Ακουστοοπτικός διαμορφωτήςΕφαρμογή σε ψυχρά ατομικά ερμάρια
Ως το βασικό συστατικό της σύνδεσης λέιζερ εξ ολοκλήρου από οπτικές ίνες στο ψυχρό ατομικό περίβλημα, τοακουστοοπτικός διαμορφωτής οπτικών ινώνθα παρέχει λέιζερ υψηλής ισχύος με σταθεροποίηση συχνότητας για το ψυχρό ατομικό θάλαμο. Τα άτομα θα απορροφούν φωτόνια με συχνότητα συντονισμού v1. Δεδομένου ότι η ορμή των φωτονίων και των ατόμων είναι αντίθετη, η ταχύτητα των ατόμων θα μειωθεί μετά την απορρόφηση φωτονίων, επιτυγχάνοντας έτσι τον σκοπό της ψύξης των ατόμων. Τα άτομα που ψύχονται με λέιζερ, με τα πλεονεκτήματά τους όπως ο μεγάλος χρόνος ανίχνευσης, η εξάλειψη της μετατόπισης συχνότητας Doppler και της μετατόπισης συχνότητας που προκαλείται από τη σύγκρουση και η ασθενής σύζευξη του πεδίου φωτός ανίχνευσης, βελτιώνουν σημαντικά την ακριβή ικανότητα μέτρησης των ατομικών φασμάτων και μπορούν να εφαρμοστούν ευρέως σε ψυχρά ατομικά ρολόγια, ψυχρά ατομικά συμβολόμετρα και ψυχρή ατομική πλοήγηση, μεταξύ άλλων πεδίων.
Το εσωτερικό ενός ακουστοοπτικού διαμορφωτή οπτικής ίνας AOM αποτελείται κυρίως από έναν ακουστοοπτικό κρύσταλλο και έναν οπτικό κολυμβητή ίνας κ.λπ. Το διαμορφωμένο σήμα επενεργεί στον πιεζοηλεκτρικό μετατροπέα με τη μορφή ηλεκτρικού σήματος (διαμόρφωση πλάτους, διαμόρφωση φάσης ή διαμόρφωση συχνότητας). Αλλάζοντας τα χαρακτηριστικά εισόδου, όπως η συχνότητα και το πλάτος του διαμορφωμένου σήματος εισόδου, επιτυγχάνεται η διαμόρφωση συχνότητας και πλάτους του λέιζερ εισόδου. Ο πιεζοηλεκτρικός μετατροπέας μετατρέπει τα ηλεκτρικά σήματα σε υπερηχητικά σήματα που ποικίλλουν στο ίδιο μοτίβο λόγω του πιεζοηλεκτρικού φαινομένου και τα διαδίδει στο ακουστοοπτικό μέσο. Αφού ο δείκτης διάθλασης του ακουστοοπτικού μέσου αλλάξει περιοδικά, σχηματίζεται ένα πλέγμα δείκτη διάθλασης. Όταν το λέιζερ διέρχεται από τον κολυμβητή ινών και εισέρχεται στο ακουστοοπτικό μέσο, συμβαίνει περίθλαση. Η συχνότητα του διαθλασμένου φωτός επικαλύπτει μια υπερηχητική συχνότητα στην αρχική συχνότητα λέιζερ εισόδου. Ρυθμίστε τη θέση του κολυμβητή οπτικής ίνας για να λειτουργήσει ο ακουστοοπτικός διαμορφωτής οπτικής ίνας στην καλύτερη δυνατή κατάσταση. Αυτή τη στιγμή, η γωνία πρόσπτωσης της προσπίπτουσας δέσμης φωτός θα πρέπει να ικανοποιεί τη συνθήκη περίθλασης Bragg και ο τρόπος περίθλασης θα πρέπει να είναι περίθλαση Bragg. Αυτή τη στιγμή, σχεδόν όλη η ενέργεια του προσπίπτοντος φωτός μεταφέρεται στο φως περίθλασης πρώτης τάξης.
