高功率CO₂激光器應(yīng)用中AOM 與EOM調(diào)制器的選擇方法

在快速發(fā)展的微電子制造領(lǐng)域，對(duì)過(guò)孔鉆孔的更高生產(chǎn)效率和精度的需求從未如此之大。這轉(zhuǎn)化為市場(chǎng)對(duì)更復(fù)雜制造工具的需求，例如高精度聲光調(diào)制器（AOM）和電光調(diào)制器（EOM）。在這兩種類別之間的選擇完全取決于應(yīng)用以及對(duì)您系統(tǒng)而言關(guān)鍵的性能參數(shù)。Gooch & Housego（下文中簡(jiǎn)稱G&H）是AOM和EOM解決方案的供應(yīng)商，確�？蛻裟転樗麄兊母吖β蔆O₂激光器應(yīng)用選擇z佳技術(shù)，無(wú)論是使用EOM進(jìn)行強(qiáng)力切割和鉆孔，還是使用AOM進(jìn)行高速、精密鉆孔。

了解過(guò)孔鉆孔
過(guò)孔鉆孔是印刷電路板（PCB）制造中的一個(gè)關(guān)鍵工藝，通過(guò)在板上創(chuàng)建稱為過(guò)孔的小孔來(lái)建立不同層之間的電氣連接。這些過(guò)孔使得復(fù)雜的多層設(shè)計(jì)成為可能，這對(duì)于現(xiàn)代電子產(chǎn)品（如智能手機(jī)、5G基礎(chǔ)設(shè)施和高性能計(jì)算器）至關(guān)重要。傳統(tǒng)的機(jī)械鉆孔方法難以生產(chǎn)出微型設(shè)備所需的越來(lái)越小的過(guò)孔，因此激光鉆孔擔(dān)此重任。高功率CO₂激光器提供了滿足行業(yè)需求所需的精度和速度，但為您的激光系統(tǒng)選擇合適的調(diào)制器對(duì)于優(yōu)化性能和效率至關(guān)重要。

什么是聲光調(diào)制器（AOM）?
聲光調(diào)制器（AOM）是一種利用聲波來(lái)衍射并控制激光束強(qiáng)度、頻率或者方向的設(shè)備。它由一個(gè)粘結(jié)在光學(xué)材料（如鍺 Ge）上的壓電換能器組成，當(dāng)受到射頻（RF）信號(hào)激勵(lì)是會(huì)產(chǎn)生聲波，這些聲波會(huì)在材料中產(chǎn)生周期性的折射率變化，形成一個(gè)衍射光柵，從而調(diào)制通過(guò)的激光束。
 

AOM的關(guān)鍵特征包括：

•快速調(diào)制速度，通常可以達(dá)到幾十MHz；

•衍射光束效率較高，允許精確地控制激光束；

•低電壓操控，提升更好的可靠性和抗反射能力；

•光束整形的靈活性，支持強(qiáng)度、頻率和光束方向的調(diào)制；

•十倍更高消光比，由于衍射光束（開(kāi)）和未衍射光束（關(guān)）之間有明顯的分離，從而確保很少的不必要激光泄漏。

 

聲光調(diào)制器（AOM）因其能夠在很高重頻下調(diào)制激光，被廣泛應(yīng)用于高速應(yīng)用領(lǐng)域，如過(guò)孔鉆孔、激光掃描和頻率轉(zhuǎn)換。

適用于9.4/10.6um的AOM I-M041-XXC11XXX-P5-GH77

什么是電光調(diào)制器（EOM）?

電光調(diào)制器（EOM）是一種通過(guò)在電光晶體上施加電場(chǎng)來(lái)調(diào)制激光束的相位、強(qiáng)度或偏振態(tài)的裝置。電場(chǎng)通過(guò)普克爾效應(yīng)改變晶體的折射率，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)激光特性的精確控制。

EOM的關(guān)鍵特征包括：

•上升時(shí)間快，能夠?qū)崿F(xiàn)快速的開(kāi)關(guān)，非常適合高速數(shù)據(jù)傳輸應(yīng)用；

•高光功率處理能力，使其非常適合需要強(qiáng)力激光鉆孔和切割的應(yīng)用；

•更大通光孔徑，以容納更大的激光束；

•通常價(jià)格較高，因?yàn)槭褂昧吮旧砀�昂貴的晶體材料和更復(fù)雜的驅(qū)動(dòng)電路。

電光調(diào)制器（EOM）常用于需要Q開(kāi)關(guān)的應(yīng)用，如科研用激光系統(tǒng)、軍事激光和醫(yī)療用途。其可以調(diào)制大光斑的能力對(duì)于那些看重光子通量的應(yīng)用場(chǎng)景非常合適。

 

