Кристаллы TeO2 для АО применения

Лазерные кристаллы и компоненты.

Лазерные кристаллы, нелинейные кристаллы и лазерная оптика являются важными частями лазерных систем или лазерных приложений. Лазерные кристаллы используются в качестве среды для генерации лазерного света, когда он накачивается источником энергии, нелинейные кристаллы функционируют как генерация гармоник или преобразование частоты, оптический параметрический генератор, модуляторы добротности и т.д. для лазерного света. Лазерные линзы предназначены для фокусировки, гомогенизации или формирования лазерных лучей. Лазерные зеркала предназначены для управления лучом, а лазерные окна используются для передачи заданных длин волн и защиты чувствительных компонентов от рассеянного света. Лазерные фильтры пропускают или отражают часть лазерного излучения. Поляризаторы и волновые пластины используются для изменения состояния поляризации лазерного излучения.  

Мы предлагаем широкий выбор лазерных оптических компонентов, как готовых, так и таможенных продуктов. Лазерные оптические компоненты изготавливаются из определенных кристаллов или оптических материалов с помощью прецизионной резки и полировки, а также с высокоэффективными покрытиями. Также доступны серийные детали для лазеров Nd:YAG, сверхбыстрых фемтосекундных лазеров, волоконных лазеров, CO2-лазеров.

Электрооптические (ЭО) кристаллы и акустооптические (АО) кристаллы.

Электрооптические кристаллы представляют собой кристаллы, демонстрирующие определенный линейный (эффект Поккельса) или нелинейный электрооптический эффект (эффект Керра). В эффекте Поккельса показатель преломления кристаллов изменяется пропорционально величине приложенного к нему электрического поля, а те, которые изменяются пропорционально квадрату внешнего электрического поля, называются вторичным электрооптическим эффектом или эффектом Керра. Хотя изменение показателей преломления, вносимое электрическим полем, незначительно, этого достаточно, чтобы изменить характеристики распространения света в кристалле, так что взаимное преобразование оптоэлектронных сигналов и взаимная модуляция могут быть достигнуты за счет изменения внешнего поле. Эти кристаллы предназначены, в частности, для электрооптических модуляторов (ЭОМ), которые используются для управления интенсивностью (модуляторы интенсивности), фаза (фазовые модуляторы) или поляризация света. Работа модуляторов основана на линейном ЭО-эффекте (эффекте Поккельса).

Предлагаем готовые и индивидуальные электрооптические и акустооптические кристаллы для ЭО и АО модуляций и ячеек поккеля, они изготовлены из высококачественных кристаллов с высокоточной полировкой, покрытиями и электродом Cr-Au, доступны различные   материалы подложки: кристаллы DKDP, BBO, LiNbO₃, MgO:LiNbO₃, TeO₂ и HGTR-KTP. Также предлагаем стандартные и индивидуальные ячейки DKDP, BBO и LiNbO₃ / MgO:LiNbO₃  Поккельса .

DKDP: Он имеет преимущества низкого напряжения полуволны, большого линейного электрооптического коэффициента, широкой полосы пропускания и хорошей оптической однородности. Однако он гигроскопичен.

LiTaO₃: Поперечная электрооптическая модуляция кристалла может использоваться для измерения электрического поля. LiTaO₃ имеет более высокий электрооптический коэффициент, чем LiNbO₃, высокий порог оптического повреждения, низкое двойное лучепреломление и высокий коэффициент пропускания света.

LiNbO₃: имеет относительно низкое полуволновое напряжение и стабильные физико-химические свойства, подходит для твердотельных лазеров с низкой и средней частотой. 

BBO: Это лучший выбор для приложений с высокой мощностью и модуляцией добротности DPSS с высокой частотой повторения благодаря их превосходному порогу повреждения и широкому диапазону прозрачности. Однако для этого требуются высокие напряжения.

KTP: имеет высокие электрооптические коэффициенты и низкую диэлектрическую проницаемость, что позволяет выполнять операции с высокой частотой повторения.

