聲光可調(diào)諧濾波器如何控制光波相位


聲光可調(diào)諧濾波器(AOTF)通過(guò)聲光效應(yīng)控制光波相位,具體機(jī)制如下:
1. 聲光效應(yīng)與相位調(diào)制原理
折射率周期性調(diào)制:
AOTF通過(guò)壓電換能器將射頻(RF)信號(hào)轉(zhuǎn)換為超聲波,超聲波在聲光晶體中傳播時(shí),使晶體折射率發(fā)生周期性變化,形成類(lèi)似光柵的結(jié)構(gòu)。光波相位延遲:
當(dāng)光波通過(guò)該折射率周期性變化的晶體時(shí),不同位置的光程不同,導(dǎo)致相位延遲。相位延遲量與超聲波頻率、強(qiáng)度及晶體材料特性(如聲光優(yōu)值M2)相關(guān)。
2. 相位控制方法
調(diào)整射頻信號(hào)頻率:
改變RF信號(hào)頻率可調(diào)節(jié)超聲波波長(zhǎng),從而改變折射率調(diào)制周期,實(shí)現(xiàn)對(duì)光波相位的連續(xù)控制。調(diào)節(jié)射頻信號(hào)功率:
功率變化影響超聲波強(qiáng)度,進(jìn)而改變折射率調(diào)制深度,實(shí)現(xiàn)相位幅度的調(diào)整。
3. 相位調(diào)制特性
非機(jī)械式調(diào)諧:
相比機(jī)械調(diào)諧方式,AOTF通過(guò)電信號(hào)控制,調(diào)諧速度更快(微秒級(jí)),適用于動(dòng)態(tài)相位調(diào)制。偏振依賴(lài)性:
在各向異性晶體中,p光(平行偏振)和s光(垂直偏振)的衍射效率不同,導(dǎo)致偏振相關(guān)的相位調(diào)制。通過(guò)選擇特定偏振態(tài)的光輸入,可實(shí)現(xiàn)獨(dú)立的相位控制。
4. 應(yīng)用示例
光譜成像:
在多光譜成像中,AOTF通過(guò)快速相位調(diào)制實(shí)現(xiàn)不同波長(zhǎng)的光信號(hào)分離,提升成像速度和分辨率。干涉測(cè)量:
利用相位調(diào)制能力,AOTF可作為干涉儀中的相位延遲器,實(shí)現(xiàn)高精度相位測(cè)量。
5. 技術(shù)優(yōu)勢(shì)
高調(diào)諧速度:
AOTF的相位調(diào)制速度遠(yuǎn)超機(jī)械調(diào)諧方式,適用于需要快速響應(yīng)的場(chǎng)景。集成化設(shè)計(jì):
AOTF可與光電子器件集成,實(shí)現(xiàn)小型化、低功耗的相位控制系統(tǒng)。
總結(jié):聲光可調(diào)諧濾波器通過(guò)聲光效應(yīng)實(shí)現(xiàn)光波相位的非機(jī)械式、快速連續(xù)控制,在光譜分析、干涉測(cè)量等領(lǐng)域具有顯著優(yōu)勢(shì)。
責(zé)任編輯:Pan
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