Ο πρώτος ακουστοοπτικός διαμορφωτής AOM χρησιμοποιείται στο μπροστινό άκρο του οπτικού ενισχυτή του συστήματος, διαμορφώνοντας το συνεχές φως εισόδου από το μπροστινό άκρο με οπτικούς παλμούς. Οι διαμορφωμένοι οπτικοί παλμοί εισέρχονται στη συνέχεια στη μονάδα οπτικής ενίσχυσης του συστήματος για ενίσχυση ενέργειας. Ο δεύτεροςΑκουτοοπτικός διαμορφωτής AOMΧρησιμοποιείται στο πίσω μέρος του οπτικού ενισχυτή και η λειτουργία του είναι να απομονώνει τον βασικό θόρυβο του οπτικού παλμικού σήματος που ενισχύεται από το σύστημα. Οι μπροστινές και οι πίσω άκρες των φωτεινών παλμών που εξάγονται από τον πρώτο ακουστοοπτικό διαμορφωτή AOM κατανέμονται συμμετρικά. Μετά την είσοδο στον οπτικό ενισχυτή, λόγω του ότι το κέρδος του ενισχυτή για την μπροστινή ακμή του παλμού είναι υψηλότερο από αυτό για την πίσω ακμή του παλμού, οι ενισχυμένοι φωτεινοί παλμοί θα εμφανίσουν ένα φαινόμενο παραμόρφωσης κυματομορφής όπου η ενέργεια συγκεντρώνεται στην μπροστινή ακμή, όπως φαίνεται στο Σχήμα 3. Για να μπορέσει το σύστημα να λαμβάνει οπτικούς παλμούς με συμμετρική κατανομή στις μπροστινές και πίσω άκρες, ο πρώτος ακουστοοπτικός διαμορφωτής AOM πρέπει να υιοθετήσει αναλογική διαμόρφωση. Η μονάδα ελέγχου συστήματος ρυθμίζει την ανοδική ακμή του πρώτου ακουστοοπτικού διαμορφωτή AOM για να αυξήσει την ανοδική ακμή του οπτικού παλμού της ακουστοοπτικής μονάδας και να αντισταθμίσει την ανομοιομορφία κέρδους του οπτικού ενισχυτή στις μπροστινές και πίσω άκρες του παλμού.
Ο οπτικός ενισχυτής του συστήματος όχι μόνο ενισχύει τα χρήσιμα οπτικά παλμικά σήματα, αλλά ενισχύει και τον βασικό θόρυβο της ακολουθίας παλμών. Για να επιτευχθεί υψηλός λόγος σήματος προς θόρυβο συστήματος, το χαρακτηριστικό υψηλού λόγου απόσβεσης της οπτικής ίναςΔιαμορφωτής AOMΧρησιμοποιείται για την καταστολή του βασικού θορύβου στο πίσω άκρο του ενισχυτή, διασφαλίζοντας ότι οι παλμοί σήματος του συστήματος μπορούν να διέλθουν αποτελεσματικά στο μέγιστο βαθμό, αποτρέποντας παράλληλα την είσοδο του βασικού θορύβου στο ακουστοοπτικό κλείστρο χρονικού πεδίου (πύλη παλμών χρονικού πεδίου). Υιοθετείται η μέθοδος ψηφιακής διαμόρφωσης και το σήμα στάθμης TTL χρησιμοποιείται για τον έλεγχο της ενεργοποίησης και απενεργοποίησης της ακουστοοπτικής μονάδας, ώστε να διασφαλιστεί ότι η ανοδική ακμή του παλμού χρονικού πεδίου της ακουστοοπτικής μονάδας είναι ο σχεδιασμένος χρόνος ανόδου του προϊόντος (δηλαδή, ο ελάχιστος χρόνος ανόδου που μπορεί να επιτύχει το προϊόν) και το πλάτος παλμού εξαρτάται από το πλάτος παλμού του σήματος στάθμης TTL του συστήματος.
Ώρα δημοσίευσης: 01 Ιουλίου 2025