專利名稱：多通道聲－光調(diào)制器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及光學(xué)領(lǐng)域，尤其是聲-光調(diào)制器和采用這些調(diào)制器的系統(tǒng)。
背景描述聲-光調(diào)制器(AOMs)常用來剖分和/或調(diào)制激光光束。聲-光調(diào)制器的基本原理是易受壓力影響的透明介質(zhì)的折射率發(fā)生變化。比如當(dāng)壓力是由壓電換能器產(chǎn)生的高頻聲波時，折射的變化是周期性的。周期性折射模式的作用是產(chǎn)生所謂布喇格衍射的衍射光柵。未被衍射的光束稱為零階光束，被衍射的主要光束稱為一階光束。
激光光束的幅度調(diào)制是諸多應(yīng)用的另一要求。聲-光調(diào)制器中被衍射的光量是所采用的聲波功率的函數(shù)，因此可以通過改變聲波功率來改變調(diào)制。采用現(xiàn)有技術(shù)由初始入射光束產(chǎn)生第二調(diào)制光束，需要第二聲-光調(diào)制器與第一聲-光調(diào)制器串聯(lián)。用這種方法產(chǎn)生的第二調(diào)制光束的強度或大小可能與第一調(diào)制光束相差很大，且可能混有第一調(diào)制光束的調(diào)制特性。
激光的很多應(yīng)用要求采用分光器由初始光束得到兩束強度相同的光束。傳統(tǒng)的空間分光技術(shù)，例如部分反射/透射透鏡涂層，可以產(chǎn)生兩束強度最多約為50％的連續(xù)光束。傳統(tǒng)分光器的另一缺點是它們不能適用于所有波長。機械的分波或斬波技術(shù)，例如旋轉(zhuǎn)多角鏡，具有與運動要素，比如速度的變化和限制，相關(guān)的上述所有缺點。
發(fā)明概述本發(fā)明是一種多通道聲-光調(diào)制器(MCAOM)和一種采用所述多通道聲-光調(diào)制器的激光器系統(tǒng)。所述多通道聲-光調(diào)制器是有著廣泛應(yīng)用的通用光元件。最簡單的用途是在單個晶體里提供多個現(xiàn)技術(shù)制造的聲-光調(diào)制器的功能，結(jié)果是具有價格比較低廉、結(jié)構(gòu)比較簡單的優(yōu)點。功能更強大的實施例是多通道聲-光調(diào)制器能產(chǎn)生多束強度均與入射光束接近的調(diào)制光束。這樣產(chǎn)生的多束已調(diào)光束兩兩之間強度幾乎相同。雙通道聲-光調(diào)制器(DCAOM)通過從單個入射光束產(chǎn)生兩束已調(diào)且空間分離的光束，解決了串聯(lián)聲-光調(diào)制器引起的光束混雜的現(xiàn)有技術(shù)問題。
由多通道聲-光調(diào)制器產(chǎn)生的多個光束可以由電子裝置獨立控制，而不需要互相相關(guān)。任一時刻衍射光束的總能量加起來要小于入射光束的能量，但在此限制范圍內(nèi)，多個光束可以被交換，獨立地被調(diào)制以及被掃描。
多通道聲-光調(diào)制器采用一種具有多個聲波換能器的裝配面的晶體。雙通道聲-光調(diào)制器的晶體有兩個裝配面可被用來裝配聲波換能器，從而產(chǎn)生以公共角，即布喇格角，與入射光束相交的聲場。三通道聲-光調(diào)制器有三個晶面，其余類似。更多通道的情形依次類推。
多通道聲-光調(diào)制器晶體的裝配面可以被定向，以便激勵任一換能器，產(chǎn)生相應(yīng)的被衍射出去的一階光束。由于每個換能器的聲場都以唯一的方向同入射光束相交，每個一階光束都以唯一的軸向被衍射出去。
應(yīng)用多通道聲-光調(diào)制器的系統(tǒng)具有用于控制換能器的驅(qū)動信號的電子裝置，以便控制每個通道滿足應(yīng)用系統(tǒng)的要求。驅(qū)動信號的幅度和頻率調(diào)制使得光束的強度和角度可控。
附圖簡介

