Акустооптические модуляторы (AOM) - важные элементы современных лазерных систем. Они обеспечивают высокоскоростное управление параметрами лазерного излучения. Благодаря отсутствию механических подвижных частей, высокой скорости переключения и широкому диапазону рабочих длин волн они нашли применение в спектроскопии, микроскопии, лазерной обработке материалов, телекоммуникациях и научных исследованиях. В данной статье рассмотрены основные характеристики акустооптических модуляторов и проведено сравнение решений нескольких производителей.
Принцип работы акустооптического модулятора основан на взаимодействии лазерного излучения с ультразвуковой волной, распространяющейся в прозрачном кристалле. Под действием радиочастотного сигнала пьезоэлектрический преобразователь возбуждает акустическую волну. Далее внутри кристалла формируется периодическое изменение показателя преломления и он начинает работать как дифракционная решетка. Изменяя параметры радиочастотного сигнала, можно с высокой скоростью управлять интенсивностью, направлением, частотой лазерного луча. Акустооптические модуляторы работают с длинами волн от ультрафиолетового до инфракрасного диапазона, обеспечивают скорость переключения до нескольких наносекунд и отличаются высокой стабильностью.
Технические характеристики free-space AOM
В таблице ниже проведено сравнение акустооптических модуляторов. Ключевыми характеристиками AOM являются спектральный диапазон, рабочая длина волны, входная апертура, материал кристалла внутри и дифракционная эффективность.
Таблица №1. Сравнение характеристик AOM.
Модель | SIMTRUM | AA Opto-Electronic | Gooch&Husego | Castech CAOM-110-030-CQC-355-AF-B09 |
|---|---|---|---|---|
Спектральный диапазон, нм | 343 | 325-425 | 310-410 | 355 |
Рабочая частота, МГц | 110 | 200 | 110 | 110 |
Входная апертура, мм | 6 | 1.2*2 | 6 | 3 |
Материал | Кристаллический кварц | Плавленный кварц | Кристаллический кварц | Кристаллический кварц |
Дифракционная эффективность, % | 85 | 85 | 85 | - |
Время нарастания/спада, нс/мм | 113 | 110 | 116 | 113 |
Особенности производителей
SIMTRUM предлагает модуляторы для работы на фиксированной длине волны 343 нм. Модель отличается большой входной апертурой 6 мм, что удобно для работы с широкими лазерными пучками. Использование кристаллического кварца обеспечивает высокую устойчивость к мощному УФ-излучению.
AA Opto-Electronic отличается широким спектральным диапазоном 325–425 нм, что делает прибор универсальным для различных УФ-лазеров. Однако применение плавленого кварца и небольшая входная апертура 1,2 × 2 мм делают его менее подходящим для мощных лазерных систем и широких пучков
Gooch & Housego сочетает широкий диапазон длин волн 310–410 нм, большую апертуру 6 мм и высокую дифракционную эффективность, что делает прибор подходящим для научных и промышленных задач.
Castech ориентирован на работу с лазерами 355 нм и отличается компактной конструкцией.
Более подробно похожие модели, работающие в видимом и ближнем ИК-диапазонах (от 440 до 1100 нм), были рассмотрены в другой статье.
Рекомендации по выбору оборудования
Для работы с излучением высокой мощности и большим диаметром пучка.
В системах лазерной маркировки и обработки материалов предпочтение стоит отдавать моделям с апертурой 6 мм — SIMTRUM и Gooch & Housego. Широкий спектральный диапазон G&H обеспечивает универсальность при смене лазерных источников, тогда как SIMTRUM предлагает узкоспециализированное решение с фиксацией на конкретной длине волны.
Для компактных УФ-установок с ограниченным пространством.
При необходимости баланса между скоростью и габаритами рекомендуется продукция Castech с апертурой 3 мм, обеспечивающая лучшее время нарастания, чем широкоапертурные аналоги, при сохранении стандартной частоты 110 МГц.
Для работы с несколькими длинами волн.
Если в установке используются различные УФ-лазеры, предпочтение стоит отдать широкополосным моделям, например AA Opto-Electronic или Gooch & Housego, поддерживающим диапазон длин волн более 100 нм.
Заключение
Современные акустооптические модуляторы обеспечивают высокоскоростное управление лазерным излучением и находят применение в спектроскопии, микроскопии, лазерной обработке материалов и научных исследованиях. SIMTRUM предлагает решения с высокой устойчивостью к мощному УФ-излучению, AA Opto-Electronic делает акцент на универсальности по спектральному диапазону, а Castech предлагает компактные решения для специализированных лазерных систем. Выбор оптимального модулятора определяется длиной волны лазера, требованиями к скорости переключения, размеру пучка и условиями эксплуатации.
Компания INSCIENCE предлагает широкий спектр оборудования — от микроскопов и объективов до чувствительных камер и программных комплексов анализа изображений. Ознакомиться с каталогом решений можно на сайте INSCIENCE.
Для подбора оптимальной конфигурации под Ваши задачи воспользуйтесь кнопкой запроса.