Для сравнения, акустооптические эффекты основаны на изменении показателя преломления среды из-за присутствия в этой среде звуковых волн, а кристаллы диоксида теллура (TeO₂) — одни из самых популярных акустооптических кристаллов, используемых в лазерных приложениях из-за благодаря большому упругооптическому коэффициенту и высокому показателю преломления, это наиболее широко используемый кристалл.

Кристаллы TeO₂ для АО применения.

• Высокая добротность (M2=793 x 10^-18S^3/г) 
• Большой показатель преломления (no = 2,274, ne = 2,430 при 633 нм) 
• Возможность большого размера
• Широкий диапазон оптической передачи: 350-5000нм
• Области применения: AOM (акустооптические модуляторы), AODF (акустооптические дефлекторы), AOTF (акустооптические перестраиваемые фильтры), FCAOM и т.д.

Модули или типы:

Предлагаем кристаллы TeO₂ со следующими характеристиками:

1. 2-дюймовые, 3-дюймовые и 4-дюймовые шарики или слитки кристаллов TeO₂ с контрольной полировкой
2. Заготовки кристаллов TeO₂
3. Кристаллы TeO₂ с лазерной полировкой и покрытием

Основные свойства:

Кристалл TeO₂ (двуокись теллура) является одной из наиболее распространенных акустооптических (АО) сред для изготовления компонентов акустооптической модуляции, которые также могут быть альтернативно названы ячейками Брэгга (например, акустооптические модуляторы, акустооптические настраиваемые фильтры, акустооптические модули). оптические дефлекторы).

Принцип работы АО-кристаллов заключается в том, что эти оптически анизотропные кристаллы со значительно большими коэффициентами фотоупругости демонстрируют чередование своего показателя преломления, благодаря чему кристаллы можно рассматривать как синусоидальные решетки, которые вызывают дифрагию падающего света на его внутренних структурных плоскостях, образованных атомами. В системе АО-модуляции АО-кристалл оснащен ВЧ-драйвером, акустическим преобразователем, который преобразует входное электричество в механические колебания (преобразователь может быть получен с использованием пьезоэлектрических кристаллов, таких как LiNbO₃), который также доступен), и поглотитель акустических волн на конце кристаллической среды AO для обеспечения беспрепятственного распространения света за счет предотвращения образования стоячих волн (или резонансное устройство для режима работы с использованием стоячих волн). 

Обычно существует два вида дифракционных режимов: режим Рамана-Ната, при котором один падающий световой луч преломляется в несколько порядков, и режим Брэгга, при котором один световой пучок преломляется только в один порядок. Режим Брэгга гораздо более распространен, чем режим Рамана-Ната, в приложениях АОМ, поскольку его ширина полосы модуляции намного шире, а его дифракция намного эффективнее, чем у последнего. 

Режим Брэгга имеет место только тогда, когда механические длины волн относительно короче, чем в случае режима Рамана-Ната, и когда свет падает на акустические волновые фронты под определенным углом, называемым углом Брэгга. В этой ситуации и амплитуда, и фаза световой волны модулируются, и несколько порядков дифрагированного света интерферируют друг с другом, оставляя только дифракцию 0 порядка и дифракцию 1 или -1 порядка. Численно угол Брэгга можно сформулировать следующим образом:  θ=λfa/Va=2θb.

Кристалл диоксида теллура представляет собой бесцветный прозрачный кристалл с универсальностью в акустооптической и пьезоэлектрической областях. Семейство кристаллов TeO₂ можно разделить на три структурных типа, в настоящее время можно искусственно вырастить только Gamma TeO₂ со структурой парателлурита. Выращенный кристалл TeO₂ проявляет преобладающие оптические, акустические и пьезоэлектрические свойства. Впечатляюще высокая добротность кристаллов TeO₂ способствует расширению оптического диапазона от видимого спектра до ближнего ИК-спектра, а также оптимизированной дифракционной эффективности, обеспечивающей максимально возможный коэффициент экстинкции. Акустооптические модуляторы, изготовленные из кристаллов TeO₂, могут иметь разрешение, в несколько раз превышающее величину АОМ, изготовленных из других АО материалов, при тех же апертурах. Другие преимущества TeO₂ включают быстрое время нарастания, медленное распространение сдвиговой волны в ориентации <110> и умеренные требования к мощности драйвера.