圖1為根據(jù)本發(fā)明，采用一個雙通道聲-光調(diào)制器系統(tǒng)的方框圖。
圖2為根據(jù)本發(fā)明的雙通道聲-光調(diào)制器的控制功能。
圖3為一種用于現(xiàn)有技術(shù)聲-光調(diào)制器的晶體。
圖4a-b為一種根據(jù)本發(fā)明的雙通道聲-光調(diào)制器組合。
圖5a-b為一種根據(jù)本發(fā)明的采用正方棱錐平截頭體形狀晶體的四通道聲-光調(diào)制器組合的頂視圖和側(cè)視圖。
圖6a-b為一種根據(jù)本發(fā)明的采用斜截直線形晶體的四通道聲-光調(diào)制器組合的頂視圖和側(cè)視圖。
圖7a-b為一種根據(jù)本發(fā)明的采用斜截圓柱體形狀晶體的四通道聲-光調(diào)制器組合的頂視圖和側(cè)視圖。
圖8為一種根據(jù)本發(fā)明，用于雙通道聲-光調(diào)制器中，在入射面上有防止反射的斜面的晶體。
圖9為一種在一具有圓盤結(jié)構(gòu)儀器中的雙通道聲-光調(diào)制器的應(yīng)用。
圖10為雙通道聲-光調(diào)制器中換能器驅(qū)動信號的一種可能的控制方法。
發(fā)明詳述由于傳統(tǒng)的聲-光調(diào)制器常常被設(shè)計成基本采用單一波長的光工作，所以晶體材料的選取依賴于波長。已知材料的適用波長范圍為0.2微米-20微米。本發(fā)明中多通道聲-光調(diào)制器的材料的選取是根據(jù)這些已知的原理。這意味著可以制造出任意波長的多通道聲-光調(diào)制器，只要能找到可用于聲-光調(diào)制器的晶體。多通道聲-光調(diào)制器的通道設(shè)計數(shù)目只受如下所示晶體中聲場的幾何形狀要求的限制。本發(fā)明首先在一個雙通道的實施例中描述。
圖1為一種根據(jù)本發(fā)明的雙通道聲-光調(diào)制器的方框圖。激光器11產(chǎn)生被導(dǎo)入晶體12的光束。此激光器可以是任何類型的，脈沖型或連續(xù)型的。激光的波長對于所述晶體必須是透明的。晶體12在兩個相對的晶面上裝配了由電信號產(chǎn)生聲波的換能器13a，13b。典型的換能器是壓電裝置，以粘附或機械方式裝配在所述晶體上。每個換能器由它自身的調(diào)制信號A和B控制。驅(qū)動換能器的電信號的幅度和頻率調(diào)制可以采用標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)。單個零階光束15從晶體中出射。當(dāng)兩個換能器都沒有被激活時，零階光束15與入射光束相同。激活換能器13a導(dǎo)致一部分入射光束被衍射進(jìn)入被稱為A1光束的一階光束14a中。同樣地，激活換能器13b導(dǎo)致一部分入射光束被衍射進(jìn)入同為一階光束B1的光束14b中。即便在典型的最大衍射達(dá)到80-90％時，零階光束或殘留光束總會以某種幅度大小存在。
盡管對一些應(yīng)用而言，在某一時刻使用不止一個換能器被驅(qū)動的多通道聲-光調(diào)制器是可能的，也是所希望的，但是，所得到的光束的能量與可從入射光束得到的最大能量相比，肯定要減小，因為衍射光束只是入射光束的一部分。如果在某一時刻，只允許一個換能器被激活，衍射光束就可以被驅(qū)動到它的最大幅度。當(dāng)工作在這種模式時，多通道聲-光調(diào)制器可產(chǎn)生一系列最大限度地類似入射光束且強度為其80-90％的一階脈沖型光束，因此優(yōu)于由現(xiàn)有技術(shù)產(chǎn)生的一系列光束的一些應(yīng)用。也請注意，每個一階光束的大小可以做到基本相同，因為每個光束的光路非常相似。同時必須注意到，盡管現(xiàn)有技術(shù)制造的聲-光調(diào)制器有兩個輸出光束，即零階光束和一階光束，它們的光路和大小相似，但是，它們的幅度并不完全相符，因為100％的衍射是不可能的。
