聲光調(diào)制器的原理及作用

聲光調(diào)制是利用聲光效應(yīng)將信息加載于光頻載波上的一種物理過程，調(diào)制信號是以電信號(調(diào)幅)形式作用于電聲換能器，通過電聲轉(zhuǎn)換器再將其轉(zhuǎn)化為以電信號形式變化的超聲場、當(dāng)光波通過聲光介質(zhì)時，由于聲光作用，使光載波受到調(diào)制而成為攜帶信息的強度調(diào)制波。

聲光調(diào)制是一種外調(diào)制技術(shù)，通常把控制激光束強度變化的聲光器件稱作聲光調(diào)制器。聲光調(diào)制技術(shù)比光源的直接調(diào)制技術(shù)有高得多的調(diào)制頻率：與電光調(diào)制器技術(shù)相比，它有更高的消光比(一般大于1000:1)，更低的驅(qū)動功率，更優(yōu)良的溫度穩(wěn)定性和更好的光點質(zhì)量以及低的價格，與機械調(diào)制方式相比，它有更小的體積、重量和更好的輸出波形。

聲光調(diào)制器(AOM)使用晶體內(nèi)的聲波來創(chuàng)建衍射光柵。隨著所施加的RF信號的功率變化，衍射光的量成比例的變化。調(diào)制器可以像快門(以設(shè)定的頻率打開和關(guān)閉光)循環(huán)使用，也可以用作可變衰減器(動態(tài)控制透射光的強度)。

選擇調(diào)制器的最重要因素是所需的速度。這會影響材料的選擇，調(diào)制器設(shè)計和要使用的RF驅(qū)動器。調(diào)制器的速度由上升時間描述，該上升時間確定調(diào)制器可以對應(yīng)用的RF驅(qū)動器做出響應(yīng)的速度，并限制調(diào)制速率。上升時間與聲波穿過光束所需的時間成比例，因此受調(diào)制器內(nèi)光束直徑的影響。

關(guān)于速度，調(diào)制器分為兩大類：自由空間式聲光調(diào)制器和光纖耦合聲光調(diào)制器。速度非?？斓恼{(diào)制器可以提供高達70 MHz的調(diào)制頻率，并且上升時間可以低至4ns。輸入光束必須非常緊密地聚焦到調(diào)制器中才能達到該速度。較低頻率的調(diào)制器沒有此限制，但是可以接受較大的輸入光束。它們的上升時間通常是相對于輸入光束直徑指定的，單位為ns/mm。

外差式干涉測量，功率穩(wěn)定，強度調(diào)制，脈沖選擇，降頻，激光多普勒測速，激光多普勒測振(LDV)，激光線寬測量，激光雷達，標(biāo)記，材料加工，微加工，印刷，鉆孔等。

隨著激光技術(shù)的發(fā)展，聲光調(diào)制的應(yīng)用越來越多的拓展到各個行業(yè)當(dāng)中。 預(yù)(光)刻伺服磁道技術(shù)的研究，利用激光微斑記錄特性使磁盤存儲器的道密度得到大幅提高，而在預(yù)(光)刻伺服錄寫裝置中，一個重要的任務(wù)就是對激光束進行光強調(diào)制集光脈沖調(diào)制。而通常采用的既是聲光調(diào)制。

激光印刷機中，激光束的偏轉(zhuǎn)調(diào)制器就是應(yīng)用聲光調(diào)制布拉格衍射原理實現(xiàn)的。利用高頻驅(qū)動電路可以產(chǎn)生高頻電振蕩，通過超聲轉(zhuǎn)換能器形成超聲波，通過快速控制超聲波，實現(xiàn)聲光器件調(diào)制激光束的目的。

在軍事上，它也有廣泛應(yīng)用。例如一種新式探測器:雷達波譜分析器?？哲婏w行員可以利用它分析射到飛機上的雷達信號來判斷飛機是否被敵方跟蹤。外來的雷達信號與本機內(nèi)半導(dǎo)體激光器產(chǎn)生的振蕩信號經(jīng)混頻，放大后，驅(qū)動聲光調(diào)制器，產(chǎn)生超聲波，當(dāng)外來信號變化時，超聲波長也變化，衍射光的角度也變化，反映在二極管列陣上，我們可以很容易的識別敵方雷達信號。