כיצד להשתמש במודולטור אופטי אקוסטו כמתג אופטי

כיצד להשתמש במודולטור אקוסטו אופטי (מודולטור AOM) כמתג אופטי
1. רקע והקשר של פיתוח טכנולוגי
1.1 מקור הלייזר: בשנת 1960, תיאודור מיימן המציא את לייזר האודם המעשי הראשון, וסימן את לידתה של טכנולוגיית הלייזר.
1.2 פיתוח לייזרים: לאחר מכן, צצו סוגים שונים של לייזרים, כגון לייזרי גז (כגון לייזרי הליום-ניאון), לייזר מוליך למחצה ולייזרי מצב מוצק (כגון לייזרי YAG), והרחיבו בהדרגה את היקף יישומיהם לתחומים צבאיים, תעשייתיים ורפואיים.
1.3 מבוא לדרישות הליבה: הלייזר זקוק לפלט הספק יציב, וביישומים רבים, הלייזר אינו יכול להקרין ברציפות את המטרה. כדי למנוע הפעלה חוזרת ונשנית של הלייזר עצמו, מותקן מתג אופטי חיצוני כדי לשלוט במדויק על הדלקה וכיבוי הלייזר.

2. עקרון הפעולה של מודולטור אקוסטו-אופטי (מודולטור AOM)
AOM הוא מכשיר אופטי המשתמש באפקט אקוסטו-אופטי, שבו גלי קול מתפשטים דרך תווך ויוצרים שינויים מחזוריים במקדם השבירה, ובכך מווסתים את מאפייני גלי האור העוברים דרך התווך, כגון עוצמה, תדירות וכיוון. נכון לעכשיו, המוקד הוא על שני מצבי דיפרקציה:
1.1 דיפרקציית בראג: הנפוצה ביותר היא שגלי אור וקול יוצרים זווית מסוימת, ואנרגיית הדיפרקציה מרוכזת בעיקר באור מסדר ראשון, בדומה לסריג סטריאו. מצב זה משמש בעיקר עבור יישומי מתג אופטי.
1.2 דיפרקציית ראמאן: כיוון התפשטות גלי האור והקול הוא ניצב, והאור המועבר מציג התפלגות סימטרית רב-מפלסית, בדומה לסריגת ראמאן מישורית.
3. מצב העבודה של מודולטור AOM כמתג אופטי
3.1 AOM לא טוען אות (לא עובד): הלייזר עובר ישירות דרך (אור ברמה 0) ונספג על ידי מראת ההשתקפות בנתיב האופטי, ללא פלט אפקטיבי.
3.2 אות טעינה של AOM (עבודה): נוצרת דיפרקציה, ואור מסדר ראשון נפלט בזווית מסוימת ונכנס לנתיב האופטי שלאחר מכן לשימוש.
על ידי שליטה בטענה האם מודולטור ה-AOM טוען אותות, ניתן להשיג מיתוג ואפנציה מהירים של הלייזר, תוך עמידה בתרחישי היישום הדורשים שליטה בזמן הקרנת הלייזר.
בנוסף לשימוש כמתג אופטי, AOM יכול גם לנצל את שתי רמות האור שלו כדי לייצר הפרעות וליצור אותות פעימה אופטיים, שניתן להשתמש בהם במדידה ובתחומים אחרים. הדרישה המעשית לפלט הספק לייזר יציב הולידה את טכנולוגיית המתגים האופטיים, ומאפננים אקוסטו-אופטיים (מודולטור AOM) מבוססים על העיקרון והיישום של פונקציית המתג האופטי באמצעות אפקטים אקוסטו-אופטיים, במיוחד מצב עקיפת בראג.