在現(xiàn)有技術(shù)的串聯(lián)聲-光調(diào)制器裝置中，要產(chǎn)生兩個相似光束，有兩種可能的結(jié)構(gòu)?？梢詮腁OM-1中取出一階光束作為A光束，然后把零階光束導(dǎo)入AOM-2產(chǎn)生第二個一階光束作為B光束。顯然，A光束和B光束的光路差異很大，因此，由于幅度和光束大小的差異，采用這種裝置要得到非常相似的光束很困難。也可以通過把AOM-1的一階光束導(dǎo)入AOM-2，把從AOM-2傳出的零階光束和一階光束作為A光束和B光束。在這種結(jié)構(gòu)中，不存在光路不同的問題，因為兩光束都經(jīng)過了AOM-1和AOM-2。然而，通過了兩個而不是一個聲-光調(diào)制器的較長光路由于衍射會導(dǎo)致影響脈沖的上升時間的光束大小的增加。同時由于不可能衍射100％的光束，從AOM-2輸出的零階光束包括入射光束的非衍射部分，約占入射光束的10-20％。當(dāng)AOM-2有輸入光束時，這一泄漏導(dǎo)致無法使零階光束的幅度為零。雙通道聲-光調(diào)制器通過從如下所述的從單個入射光束中產(chǎn)生兩個被調(diào)制且空間分開的光束，解決了這個問題。
圖2為采用雙通道聲-光調(diào)制器實施例的電子控制功能，在所述聲-光調(diào)制器中，換能器被獨立驅(qū)動，且具有驅(qū)動其中之一的能力。任意的被調(diào)制信號A和B由包括功能發(fā)生器25a，25b分開的A和B信道21a，21b和用于調(diào)制信號26a，26b的幅度和/或頻率的裝置產(chǎn)生。此功能發(fā)生器可以是一個標(biāo)準(zhǔn)的射頻信號發(fā)生器。被調(diào)制信號A和B的幅度和頻率無需相等，且對每一信道采用獨立的控制裝置使得允許獨立設(shè)置幅度和頻率。這一特性使得對于廣泛的應(yīng)用系統(tǒng)有最大的適應(yīng)性。本實施例中的信道選擇器22用于選擇(使能)A和/或B或者使兩通道都不能通過。所述信道選擇器并不要求給每個信道分配相等的時間段。例如，不需要激活B通道，A通道就可以無限制地被選擇，反之亦然。如果采用相等的幅度/頻率和相等的時間段，作為一種特殊情形，可以得到A1和B1光束間最大的等價性。當(dāng)只有一個換能器被驅(qū)動時，從入射光束向被選的一階衍射光束的轉(zhuǎn)換最大可達(dá)大約80-90％。
激光的波長和壓電換能器的頻率必須與晶體材料適當(dāng)匹配。例如，波長為9.25微米的CO2激光器可以與連接于鍺晶體的40MHZ的換能器一起使用。如上所述，任何可用于聲-光調(diào)制器的材料可用于多通道聲-光調(diào)制器。這些材料包括石英和鋰鈮酸鹽。
光束可被調(diào)制的速率與被調(diào)制脈沖的上升時間有關(guān)，由入射光束的直徑與聲波在晶體中的速度的比值決定。因此，較小的光束大小允許更快的上升時間和調(diào)制速率。由于零階光束是入射光束中未被衍射的原有部分，因此也可以控制驅(qū)動信號的應(yīng)用，從而在需要時產(chǎn)生零階光束的調(diào)制。從前面的討論中可見，零階光束顯然是可以被調(diào)制的，但是，只要有入射光束就不會減小到零。當(dāng)然，入射光束可通過采用光閘等裝置來獨立控制。
為描述聲場和入射光束之間的角度關(guān)系，采用了描述一種現(xiàn)有技術(shù)的聲-光調(diào)制器的圖3。晶體31的典型情形是直線型的，但與換能器13a相對的晶面可以是有傾角的，以便減弱聲波的反射。入射光束33以角度α射入晶體，與聲場(由虛線36代表)以角度α相交。一階光束35的衍射角則為兩倍α。
聲場與入射光束相交所要求的角度α被稱為布喇格角，所述角度由下式給出α=12*λΛ]]>其中A為聲波的波長，λ為光波長。聲波的波長由晶體中的音速與頻率的比值決定Λ=Vf]]>一個波長為9.2微米的CO2激光器，鍺晶體和40MHZ的換能器的布喇格角的計算舉例如下。從表中可查出鍺中音速為5.5×105cm/sec。則Λ=5.5*10540*106=1.38*10-2cm]]>且布喇格角α為
