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聲光調(diào)制器

聲光調(diào)制器

時(shí)間:2025-09-04 類別:聲光器件 關(guān)注:438

無慣性高速調(diào)控技術(shù),適用于激光加工、光譜分析與通信系統(tǒng)等

聲光器件是一種基于聲光效應(yīng)的關(guān)鍵光電元件,它通過介質(zhì)中的超聲波對(duì)光進(jìn)行調(diào)制、偏轉(zhuǎn)和濾波。其核心在于利用射頻信號(hào)驅(qū)動(dòng)壓電換能器產(chǎn)生超聲波,形成周期性光柵結(jié)構(gòu),從而實(shí)現(xiàn)對(duì)激光的強(qiáng)度、方向和頻率的精確控制。這類器件具備無機(jī)械慣性、響應(yīng)快(MHz-GHz)、精度高等突出優(yōu)點(diǎn),廣泛應(yīng)用于激光加工、光譜分析、光通信及科研領(lǐng)域(如光鑷、原子冷卻),是現(xiàn)代光電系統(tǒng)中連接電子控制與光學(xué)處理的核心樞紐。

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聲光器件是現(xiàn)代光子學(xué)和光電工程中不可或缺的"工具箱",它完美地架起了電子學(xué)(射頻信號(hào))和光學(xué)(激光)之間的橋梁。以其高速、高精度、無慣性的獨(dú)特優(yōu)勢(shì),在從工業(yè)加工、科學(xué)研究到醫(yī)療設(shè)備和通信的廣泛領(lǐng)域中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用。

核心原理:聲光效應(yīng)

聲光效應(yīng)的物理基礎(chǔ)可以概括為:

  • 產(chǎn)生聲波:在一種特殊的光學(xué)介質(zhì)(如二氧化碲 TeO?、鉬酸鉛 PbMoO?等)中,通過一個(gè)電聲換能器(通常是壓電陶瓷)施加高頻射頻(RF)信號(hào),從而在介質(zhì)內(nèi)部激發(fā)產(chǎn)生超聲波。

  • 形成光柵:這些超聲波在介質(zhì)中傳播時(shí),會(huì)引起介質(zhì)內(nèi)部密度發(fā)生疏密相間的周期性變化。根據(jù)光的電磁理論,介質(zhì)的折射率也會(huì)隨之發(fā)生周期性變化。這就相當(dāng)于在介質(zhì)內(nèi)部形成了一個(gè)移動(dòng)的相位光柵,稱為"聲光光柵"。

  • 衍射光線:當(dāng)一束激光通過這個(gè)存在聲光光柵的介質(zhì)時(shí),會(huì)發(fā)生衍射現(xiàn)象。出射光會(huì)分裂成一束或多束衍射光。

應(yīng)用領(lǐng)域

  • 激光打標(biāo)/雕刻:將數(shù)字信號(hào)加載到光強(qiáng)上,控制打標(biāo)圖案。

  • 光通信:將電信號(hào)調(diào)制到光載波上。

  • 激光打印機(jī):控制激光束在感光鼓上的曝光點(diǎn)。

  • 科學(xué)研究:如原子冷卻、光鑷等實(shí)驗(yàn)中精確控制激光。

  • 光譜分析:用于光譜儀、熒光顯微鏡中快速切換激發(fā)波長(zhǎng)。

  • 激光調(diào)諧:用于染料激光器或光學(xué)參量振蕩器中挑選輸出波長(zhǎng)。

  • 多色成像:在生命科學(xué)成像中非常有用。

  • 脈沖激光器:用于納秒甚至更短脈沖的固體激光器(如Nd:YAG激光器)。

  • 激光加工:打孔、切割、微加工,需要高峰值功率的場(chǎng)合。

  • 激光測(cè)距:提供高能量的探測(cè)脈沖。

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