Hispanopedia WikiUn filtro dispersivo programable acustoóptico (AOPDF) es un tipo especial de modulador acustoóptico de haz colineal [ 1 ] capaz de dar forma a la fase espectral y la amplitud de pulsos láser ultracortos . El AOPDF fue inventado por Pierre Tournois [ 2 ] . Normalmente, se utilizan cristales de cuarzo para la fabricación de los AOPDF que operan en el dominio espectral UV, cristales de paratelurita en el visible y el NIR (hasta 4 μm) y calomelanos en el MIR (3–20 μm). Los cristales de niobato de litio introducidos recientemente permiten una operación de alta frecuencia de repetición (> 100 kHz) debido a su alta velocidad acústica. El AOPDF también se utiliza para el control activo de la fase de la envolvente de la portadora de pulsos ópticos de pocos ciclos [ 3 ] , como parte de esquemas de medición de pulsos [ 4 ] y técnicas de espectroscopia multidimensional. [ 5 ] [ 6 ] Aunque comparte mucho en principio de funcionamiento con un filtro sintonizable acustoóptico , el AOPDF no debe confundirse con él, ya que en el primero el parámetro sintonizable es la función de transferencia y en el segundo es la respuesta impulsional .
Teoría de funcionamiento
La onda acústica viajera induce variaciones en las propiedades ópticas, formando así una rejilla de volumen dinámica.
conformación de pulsos
AOPDF es un filtro espectral programable . Desde el punto de vista del procesamiento de señales , AOPDF corresponde a un filtro transversal lineal pasivo variable en el tiempo con una respuesta de impulso finita programable . El filtrado de fase y amplitud en AOPDF se logra mediante el efecto acustoóptico birrefringente y puede representarse mediante una convolución entre la amplitud de la señal óptica de entrada E in ( t ) y una señal acústica programable S ( t / α ) proporcional a la señal eléctrica S ( t ) aplicada al transductor piezoeléctrico (generalmente de niobato de litio ). Aquí, α es un factor de escala igual a la relación entre la velocidad del sonido v y la velocidad de la luz c multiplicada por la diferencia de índice Δ n entre las ondas ordinaria y extraordinaria tomadas a lo largo del eje de propagación en el cristal. En el límite de baja eficiencia de difracción, el AOPDF se comporta como un filtro lineal y el pequeño valor de α (típicamente 10 −7 ) permite el control cuantitativo de señales ópticas con frecuencias de decenas a cientos de terahercios con señales eléctricas de decenas de megahercios, que se producen fácilmente con generadores de formas de onda comerciales .
Polarización
Debido a su naturaleza birrefringente, el AOPDF es intrínsecamente sensible a la polarización. Además, la polarización de la onda difractada, creada como resultado de la interacción entre la onda óptica incidente y la onda acústica en el cristal, está rotada 90° con respecto a la polarización de la onda incidente. Para una entrada óptica de un solo haz, se pueden obtener hasta cuatro haces a la salida del AOPDF: dos haces transmitidos (no difractados) resultantes de la doble refracción y (en presencia de una onda acústica adecuada en el cristal) dos haces difractados correspondientes a cada componente de polarización lineal (ordinaria y extraordinaria) del haz de entrada. Normalmente, se utiliza un haz con polarización ordinaria en la entrada, por lo que solo se observan dos haces a la salida: un haz transmitido con polarización ordinaria y un haz difractado con polarización extraordinaria.
Eficiencia de difracción
La intensidad espectral de la onda difractada depende de la intensidad espectral de la onda acústica (que a su vez depende de la potencia de RF aplicada al transductor). La relación entre la intensidad difractada y la de entrada representa la eficiencia de difracción. La eficiencia máxima de difracción está limitada por efectos no lineales. El régimen lineal se mantiene hasta eficiencias de difracción de aproximadamente el 50 % . La eficiencia total se ve afectada por las pérdidas de Fresnel en las caras de entrada y salida del cristal, a menos que se utilice un recubrimiento antirreflectante .
Ancho de banda espectral
El ancho de banda espectral del AOPDF se define como el rango en el que el dispositivo puede operar. Se puede distinguir entre el ancho de banda intrínseco , limitado por la absorción del cristal acustoóptico; el ancho de banda total del dispositivo , limitado por la adaptación de impedancia entre el transductor piezoeléctrico y el generador de radiofrecuencia; y el ancho de banda instantáneo , definido por el ancho espectral simultáneo máximo difractado con una eficiencia razonable.
Véase también
Referencias
- ↑ IC Chang (1992). «Filtros sintonizables acustoópticos de haz colineal» . Electronics Letters . 28 (13): 1255– 1256. Bibcode : 1992ElL....28.1255C . doi : 10.1049/el:19920793 . Archivado del original el 19 de diciembre de 2019.
- ↑ Pierre Tournois (1997). "Filtro dispersivo programable acustoóptico para compensación adaptativa de la dispersión del tiempo de retardo de grupo en sistemas láser". Optics Communications . 140 ( 4–6 ): 245–249 . Bibcode : 1997OptCo.140..245T . doi : 10.1016/S0030-4018(97)00153-3 .
- ↑ L. Canova; et al. (2009). "Estabilización y control de la fase de la envolvente portadora mediante un compresor de rejilla de transmisión y un AOPDF". Optics Letters . 34 (9): 1333– 5. Bibcode : 2009OptL...34.1333C . doi : 10.1364/OL.34.001333 . PMID 19412263 .
- ↑ N.Forget (2010). "Técnicas de medición de pulsos utilizando un único conformador espectral de amplitud y fase". JOSA B. 27 ( 4): 742– 756. Bibcode : 2010JOSAB..27..742F . doi : 10.1364/JOSAB.27.000742 .
- ↑ Z.Zhang (2012). "Esquemas de ciclo de fase para espectroscopia electrónica bidimensional con geometría de haz de bomba-sonda". Chemical Physics Letters . 550 : 156–161 . Bibcode : 2012CPL...550..156Z . doi : 10.1016/j.cplett.2012.08.037 .
- ↑ O.Schubert (2013). "Línea de retardo acustoóptico de escaneo rápido con una frecuencia de escaneo de 34 kHz y una precisión de 15 as". Optics Letters . 38 (15): 2907– 2910. arXiv : 1807.04752 . Bibcode : 2013OptL...38.2907S . doi : 10.1364/OL.38.002907 . PMID 23903176 .
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