Klassifizierung und Modulationsschema des Lasermodulators
LasermodulatorEs handelt sich um eine Art von Steuerungslaserkomponenten; sie ist weder so einfach wie Kristalle, Linsen und andere Komponenten, noch so hochintegriert wie Laser.LasergeräteEs handelt sich um einen hohen Integrationsgrad sowie um verschiedene Typen und Funktionen der Geräteklasse. Aus dem komplexen Ausdruck der Lichtwelle geht hervor, dass die Faktoren, die die Lichtwelle beeinflussen, die Intensität A(r), die Phase Φ(r), die Frequenz ω und die Ausbreitungsrichtung sind. Durch die Steuerung dieser Faktoren lässt sich der Zustand der Lichtwelle verändern; der entsprechende Lasermodulator ist derIntensitätsmodulatorPhasenmodulator, Frequenzumsetzer und Ablenker.
1. Intensitätsmodulator: wird zur Modulation der Intensität oder Amplitude des Lasers verwendet. Optische Dämpfungsglieder und optische Gatter sind die bekanntesten Beispiele, aber auch integrierte Geräte und Anlagen wie Zeitteiler, Leistungsstabilisatoren und Rauschdämpfer.
2. PhasenmodulatorPhasenmodulatoren dienen der Steuerung der Strahlphase. Eine Phasenzunahme wird als Verzögerung, eine Phasenabnahme als Vorlauf bezeichnet. Es gibt viele Arten von Phasenmodulatoren mit sehr unterschiedlichen Funktionsprinzipien. Beispiele hierfür sind fotoelastische Modulatoren, elektrooptische Hochgeschwindigkeits-Phasenmodulatoren aus Flüssigkristallen und Phasenverzögerungsfolien mit variabler Phasenverzögerung.
3. Frequenzumsetzer: Wird zur Änderung der Frequenz von Lichtwellen verwendet und findet breite Anwendung in High-End-Lasersystemen oder Kartierungsgeräten. Ein typischer Vertreter ist der akustooptische Frequenzumsetzer.
4. Deflektor: Wird verwendet, um die Richtung der Strahlausbreitung zu ändern. Das herkömmliche Galvanometersystem ist eines davon, darüber hinaus gibt es schnellere MEMS-Galvanometer, elektrooptische Deflektoren und akustooptische Deflektoren.
Wir haben ein allgemeines Verständnis von Lasermodulatoren, also Komponenten, die bestimmte physikalische Eigenschaften des Lasers dynamisch steuern und verändern können. Um jedoch die einzelnen Produkte von Lasermodulatoren umfassend vorzustellen, reicht ein einzelner Artikel bei Weitem nicht aus. Daher konzentrieren wir uns zunächst auf Intensitätsmodulatoren. Intensitätsmodulatoren sind weit verbreitete Modulatoren in optischen Systemen. Ihre Vielfalt und unterschiedlichen Leistungsmerkmale sind komplex. Wir stellen Ihnen heute vier gängige Bauformen von Intensitätsmodulatoren vor: mechanische, elektrooptische, akustooptische und Flüssigkristallmodulatoren.
1. Mechanisches Verfahren: Der mechanische Lichtmodulator ist der älteste und am weitesten verbreitete Lichtmodulator. Das Prinzip besteht darin, das Verhältnis von s- zu p-Licht im polarisierten Licht durch Drehen einer Halbwellenplatte zu verändern und das Licht anschließend durch einen Polarisator zu teilen. Von der anfänglichen manuellen Einstellung bis hin zu den heutigen hochautomatisierten und hochpräzisen Systemen haben sich Produkttypen und Anwendungsbereiche stark weiterentwickelt.
2. Elektrooptisches Verfahren: Ein elektrooptischer Intensitätsmodulator kann die Intensität oder Amplitude von polarisiertem Licht verändern. Das Prinzip basiert auf dem Pockels-Effekt elektrooptischer Kristalle. Der Polarisationszustand des polarisierten Strahls ändert sich nach Anlegen eines elektrischen Feldes an den elektrooptischen Kristall. Anschließend wird die Polarisation durch den Polarisator selektiv aufgeteilt. Die Intensität des emittierten Lichts lässt sich durch Änderung der elektrischen Feldstärke steuern, wobei Anstiegs- und Abfallzeiten im Nanosekundenbereich erreicht werden können.
3. Akustooptisches Verfahren: Ein akustooptischer Modulator kann auch als Intensitätsmodulator eingesetzt werden. Durch Änderung des Beugungswirkungsgrades lässt sich die Leistung von Licht 0 und Licht 1 steuern und somit die Lichtintensität anpassen. Akustooptische Gates (optische Dämpfungsglieder) zeichnen sich durch hohe Modulationsgeschwindigkeit und hohe Zerstörschwelle aus.
4 Flüssigkristalllösung: Flüssigkristallbauelemente werden häufig als variable Wellenplatte oder abstimmbarer Filter eingesetzt. Durch Anlegen einer Ansteuerspannung an beide Enden des Flüssigkristallgehäuses und Hinzufügen eines Präzisionspolarisationselements kann ein Flüssigkristallverschluss oder ein variabler Dämpfungsregler hergestellt werden. Das Produkt zeichnet sich durch eine große Lichtdurchlässigkeit und hohe Zuverlässigkeitseigenschaften aus.
Veröffentlichungsdatum: 18. Februar 2025