[发明专利]用于操作声光偏转器的设备和方法

说明书

一种设备包含一声光偏转器(AOD)系统，其是操作以在二维的扫描场内偏转一激光能量射束。所述AOD系统包含一第一AOD，其操作以沿着所述二维的扫描场的第一轴来偏转所述激光能量的射束；一第二AOD，其光学地配置在所述第一AOD的下游，其中所述第二AOD操作以沿着所述二维的扫描场的第二轴来偏转所述激光能量的射束；以及一控制器，其操作地耦接至所述AOD系统。所述控制器被配置以驱动所述第一AOD以及所述第二AOD的每一个以在所述二维的扫描场内偏转所述激光能量的射束，并且进一步被配置以在至少实质相同的绕射效率下驱动所述第一AOD以及所述第二AOD。

技术领域

在此所述的实施例大致是有关激光处理的设备及其的构件，并且有关用于操作其的技术。

背景技术

声光(AO)装置(有时称为布拉格胞)是利用在射频的声波来绕射及移位光。这些装置经常用于Q-开关、电信系统中的信号调变、显微镜系统中的激光扫描及射束强度控制、频率移位、光谱仪系统中的波长滤波。许多其它的应用是使本身利用声光装置。例如，AO偏转器(AOD)可被利用在激光为基础的材料处理系统中。

参照图1，一AOD(例如AOD 100)大致包含AO胞102、一附接至所述AO胞102的换能器104(亦即，在所述AO胞102的一换能器端)，并且亦可包含一附接至所述AO胞102的声波吸收器106(亦即，在所述AO胞102的与所述换能器端相反的一吸收器端)。

所述AO胞102(亦被称为一AO胞)通常是一结晶或玻璃质材料，其对于将被绕射的光的波长是适当透明的。所述换能器104大致是压电换能器，并且操作以响应于一外部施加的RF信号(亦即，驱动信号)来振动。所述换能器104是附接至所述AO胞102，使得所述振动的换能器104产生一对应的声波，其传播在所述AO胞102之内(亦即，从所述换能器端沿着所述AOD 100的一绕射轴朝向所述声波吸收器106)。如同已知的，所述声波的振幅、频率及持续期间是对应于所述施加的RF驱动信号的振幅、频率及持续期间。所述声波在所述AO胞102之内是表现为周期性的膨胀及压缩区域的系列，借此在所述AO胞102之内产生一周期性改变的折射率。所述周期性改变的折射率是作用像是一光栅，其可以绕射传播通过所述AO介质的激光光束。尽管只有一换能器104被描绘，但是所述AOD可包含多个声学地耦合至所述AO胞102的换能器104，其通常可被驱动来强化所述AOD的频宽以及于其中的光的绕射。

绕射所述入射的激光光束是产生一绕射图案，其通常包含零阶及一阶的绕射波峰，并且亦可包含更高阶的绕射波峰(例如，二阶、三阶、等等)。在所述技术中，常见的是将所述绕射的激光光束在所述零阶的绕射波峰中的部分称为零阶的射束，将所述绕射的激光光束在所述一阶的绕射波峰中的部分称为一阶的射束，依此类推。一般而言，所述零阶的射束以及其它绕射阶的射束(例如，所述一阶的射束、等等)在离开所述AO胞102之际是沿着不同射束路径传播的。例如，所述零阶的射束是沿着零阶的射束路径传播，所述一阶的射束是沿着一阶的射束路径传播，依此类推。在所述零阶以及其它绕射阶的射束路径之间的角度是对应于被施加至所述换能器104以绕射入射在所述AO胞102之上的激光光束的驱动信号中的一频率(或是多个频率)。

驱动信号可以借由一RF驱动器108而被施加至所述换能器104的一输入。如同在图1中所示，一RF驱动器可包含一RF合成器110、一放大器112以及一阻抗匹配电路114。所述RF合成器110(例如，一DDS合成器)是产生及输出具有一所要的频率的一初步的信号。所述放大器112放大所述初步的信号，借此转换所述初步的信号成为所述驱动信号。所述驱动信号接着经由所述阻抗匹配电路114而被施加至所述换能器104的输入。