Domaines d'application des modulateurs acousto-optiques (modulateur AOM)

Domaines d'application des modulateurs acousto-optiques (modulateur AOM)

Principe du modulateur acousto-optique :

An modulateur acousto-optiqueUn modulateur acousto-optique (AOM) est généralement composé de cristaux acousto-optiques, de transducteurs, de dispositifs d'absorption et d'un circuit d'excitation. Le signal modulé issu du circuit d'excitation agit sur le transducteur sous forme de signal électrique, puis est converti en une onde ultrasonore dont la fréquence varie également sous forme de signal électrique. Lorsque l'onde ultrasonore traverse le milieu acousto-optique, elle provoque une compression et un allongement locaux de ce dernier, générant une déformation élastique. Cette déformation varie périodiquement dans le temps et l'espace, ce qui confère au milieu un phénomène de densité alternée, similaire à un réseau de diffraction. Lorsque la lumière traverse ce milieu perturbé par les ondes ultrasonores, un phénomène de diffraction se produit : c'est l'effet acousto-optique. Sous l'effet du son et de la lumière, la porteuse optique est modulée et devient une onde modulée qui « transporte » de l'information.

Principales applications des modulateurs acousto-optiques :

Interrupteur Q son et lumière (AOQS)

Le commutateur acouto-optique à commutation Q (AOQS) fonctionne à l'intérieur de la cavité laser et est ajusté activement.

Le facteur de qualité (Q) de la cavité est utilisé pour générer des lasers pulsés à impulsions courtes et à forte puissance de crête. L'AOQS est généralement utilisé pour moduler les pertes du faisceau d'ordre zéro. Lorsque le pilote radiofréquence de l'AOQS est activé, la lumière d'ordre zéro, par diffraction, empêche le laser dans la cavité d'osciller, augmentant ainsi les pertes de la cavité et bloquant la sortie laser. Lorsque le pilote radiofréquence est brièvement désactivé, la puissance optique accumulée dans la cavité laser est émise sous forme d'impulsions, générant ainsi un laser pulsé. Ce processus peut être répété à une fréquence supérieure à 100 kHz. Lorsque l'AOQS fonctionne en régime de Bragg, il n'y a qu'un seul faisceau diffracté.

Il existe plusieurs faisceaux de diffraction lorsqu'on travaille dans l'état Raman-Niss.

2. Modulateur/commutateur acousto-optique (modulateur AOM)

modulateurs acousto-optiques (AOMLes modulateurs acousto-optiques (AOM) sont généralement utilisés à l'extérieur de la cavité laser pour modifier l'intensité du laser incident (modulation d'amplitude). Il peut s'agir d'une simple modulation marche/arrêt pour une commutation rapide ou d'une modulation à niveau variable pour obtenir une modulation d'intensité. Le mode de modulation est déterminé par le type de circuit de commande RF et peut être numérique (marche/arrêt) ou analogique (sinusoïdal, carré, linéaire, aléatoire…). En règle générale, le circuit de commande RF d'un AOM utilise une fréquence fixe. Le paramètre clé deModulateur AOMLe temps de montée/descente définit la « vitesse » ou la bande passante de modulation d'amplitude atteignable. Ce temps est proportionnel au diamètre du faisceau dans le modulateur. Par conséquent, pour obtenir un temps de montée rapide, il est nécessaire de contrôler le diamètre du faisceau laser incident. Le modulateur acousto-optique (AOM) peut servir d'obturateur (s'allumant et s'éteignant à une fréquence définie) et d'atténuateur variable (contrôlant dynamiquement l'intensité de la lumière transmise). La modulation laser est obtenue en contrôlant la fréquence radio pour générer des ondes sonores dans le cristal acousto-optique.

3. Déflecteur acousto-optique (AODF)

Le déflecteur acousto-optique (AODF) permet de balayer le faisceau excité en modifiant la fréquence d'excitation radiofréquence. Le balayage peut être aléatoire, linéaire continu ou séquentiel. En fonction du cristal, de la longueur d'onde et de la taille du faisceau, un temps de réponse de 0,05 à 15 microsecondes et un contrôle précis de la position (nRad) sont possibles.

4. Décaleur de fréquence acousto-optique (AOFS)

Après avoir traversé tous les dispositifs acousto-optiques, le faisceau diffracté du laser subit un décalage de fréquence. Le déphaseur de fréquence acousto-optique (AOFS) est un dispositif compact conçu spécifiquement pour réaliser ce décalage. Selon l'angle d'incidence choisi, l'AOFS décale la fréquence vers le haut ou vers le bas en fonction de celle du signal radiofréquence appliqué. Plusieurs dispositifs peuvent être mis en cascade pour obtenir des combinaisons de fréquences (somme ou différence). Les AOFS utilisent des absorbeurs acoustiques à angles spécifiques, minimisant ainsi la réflexion sonore et optimisant leur efficacité.

5. Filtre acousto-optique réglable (AOTF)

Le filtre accordable acousto-optique (AOTF) est un filtre optique à semi-conducteurs, à adressage électronique et à accès aléatoire. Il permet de sélectionner rapidement et dynamiquement des longueurs d'onde spécifiques à partir de sources à large bande ou multi-raies. La diffraction se produit lorsque des conditions d'adaptation spécifiques sont réunies entre les faisceaux acoustiques. Il devient ainsi possible de contrôler électroniquement les paramètres du filtre (tels que la longueur d'onde, la profondeur de modulation et même la bande passante), offrant ainsi un accès rapide (généralement en microsecondes), dynamique et aléatoire au filtrage optique.