簡(jiǎn)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(qiáng)的光,但想要讓激光效力人類,單靠產(chǎn)生一束激光是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的,還需要調(diào)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(fā)揮它最大的威力,這便需要今天隆重出場(chǎng)的這位“大俠”——激光調(diào)制器。
何謂激光調(diào)制器?
通俗地講,激光調(diào)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(chǔ),也不像激光器、激光設(shè)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(chǎn)品。
激光調(diào)制器的種類有哪些?
既然激光調(diào)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(fù)數(shù)表達(dá)式中可知,影響光波的因子有強(qiáng)度A(r)、相位Φ(r)、頻率ω和傳播方向四個(gè)方面,通過控制這些因子便可以改變光波的狀態(tài),對(duì)應(yīng)的激光調(diào)制器就是強(qiáng)度調(diào)制器、相位調(diào)制器、移頻器和偏轉(zhuǎn)器。
強(qiáng)度調(diào)制器
用于調(diào)制激光的強(qiáng)度或振幅,其中以光衰減器、光閘最具代表性,還有如分時(shí)分能器、功率穩(wěn)定器、噪聲衰減器等集成化器件、設(shè)備。
相位調(diào)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(diào)制器的種類繁多,工作原理也大相徑庭,如光彈調(diào)制器、LN高速電光相位調(diào)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(diào)制器。
移頻器
用于改變光波的頻率,被廣泛應(yīng)用在高端激光系統(tǒng)或測(cè)繪設(shè)備中,以聲光移頻器為典型代表。
偏轉(zhuǎn)器
用于改變光束傳播方向,常規(guī)振鏡系統(tǒng)就是其中一種,此外還有速度更快的mems振鏡、電光偏轉(zhuǎn)器和聲光偏轉(zhuǎn)器等。
看到這里,想必大家對(duì)激光調(diào)制器已經(jīng)有了一個(gè)大致的概念,即能夠動(dòng)態(tài)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(diào)制器的具體產(chǎn)品,僅靠一篇文章是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的。那么,咱們先 重點(diǎn)來聊聊強(qiáng)度調(diào)制器 。
強(qiáng)度調(diào)制器
作為一種被廣泛應(yīng)用于各類光學(xué)系統(tǒng)中的調(diào)制器,其種類之多樣,性能之不同可謂紛繁復(fù)雜,小編今天為各位準(zhǔn)備了四類常見的強(qiáng)度調(diào)制器方案:機(jī)械方案、電光方案、聲光方案和液晶方案。
機(jī)械方案
機(jī)械式強(qiáng)度調(diào)制器是出現(xiàn)最早、應(yīng)用最廣的強(qiáng)度調(diào)制器。其原理是通過旋轉(zhuǎn)半波片改變偏振光中s光與p光的比例,并通過檢偏器進(jìn)行分光。從最初的手動(dòng)調(diào)節(jié)到如今的高度自動(dòng)化、高精度,其產(chǎn)品類型及應(yīng)用發(fā)展已十分成熟:
電光方案
電光強(qiáng)度調(diào)制器可以改變偏振光的強(qiáng)度或振幅,原理基于電光晶體的普克爾斯效應(yīng)。偏振光束通過施加了電場(chǎng)的電光晶體后偏振態(tài)發(fā)生改變,再通過檢偏器進(jìn)行選擇性分光,改變電場(chǎng)強(qiáng)度即可控制出射光的強(qiáng)度,可達(dá)到ns量級(jí)上升/下降沿。
聲光方案
聲光調(diào)制器也可作為強(qiáng)度調(diào)制器使用,通過改變衍射效率,可控制0級(jí)光與1級(jí)光的功率,達(dá)到調(diào)節(jié)光強(qiáng)度的目的。聲光光閘(光衰減器)具有調(diào)制速度快、損傷閾值高等特點(diǎn)。
液晶方案
液晶器件常被作為可變波片或可調(diào)諧濾波器使用,通過在施加了驅(qū)動(dòng)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(chǎn)品具有通光孔徑大、可靠性高等特點(diǎn)。
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