Как использовать акустооптический модулятор в качестве оптического переключателя

Как использовать акустооптический модулятор (АОМ-модулятор) в качестве оптического переключателя.
1. Предпосылки и контекст технологического развития
1.1 Происхождение лазера: В 1960 году Теодор Мейман изобрел первый практичный рубиновый лазер, положив начало лазерным технологиям.
1.2 Развитие лазеров: Впоследствии появились различные типы лазеров, такие как газовые лазеры (например, гелий-неоновые лазеры), полупроводниковые лазеры и твердотельные лазеры (например, YAG-лазеры), постепенно расширяя область их применения в военной, промышленной и медицинской сферах.
1.3 Введение в основные требования: Лазеру необходима стабильная выходная мощность, и во многих областях применения лазер не может непрерывно облучать цель. Чтобы избежать многократного включения/выключения самого лазера, используется внешний оптический переключатель для точного управления включением/выключением лазера.

2. Принцип работы акустооптического модулятора (АОМ-модулятора)
АОМ (акустооптический модулятор) — это оптическое устройство, использующее акустооптический эффект, при котором звуковые волны распространяются через среду, вызывая периодические изменения показателя преломления и, таким образом, модулируя характеристики световых волн, проходящих через среду, такие как интенсивность, частота и направление. В настоящее время основное внимание уделяется двум режимам дифракции:
1.1 Дифракция Брэгга: Наиболее распространенный способ заключается в том, что световые и звуковые волны образуют определенный угол, а энергия дифракции в основном концентрируется в свете первого порядка, подобно стереорешетке. Этот режим в основном используется в оптических переключателях.
1.2 Рамановская дифракция: Направление распространения световых и звуковых волн перпендикулярно, и дифрагированный свет демонстрирует многоуровневое симметричное распределение, подобное плоской решетке.
3. Принцип работы модулятора АОМ в качестве оптического переключателя.
3.1 АОМ не загружает сигнал (не работает): лазерный луч проходит непосредственно через него (свет нулевого уровня) и поглощается отражающим зеркалом в оптическом тракте, без эффективного выходного сигнала.
3.2 Сигнал загрузки АОМ (рабочий): генерируется дифракция, и свет первого порядка излучается под определенным углом и попадает в последующий оптический тракт для использования.
Управляя тем, загружает ли модулятор АОМ сигналы, можно добиться быстрого переключения и модуляции лазера, что соответствует сценариям применения, требующим контроля времени лазерного облучения.
Помимо использования в качестве оптического переключателя, акустооптический модулятор (АОМ) также может использовать два уровня света для генерации интерференции и формирования оптических биений, что может применяться в измерениях и других областях. Практическая потребность в стабильной выходной мощности лазера привела к развитию технологии оптических переключателей, и акустооптические модуляторы (АОМ-модуляторы) основаны на принципе и применении функции оптического переключателя с использованием акустооптических эффектов, особенно режима дифракции Брэгга.