簡而言之,激光可以理解為一種顏色純度高、亮度高、方向性好、相干性強的光,但想要讓激光效力人類,單靠產生一束激光是遠遠不夠的,還需要調控激光的各種屬性,就好比小說中的絕世寶劍,也要配上絕世高手才能發揮它最大的威力,這便需要今天隆重出場的這位“大俠”——激光調制器。
何謂激光調制器?
通俗地講,激光調制器就是一類控制激光的元器件,它既不像晶體、鏡片等元件那樣基礎,也不像激光器、激光設備那樣高度集成,是一種集成化程度較高,種類和功能多樣的器件類產品。
激光調制器的種類有哪些?
既然激光調制器可以控制激光,那它又是如何控制的呢?我們以沿Z軸正向傳播的一維平面波為例:
從光波的復數表達式中可知,影響光波的因子有強度A(r)、相位Φ(r)、頻率ω和傳播方向四個方面,通過控制這些因子便可以改變光波的狀態,對應的激光調制器就是強度調制器、相位調制器、移頻器和偏轉器。
強度調制器
用于調制激光的強度或振幅,其中以光衰減器、光閘最具代表性,還有如分時分能器、功率穩定器、噪聲衰減器等集成化器件、設備。
相位調制器
用于控制光束的相位,相位增大稱為滯后,相位減小稱為超前。相位調制器的種類繁多,工作原理也大相徑庭,如光彈調制器、LN高速電光相位調制器、液晶可變相位延遲片等都是基于不同工作原理而制成的相位調制器。
移頻器
用于改變光波的頻率,被廣泛應用在高端激光系統或測繪設備中,以聲光移頻器為典型代表。
偏轉器
用于改變光束傳播方向,常規振鏡系統就是其中一種,此外還有速度更快的mems振鏡、電光偏轉器和聲光偏轉器等。
看到這里,想必大家對激光調制器已經有了一個大致的概念,即能夠動態地控制、改變激光某些物理屬性的元器件。概括雖短,但想要完整地介紹激光調制器的具體產品,僅靠一篇文章是遠遠不夠的。那么,咱們先 重點來聊聊強度調制器 。
強度調制器
作為一種被廣泛應用于各類光學系統中的調制器,其種類之多樣,性能之不同可謂紛繁復雜,小編今天為各位準備了四類常見的強度調制器方案:機械方案、電光方案、聲光方案和液晶方案。
機械方案
機械式強度調制器是出現最早、應用最廣的強度調制器。其原理是通過旋轉半波片改變偏振光中s光與p光的比例,并通過檢偏器進行分光。從最初的手動調節到如今的高度自動化、高精度,其產品類型及應用發展已十分成熟:
機械式衰減器(電動)
電光方案
電光強度調制器可以改變偏振光的強度或振幅,原理基于電光晶體的普克爾斯效應。偏振光束通過施加了電場的電光晶體后偏振態發生改變,再通過檢偏器進行選擇性分光,改變電場強度即可控制出射光的強度,可達到ns量級上升/下降沿。
聲光方案
聲光調制器也可作為強度調制器使用,通過改變衍射效率,可控制0級光與1級光的功率,達到調節光強度的目的。聲光光閘(光衰減器)具有調制速度快、損傷閾值高等特點。
液晶方案
液晶器件常被作為可變波片或可調諧濾波器使用,通過在施加了驅動電壓的液晶盒兩端加入精密偏振元件,可將其制成液晶快門或可變衰減器,產品具有通光孔徑大、可靠性高等特點。
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