻超聲波超聲波以聲速在晶體里面傳播。超聲波是彈性行波晶體內部周期性壓縮、稀疏晶體密度周期性變化通過彈光效應晶體折射率跟著周期性起伏 等效于在晶體內部生成一面正在移動的相位光柵聲光柵光柵周期 Λ 超聲波波長。光柵不是刻在晶體上的實物光柵是聲波臨時產生射頻關閉超聲波消失光柵立刻消失。2布拉格衍射福晶 AOM 核心工作模式激光以布拉格角 θB入射到動態聲光柵上滿足布拉格條件\(\sin\theta_B\frac{\lambda}{2\Lambda}\)λ激光波長Λ聲波波長...。發生衍射后輸出兩束主光束0 級光直通光沒有發生衍射頻率不變1或?1一級衍射光偏轉 2θB 角度光頻率發生多普勒頻移光頻率偏移量等于射頻驅動頻率\(f_{RF}\)\(f_{1}f_{0}\pm f_{RF}\)。福晶 AOM 工程上使用一級衍射光作為輸出光0 級光做廢料光束遮擋。3強度調制怎么實現AOM 最常用功能衍射效率一級光的光功率占入射光功率比例由射頻驅動功率大小控制RF 驅動功率 0沒有超聲波光柵消失全部激光走 0 級一級衍射光輸出為 0光關斷RF 功率從小到大增加超聲波振幅變大光柵折射率調制深度變大 →一級衍射光功率逐步升高RF 功率到最佳工作點一級衍射效率達到最大85?90%輸出光最強。所以給 RF 驅動器輸入模擬電壓 / TTL 電平改變射頻輸出功率就可以實現激光高速開關、連續光強調節。上升 / 下降時間福晶 AOM 的開關速度由光束光斑直徑、晶體聲速決定光斑越小響應越快最低可到 6 ns...。4頻率偏移現象一級衍射光會產生光頻移0 級光無頻移。1 級光頻率 入射光頻率 射頻頻率?1 級光頻率 入射光頻率 ?射頻頻率在光拍頻、干涉、激光冷卻場景這個頻移會被利用普通激光打標只利用光強調制頻移可以忽略。三、喇曼?奈斯衍射 vs 布拉格衍射福晶選型說明表格模式特點福晶 AOM 采用喇曼?奈斯衍射產生 0、±1、±2…… 多級衍射效率低低頻、短互作用長度不采用布拉格衍射只有 0 級和 1 級兩束主要光衍射效率高適合高速調制?全部商用 AOM 采用該模式四、關鍵參數與物理關系中心射頻頻率\(f_{RF}\)越高聲波長 Λ 越小布拉格角越大0 級光與 1 級光空間分離越好同時調制速度越快福晶最高 300 MHz...。聲速\(V_s\)晶體材料決定\(ΛV_s/f_{RF}\)TeO?慢模聲速約 4200 m/s。衍射效率正比射頻聲功率受晶體材料、偏振、波長、布拉格對準影響。上升時間\(t_r\fraccgm4msu{V_s}\)d 為入射激光光斑直徑光斑越小開關越快但是可通光孔徑變小...。五、福晶 AOM 兩種典型產品自由空間 AOMCAOM 系列入射、出射自由空間光束用于激光打標、科研光路需要嚴格調節入射光布拉格角。光纖耦合 FAOM輸入輸出帶光纖保偏 / 非保偏內部已經對準布拉格角用戶無需調光路直接接光纖系統用于光纖激光器、光纖傳感系統...。六、工程使用關鍵點光路必須對準布拉格角否則一級衍射效率暴跌RF 驅動器 50Ω 阻抗匹配射頻電纜阻抗 50ΩAOM 工作射頻功率會發熱大功率場景需要散熱輸出一般取1 級衍射光0 級光做擋光處理TTL 信號輸入 RF 驅動器實現納秒?微秒級激光光開關模擬輸入實現連續光功率衰減。七、AOM 與 AOD 聲光偏轉器簡單區分福晶同時做兩類器件AOM 聲光調制器射頻頻率固定只改變射頻功率實現光強調制、光開關。AOD 聲光偏轉器改變射頻信號頻率改變布拉格角實現光束角度掃描偏轉用于高速掃描成像不做光強調制為主...