由于典型情形下衍射光束需要通過鏡子從零階光束中物理地分離，以便能方便應(yīng)用，因此角度不能太小。同樣，衍射角太大也給鏡子的安排帶來了一些物理上的問題。因此，盡管角度可更大或更小，為方便起見，建議布喇格角在1-20度之間。
無論哪個換能器被驅(qū)動，用于多通道聲-光調(diào)制器的晶體的幾何形狀都受光和聲場相交的角度必須相同這一條件的限制。晶體上裝配換能器的晶面以與入射光束軸，即光軸，有關(guān)的某一特定角度被切割，所述光軸通常是晶體的中心軸，但并不要求如此。圖4a-b描述了一種根據(jù)本發(fā)明的雙通道聲-光調(diào)制器。在所有圖中對應(yīng)于α的角度被夸大以使它們清晰可見。所述視圖為晶體沿x-y晶面光軸的梯形截面圖。在別的晶面內(nèi)(未顯示)橫截面的形狀并不重要。所述梯形的四條邊被標(biāo)記為12a，12b，12c和12d。入射面12a是入射光束16進(jìn)入晶體的晶面。在圖4a中，換能器13a產(chǎn)生的聲場用虛線41表示。換能器13b產(chǎn)生的聲場用實線42表示。聲場41和42形成為與各自裝配面平行的相對平坦的平面。換能器的大小必須充分大，大到對應(yīng)用系統(tǒng)而言，足以使通過光束橫截面的聲場的曲率小到可忽略的程度。圖4b通過顯示裝配面的垂線43經(jīng)投影與入射光束16的光路，即光軸，相交成90-α角，來顯示裝配面所需的幾何形狀。所述被投影的垂線模擬了裝配面的聲場的傳播方向。注意，當(dāng)光軸沿y軸上下平移時，與其夾角保持不變。當(dāng)光軸沿z軸平移時，結(jié)果相同。因此，光軸無需經(jīng)過晶體的中心，而只要角度關(guān)系保持不變。如圖所示，為簡化晶體的設(shè)計，讓入射光束垂直于入射面入射是合適的，但正如后面將會看到的，這并不是實際所要求的。換能器13a和13b附接在裝配面12b和12d上。裝配面與入射面12相交成90-α角。出射面12c是光束射出的晶面。A1-光束14a和B1-光束14b以加減兩倍α角度被衍射。因此，A1和B1光束以4α角度被分開。
圖5a為根據(jù)本發(fā)明，應(yīng)用于四通道聲-光調(diào)制器的晶體的頂視圖。晶體51是正方棱錐的平截頭體。四個換能器13a-d附接在晶體的四個梯形裝配面62a-d上。與雙通道聲-光調(diào)制器相似，梯形面與正方形底和頂?shù)膴A角是角度α的函數(shù)。
由于幾何要求可由正三棱錐、五棱錐等的平截頭體滿足，采用棱錐平截頭體形狀可以制造成有任意多個通道的多通道聲-光調(diào)制器。棱錐也不是多通道聲-光調(diào)制器中所用晶體的唯一幾何結(jié)構(gòu)。例如，晶體的基本結(jié)構(gòu)可以是直線型的或是圓柱型的，換能器所用表面可以被切割成表面或邊沿，以形成與軸具有合適角度的裝配面。圖6a為根據(jù)本發(fā)明，用于四通道聲-光調(diào)制器的斜截直線型晶體61的頂視圖。它基本上可看成帶有用作裝配面62a-d的斜截面的直線型晶體，這些裝配面被削切成角以形成裝配換能器13a-d的三角形裝配面。當(dāng)晶體的正方形表面的四個角被對稱斜截時，由這些表面上的換能器產(chǎn)生的聲場將以一公共角與入射光軸相交。圖6b是圖6a中晶體的側(cè)面透視圖。用于描述直線型晶體的同一方法，可用于圓柱型晶體。圖7a是頂部切有裝配面62a-d的有切面的圓柱型晶體71的頂視圖。盡管能用四個裝配面，只在相鄰晶面上顯示了兩個換能器13a-b。這兩個換能器也可以被裝配在相對的晶面上。同樣，可以采用三個換能器，每個換能器裝配在三個晶面的任一晶面上。通常，多通道聲-光調(diào)制器的晶體并不需要在其所有裝配面上都裝配換能器，以使別的換能器工作。由于每個換能器可單獨作用，所以可以裝配一個或多個換能器，而不需要考慮其它晶面上是否有換能器。因此，例如，可以制造有較多數(shù)目裝配面的標(biāo)準(zhǔn)晶體，比如四個裝配面，此晶體也可用作一個，兩個或三個通道的裝置。