Режимы работы кристаллов TeO₂:

Существуют в основном три режима работы Акустооптических модуляторов, разработанных на основе кристаллов TeO₂: Первый — режим медленного сдвига, распространяющийся в направлении [110] и совершающий смещения в направлении [110], преимущество использования этого режима имеет низкое акустическое затухание и огромную добротность по сравнению с этой ориентацией (M2=n^6P^2/ρv^3=793x10^-18 S^3/g). Вторая, продольная волна в ориентации [001], относящаяся к ширине полосы модуляции, имеет относительно высокую добротность (M1=n^7P^2/ρv=142x10^-7cm^2·S/g). В третьем случае поперечная волна распространяется в плоскости [001] под углом 35,9° к оси x и совершает смещения в направлении [001]. Характеристика этого режима - нулевая температурная чувствительность и достаточно высокая добротность (М=200x10^-18 См^3/г). Также стоит отметить, что акустическое затухание звуковых волн, распространяющихся в направлении [110], сравнительно выше, чем звуковых волн, распространяющихся в направлении [001]. Более подробные данные приведены в таблицах ниже. 

Акустические скорости кристаллов TeO₂ для различных режимов работы (измерено при 20℃):

Взаимосвязь между распространением акустической волны и акустическим затуханием:

Применения:

АОМ (акустооптические модуляторы)

Акустооптический модулятор (АОМ) позволяет блокировать лазерный луч и различные виды модуляции света, включая модуляцию добротности Nd; YAG-лазеров, сброс резонатора аргоновых лазеров, а также блокираторы мод, датчики импульсов, лазерную доплеровскую велосиметрию, лидар и т.д.

AODF (акустооптические дефлекторы)

Акустооптический дефлектор — это компонент для точного пространственного управления выходным светом или непрерывного/случайного сканирования света под определенным углом. На самом деле, AOM и AOD по своей сути одно и то же. Если изменить только выходную мощность RF-драйвера при сохранении длины волны механической волны, так что положение дифрагированных световых лучей остается прежним, но модулируется их интенсивность, в этой ситуации компонент называется АОМ. Напротив, если изменить только длину волны механической волны, так что интенсивность выходного света не изменится, но вызовет изменения направлений дифрагированного света, в этой ситуации компонент называется АОD. Следовательно, акустооптический модулятор может в равной степени функционировать как акустооптический модулятор, просто изменив способ управления RF -драйвером.

Для акустооптических дефлекторов основными проблемами являются разрешение (как статическое, так и динамическое), время доступа и т.д. Материалы с большим показателем преломления и низкой скоростью распространения механических волн, как правило, более предпочтительны. Кристалл TeO₂ — наиболее распространенный материал для АОD, обладающий вполне приличными размерами и исключительной добротностью, которые способствуют высокому разрешению. 

AOTF (акустооптические настраиваемые фильтры) и PCAOM (полихроматические акустооптические модуляторы) AOTF и PCAOM для систем светового шоу

Поскольку угол Брэгга меняется с изменением длины волны, АОМ можно использовать для выбора света определенных длин волн от источника света со значительным спектром. Такой компонент называется AOTF или PCAOM. TeO₂, работающий в сдвиговом режиме, является отличным кристаллическим материалом для изготовления АОTF. Большая добротность диоксида теллура снижает обязательное питание RF-драйвера, а конструкция компенсационной призмы уменьшает угол разделения. 

FCAOM (акустооптический модулятор с оптоволокном) для телекоммуникаций.