Modulation acousto-optique

CESIRE – Plate-forme Optique, SZ le 20 mars 06 Notice d’utilisation du matériel – descriptif d’expériencesModulateur acousto-optiqueATTENTION : NE PAS MODIFIER LE MONTAGE SANS AUTORISATION ! ! !Voir la notice constructeur (AAOptoelectronics) et la doc Didaconcept dans le classeur• PRELIMINAIRE : Voir sur le site web de la plate-forme la notice « Optique et acoustique », pour lamise en évidence optique d’une onde ultrasonore dans un liquide (par ombroscopie, filtrage spatial, oucomme ici par diffraction).• MODULATEUR ACOUSTO-OPTIQUE :laser : λ = 633 nmθ BOnde ultrasonore :Λ = 52,5 µmcellule acousto-optique (TeO 2 )2 θ B = 12 mradfaisceau diffractédans l’ordre 1faisceau non diffractéou ordre 0AO Mod. Driversignal HF : F = 80 MHzMod inputRF OutGBF0-5V, fsignal de modulation : f < 15 MHzLa diffraction de la lumière par une onde ultrasonore est mise à profit dans les modulateurs acousto-optiques. Lemodulateur dont nous disposons est le suivant :laserplatine derotation finecelluleacoustooptiqueLe générateur haute fréquence (F = 80 MHz) génère dans le solide une ondeacoustique de longueur d’onde Λ = C / F où la vitesse acoustique est C =4200 m/s donc Λ = 52,5 µm.Le faisceau laser est diffracté par cette onde ultrasonore. Ici, on a affaire àde la diffraction de Bragg car l’angle de diffraction est tel qu’on ne peutnégliger l’aspect tridimensionnel du milieu diffractant (autrement dit, àl’intérieur du cristal, la déviation d’un rayon lumineux est telle qu’il vatraverser plusieurs périodes du réseau acoustique, voir ci-dessous**). Pourqu’un maximum d’intensité soit diffracté dans l’ordre 1, on doit doncorienter la cellule pour avoir un angle d’incidence égal à l’angle de Bragg :θ B = λ / 2Λ = 6,0 mrad = 0,35°Le faisceau laser est alors dévié d’un angle :2 θ B = λ / Λ = 12 mrad = 0,69°1

Montage « modulation » :matériel Newport(valise fibre optique) :fibre optique, portes fibre,haut-parleur avec ampli,photodiode.laser HeNeRadio ou lecteurCDsortie haut-parleur(signal d’amplitude V CA ≈ 1 V)ordre 1alim continuesupport de fibre(couplage optimisé sur l’ordre1; éventuellement, couperl’ordre 0 avec un cache)ordre 0V CC ≈ 1 V pour que latension de modulationsoit positive (si onn’ajoute pas decomposante continue, lemodulateur, qui n’est passensible au signe de latension de modulation,redresse le signal, ce quicause de la distorsion).haut-parleuravec ampliintégrémodulateur acousto-optiquesur support tournant,réglé à l’angle de Bragg(max. d’intensité diffractédans l’ordre 1)supportde fibrefibre optiquephotorécepteur(photodiode)support defibremodulateuracoustophotodiodesupport defibre3