由于要求裝配面必須與入射光束的軸成一公共角被切割成，所以只要這些裝配面不在光路中，且不引起聲場的反射，晶體的功能就對晶體形狀其它方面不敏感。因為此處顯示的多通道聲-光調(diào)制器的晶體，其裝配面的角度安排慮及晶體的每一其它晶面，本身就避免了顯著的聲波反射。只要選擇了晶體的形狀，就必須考慮潛在的聲波反射問題。
對于圖3所示現(xiàn)有技術(shù)中聲-光調(diào)制器的晶體，其入射光束不是以90度入射到晶體上，晶體就不會產(chǎn)生背向反射回激光腔的光束。正如顯示的那樣，多通道聲-光調(diào)制器可以采用入射光束垂直地進(jìn)入晶體，因此，至少應(yīng)考慮背向反射。發(fā)明者在實際中沒有觀測到這一問題，但是，如果該問題在某一特殊應(yīng)用中存在，一種解決方案可以是使晶體的入射面有一角度，以除去背向反射的可能性。圖8為一種由所述方法改進(jìn)的雙通道聲-光調(diào)制器。除入射面12a與裝配面12b和12d之間的角度不相等外，而在晶體12中它們是相等的，晶體81與圖4中的晶體12類似。如果入射面有一個很小的，只有幾度的傾斜角δ，那么該入射面與裝配面所交的角度為90-α-δ和90-α+δ。裝配面與晶面12c之間的夾角為90+α，這些夾角不受改進(jìn)方案的影響，而與晶體12中的夾角相同，即90+α。圖4只顯示出一個晶面的傾斜，但是任一方向上的一個傾斜面就已足夠。入射面的傾斜引起入射光束大量折射，從而要求必須調(diào)整入射光束的角度以補償這個效應(yīng)。
由于布喇格角是聲波波長的函數(shù)，因此有時通過調(diào)制換能器驅(qū)動信號的頻率來調(diào)制布喇格角是有用的。可以應(yīng)用頻率調(diào)制在一角度范圍內(nèi)線性掃描衍射光束的位置。同樣，多通道聲-光調(diào)制器的多個光束可與已調(diào)頻驅(qū)動信號一起被用來掃描光束。例如，如果圖6a-b所示的雙通道聲-光調(diào)制器由已調(diào)頻信號驅(qū)動，四個一階光束掃描以形成x-y軸。處于相對晶面的換能器13b和13d將產(chǎn)生光束串，而對另一對換能器13a，13c，光束將與之成直角。
圖9為激光器系統(tǒng)中雙通道聲-光調(diào)制器的一個特殊應(yīng)用，該激光器系統(tǒng)在磁盤驅(qū)動中用于構(gòu)造磁盤基底。眾所周知，用激光暫時軟化基底表面的小點，可在底層上形成能用作滑片的接觸起始-停止區(qū)域的圓形或螺旋形凸起圖樣。由于在基底的兩面形成相等同的結(jié)構(gòu)十分重要，希望在每一面采用相同的脈沖激光束。圖9所示的系統(tǒng)采用雙通道聲-光調(diào)制器形成兩個基本相同的脈沖激光束。激光器11產(chǎn)生一束通過光閘101a的光束。調(diào)整鏡子91a，91b，使光束進(jìn)入雙通道聲-光調(diào)制器DCAOM12，所述雙通道聲-光調(diào)制器中的換能器13a，13b，被信號23，24驅(qū)動。在本應(yīng)用中，所述信號交替被脈沖激發(fā)來產(chǎn)生脈沖型A1和B1光束14a，14b。驅(qū)動信號23，24被選擇以在光束14a和14b中產(chǎn)生最大幅度，如前面所述，這一最大幅度應(yīng)約為入射光束的80-90％。允許零階光束15輸入到波長計92。通過調(diào)整鏡子91c，91d，91e，91f，經(jīng)光束擴展器94a，94b，再經(jīng)聚焦透鏡98a，98b，A1和B1光束被引導(dǎo)至正被構(gòu)造的盤片的相對面。每一光束的一小部分由光束分離器99a，99b反射進(jìn)入功率計93a，93b。圓盤由連接在馬達(dá)97上的軸96帶動旋轉(zhuǎn)，而光束則由脈沖驅(qū)動，使得光束在圓盤的每一面構(gòu)造圓形或螺旋形圖案，馬達(dá)，軸和圓盤必須安置在一個平移載物臺上(未顯示)以在圓盤上形成一個帶形結(jié)構(gòu)。