G&H普克爾盒

選擇您合適的調(diào)制器：聲光vs.電光

聲光調(diào)制器（AOM）和電光調(diào)制器（EOM）各有其獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)。它們是否適用取決于具體的系統(tǒng)需求。雖然電光調(diào)制器（EOM）提供快速的上升時(shí)間，并且支持大口徑光束，發(fā)熱問(wèn)題也較少，但聲光調(diào)制器（AOM）在持續(xù)速度、調(diào)制靈活性和成本效益方面表現(xiàn)出色。

AOM與EOM在高功率CO₂激光應(yīng)用中的關(guān)鍵差異

消光比與對(duì)比度控制

· AOM提供更優(yōu)越的消光比，因?yàn)樗鼈冊(cè)诳臻g上將衍射的一級(jí)光與零級(jí)光分離，從而確保很少的不必要激光泄漏。

· EOM依賴于偏振變化而非空間光束分離，這可能導(dǎo)致部分激光功率通過(guò)系統(tǒng)。在低功率水平下，這種微小的泄漏可能對(duì)您的系統(tǒng)設(shè)計(jì)并不重要，但在高功率水平下，它可能會(huì)引入不希望的能量。

調(diào)制速度與重復(fù)率

· AOM以MHz的重頻運(yùn)行，使其非常適合高精度應(yīng)用，如高速過(guò)孔鉆孔。

· 雖然EOM具有更快的上升時(shí)間，但它們通常以kHz的調(diào)制速度運(yùn)行，這使它們不太適合需要快速開(kāi)關(guān)循環(huán)的應(yīng)用。

分束和效率注意事項(xiàng)

· 將一個(gè)光束分成多個(gè)光束會(huì)降低每個(gè)光束所需的功率，這為AOM在多光束配置中表現(xiàn)出色提供了強(qiáng)有力的理由。

· 與市場(chǎng)中替代品相比，G&H的AOM和EOM解決方案均提供了優(yōu)異的傳輸和效率，無(wú)論選擇何種技術(shù)，都能確保優(yōu)化的性能。

熱管理與工程考量

· 恰當(dāng)?shù)睦鋮s設(shè)計(jì)可以緩解AOMs和EOMs中的熱問(wèn)題。

· AOM的設(shè)計(jì)必須考慮聲阻抗匹配以及材料的熱膨脹，以防止機(jī)械應(yīng)力。此外，光路和聲路的對(duì)準(zhǔn)是獲得有效且精確結(jié)果的關(guān)鍵步驟。

· EOM需要精心設(shè)計(jì)，以避免光吸收和熱失控，尤其是在高占空比下脈沖時(shí)。此外，過(guò)度脈沖可能會(huì)在電光調(diào)制器中引起“振鈴”效應(yīng)，這是一種現(xiàn)象，即在快速變化的施加電壓后，光信號(hào)出現(xiàn)不希望的振蕩。這在高調(diào)制頻率下尤其成問(wèn)題，可能會(huì)降低信號(hào)質(zhì)量。

可處理功率和孔徑尺寸

· G&H 提供的大孔徑 AOM 設(shè)備專為在不超出損傷閾值的情況下處理更高功率而設(shè)計(jì)。由于增加了塊狀材料的熱穩(wěn)定性和強(qiáng)大的冷卻配置，EOM可以處理高功率激光束。

· 為了保持效率，更大的光束需要更高的射頻功率。將孔徑尺寸從10mm增加到20mm會(huì)使射頻能量需求增加一倍，從而影響成本和熱管理。光束越大，上升時(shí)間越慢。AOM 以其塊狀晶體設(shè)計(jì)中的厚度和橫截面積而被人所知，因此 AOM 是相對(duì)較大光束直徑的合適選擇。這種特性允許光與聲波之間的相互作用可以在晶體內(nèi)的更大的空間內(nèi)發(fā)生。

· 盡管 EOM 避免了射頻功率的代價(jià)，但它們也帶來(lái)了自己的挑戰(zhàn)，例如隨著孔徑尺寸的增大，半波電壓要求增加。

 

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昊量光電為您提供來(lái)自英國(guó)Gooch & Housego 公司AOM和EOM兩種產(chǎn)品以及技術(shù)，確保您能夠獲得針對(duì)特定需求量身定制的解決方案。如果需要Max功率來(lái)進(jìn)行強(qiáng)力切割和鉆孔，EOM 可能是非常佳的選擇。然而，如果優(yōu)先考慮精度、高速調(diào)制和成本效益，AOM 則具有顯著優(yōu)勢(shì)。

G&H的 AOM 用于shi界前列的過(guò)孔鉆孔工具中，確保了可靠性與精度。憑借強(qiáng)大的 AOM 和 EOM 解決方案組合，確�？蛻魹槠涓吖β� CO₂ 激光應(yīng)用獲得性能匹配的技術(shù)。

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