圖10描述了一種用于圖9所示系統(tǒng)中雙通道聲-光調(diào)制器的換能器的驅(qū)動信號的一種可能的控制裝置。所述實施例采用一個頻率為20KHZ、占空比為50-50的主方波振蕩器101來驅(qū)動正負(fù)邊沿觸發(fā)脈沖發(fā)生器102，103。所述脈沖發(fā)生器驅(qū)動門射頻振蕩器形成已調(diào)信號23，24的包絡(luò)。振蕩器101用作通道選擇器。由振蕩器的上升和下降沿產(chǎn)生的兩個脈沖序列控制光束A1和B1。脈沖的最佳寬度應(yīng)小于主振蕩器周期的一半，這樣就不會發(fā)生重疊。假設(shè)振蕩器的重復(fù)頻率為20KHZ，這意味著用于構(gòu)成基底的脈沖寬度的典型值小于10微秒。脈沖的幅度和寬度用來控制一階激光光束的強度和脈沖長度。
權(quán)利要求
1.一種聲-光調(diào)制組合，包括a)一種對于某一所選波長的光沿軸向是透明的晶體，所述晶體具有至少兩個裝配面；b)為了由電信號產(chǎn)生聲波，至少兩個換能器連接到兩個裝配面上，這些換能器被定位以使由換能器產(chǎn)生的聲波能以公共角與軸相交。
2.權(quán)利要求1中的聲-光調(diào)制組合，其特征在于，此晶體沿軸向有一個梯形的橫截面。
3.權(quán)利要求1中的聲-光調(diào)制組合，其特征在于，此晶體是一個平截頭體。
4.權(quán)利要求1中的聲-光調(diào)制組合，其特征在于，此晶體包括一個圓柱體部分。
5.權(quán)利要求1中的聲-光調(diào)制組合，其特征在于，此晶體通常為其裝配表面是斜截角的直線型。
6.權(quán)利要求1中的聲-光調(diào)制組合，其特征在于，穿過晶體的軸與晶體的兩個面相交，并且軸和至少一個面的相交形成斜角。
7.權(quán)利要求1中的聲-光調(diào)制組合，其特征在于，沿所述晶體軸向該晶體的一個橫截面是一個包括前，后以及兩個有裝配面的側(cè)面的梯形。
8.權(quán)利要求1中的聲-光調(diào)制組合，其特征在于，還包括a)在所述晶體上有第三個裝配面；b)連接在第三個裝配面上的用來由電信號產(chǎn)生聲波的第三個換能器，該換能器被定向從而使由換能器產(chǎn)生的聲波能以公共角與軸相交。
9.權(quán)利要求8中的聲-光調(diào)制組合，其特征在于，還包括a)在所述晶體上有第四個裝配面；b)連接在第四個裝配面上的用來由電信號產(chǎn)生聲波的第四個換能器，該換能器被定向從而使從由換能器產(chǎn)生的聲波能以公共角與軸相交。
10.一種用于聲-光調(diào)制器的晶體，該晶體包括一個平面型入射面；一個與入射面相對配置的平面表出射面，這樣，由所選擇角度進(jìn)入入射面的激光光束可以沿光軸傳輸，從出射面射出；至少用于裝配第一和第二聲波換能器的第一和第二平面型裝配面，所述裝配面被定向，以使得第一裝配面的垂直線經(jīng)投影以α角與光軸相交，且第二裝配面的垂直線經(jīng)投影以α角與光軸相交。
11.權(quán)利要求10中的晶體，其特征在于，還包括一個用于裝配第三個聲波換能器的第三裝配面，所述裝配面被定向以使得第三裝配面的垂直線經(jīng)投影以α角與光軸相交。
12.權(quán)利要求10中的晶體，其特征在于，還包括一個裝配第四個聲波換能器的第四裝配面，所述裝配面被定向以使第四裝配面的垂直線經(jīng)投影以α角與光軸相交。
13.權(quán)利要求10中的晶體，其特征在于，所述晶體具有一個沿光軸方向的梯形橫截面。
14.權(quán)利要求10中的晶體，其特征在于，所述晶體是平截頭體。
15.權(quán)利要求10中的晶體，其特征在于，所述晶體通常是其裝配面是一面的被斜切部分的圓柱體。
16.權(quán)利要求10中的晶體，其特征在于，所述晶體通常其裝配面是斜截角的直線型。
17.權(quán)利要求10中的晶體，其特征在于，通過晶體的光軸與晶體的兩個晶面相交，并且軸和至少一個面的相交形成斜角。
18.一種激光器系統(tǒng)，包括一種對一所選擇波長的光能透射的晶體；一種能為所述晶體產(chǎn)生一束該晶體能透射的入射光束的激光器；至少第一和第二聲波換能器被連接到所述晶體上，且被定向，以使每個換能器的聲場能以公共角與光束相交；第一驅(qū)動器為第一換能器產(chǎn)生驅(qū)動信號，在晶體中形成第一聲場，導(dǎo)致入射光束的一部分被衍射形成一階光束A1；第二驅(qū)動器為第二換能器產(chǎn)生驅(qū)動信號，在晶體中形成第二聲場，導(dǎo)致入射光束的一部分被衍射形成一階光束B1。
19.權(quán)利要求18中的激光器系統(tǒng)，其特征在于，還包括對第一和第二驅(qū)動信號進(jìn)行幅度和頻率調(diào)制的裝置。
20.權(quán)利要求18中的激光器系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括一種用于選擇性地驅(qū)動第一和第二換能器以形成A1或B1光束的裝置來斬切入射光束，以便當(dāng)A1光束形成時，其能量大于入射光束的50％，且當(dāng)B1光束形成時其量大于入射光束的50％。
21.權(quán)利要求20中的激光器系統(tǒng)，其特征在于，用于選擇性地驅(qū)動第一和第二換能器的所述裝置，給A1或B1光束分配相等時間段，用相同幅度的信號驅(qū)動換能器以使A1或B1光束基本相等。
22.權(quán)利要求18中的激光器系統(tǒng)，其特征在于，第一驅(qū)動器調(diào)制第一聲場的頻率以改變A1光束的衍射角，使A1光束在第一和第二位置之間掃描。
23.權(quán)利要求18中的激光器系統(tǒng)，其特征在于，還包括連接到所述晶體上的第三聲波換能器，且該換能器被定位以使第三換能器的聲場能以公共角與光束相交。
24.一種操作所述激光器系統(tǒng)的方法，包括如下步驟產(chǎn)生入射到晶體上的激光光束；第一聲波換能器采用第一驅(qū)動信號，在晶體中形成以一角度與激光光束相交的第一聲場，該角度導(dǎo)致部分激光光束衍射進(jìn)入A1光束；第二聲波換能器采用第二驅(qū)動信號，在晶體中形成以一角度與激光光束相交的第二聲場，該角度導(dǎo)致部分激光光束衍射進(jìn)入B1光束；
25.權(quán)利要求24中的方法，其特征在于，還包括通過調(diào)制第一驅(qū)動信號的幅度從而調(diào)制A1光束的幅度的步驟。
26.權(quán)利要求24中的方法，其特征在于，還包括通過調(diào)制第一驅(qū)動信號的頻率從而調(diào)制A1光束的衍射角的步驟。
27.權(quán)利要求24中的方法，其特征在于，還包括用相同幅度的信號選擇性地驅(qū)動第一和第二換能器，以形成相同強度的A1或B1光束脈沖的步驟。
全文摘要
本發(fā)明描述了一種采用具有多個用于聲波換能器的裝配面的晶體的多通道聲－光調(diào)制器。所述裝配面被定向,以使裝配在其上的聲波換能器產(chǎn)生以公共角,即布喇格角,與入射激光束相交的聲場。雙通道聲－光調(diào)制器采用兩個換能器。更多通道的情形依此類推。由于每個換能器的聲場都以唯一的方向與入射光束相交,所以每個一階光束都以唯一的軸向被衍射。采用多通道聲－光調(diào)制器的系統(tǒng)具有用于控制到換能器的驅(qū)動信號的電子裝置,用于控制每一通道。驅(qū)動信號的幅度和頻率調(diào)制使得光束的強度和角度可控。
文檔編號G11B7/085GK1195122SQ9810377
公開日1998年10月7日 申請日期1998年2月27日 優(yōu)先權(quán)日1997年3月28日
發(fā)明者P·M·鮑姆加爾特, J·H·布蘭諾, C·C·普恩, A·C·塔姆 申請人:國際商業(yè)機器公司