声光偏转器（AOD, Acousto-Optic Deflector）是一种利用声光效应工作的器件。它通过在晶体中引入高频超声波，在晶体内部形成折射率周期性变化的光栅，从而对入射激光进行衍射。利用AOD实现激光变焦，是一种非机械式、快速响应的动态调焦方法，通过调节射入AOD的射频信号频率来控制激光束的出射角度或传播路径，从而实现变焦效果或焦点扫描。下面是详细原理和实现方式：

• 当激光入射到AOD时，会产生一级衍射光;

• 衍射角θ与驱动频率f成正比:

其中:

• λ:激光波长;

• f:驱动声波频率;

• υ:声波在晶体中的传播速度。

因此，通过调节射频驱动频率，即可控制出射激光的偏转角。

利用AOD实现激光“变焦”的方法

虽然AOD本质上是用来“偏转”激光束的，但可以与透镜系统或聚焦光学系统结合，实现“变焦”或“动态聚焦”功能。

方法一：AOD + 聚焦透镜，实现焦点位置调节

• 激光通过AOD后，出射角随频率改变；

• 激光进入聚焦透镜或扫描系统；

• 出射角变化 → 焦点位置在远场中移动（即焦点调节）；

• 若配合 4F 系统，还可实现严格准直控制。

• 适用于：快速切换不同深度的打标、扫描、光学层析等应用。

方法二：双轴AOD系统 + 动态扫描聚焦

使用两组垂直排列的AOD，实现二维偏转控制，在结合 f-θ透镜后可实现：

• 焦点位置在 X-Y 方向的高速偏移；

• 可结合飞秒激光系统或显微成像，实现体积扫描或“3D激光聚焦”。

在激光显微成像（如双光子显微）、微纳加工、激光雷达等应用中广泛使用。

需要注意的是，AOD对激光波长和偏振方向有一定的要求，因此在使用AOD实现激光变焦时，需要选择合适的激光波长和偏振方向。同时，AOD的性能也会受到温度、压力等环境因素的影响，因此在使用AOD时，需要对环境因素进行控制和补偿。

声光变焦系统的优点

• 无机械运动，响应速度快（纳秒级）；

• 稳定性高，无惯性漂移；

• 高重复性，适合自动化系统；

• 可与电控系统快速联动，实现任意位置快速切换。

技术挑战与限制

• 偏转角较小（一般数度~十度）；

• 有一定的色散效应，需配合色散补偿系统；

• 效率受限，一级衍射光需足够能量；

• 激光功率不可太高，需防止晶体损伤。

应用案例

• 激光显微：动态聚焦不同深度细胞结构；

• 飞秒激光加工：快速聚焦不同深度材料层进行加工；

• 光镊系统：控制光束焦点移动，实现粒子夹持；

• 激光打标：焦点调整，实现不同高度工件打标；

• 激光雷达：动态扫描激光，实现无镜头的调焦或视场扩展；

AOD通过调节频率控制出射激光角度，结合聚焦光学系统后，即可实现“非机械、快速响应”的激光变焦功能，适用于需要动态聚焦和空间选择性的高端激光应用。

G&H 声光偏转器

G&H声光偏转器以远超过250MHz的速率提供光束的精确空间控制。

令人难以置信的准确性和速度

我们的声光偏转器可在非常小的角度范围内分辨出多达2000个光斑，扫描速度在几微秒内。

光斑总数由声波穿过声光晶体内的光束所需的时间和工作频率带宽定义。

高度均匀的衍射效率

无论是执行1D或2D扫描，还是将光束偏转固定角度，我们的声光偏转器都能在整个扫描角度提供高度均匀的衍射效率，并为材料处理和数字成像等扫描应用提供一致的功率吞吐量。

二维紫外光束扫描

二维紫外光束扫描可以通过串联两个紫外偏转器来实现，具有相位同步输出的灵活功能声光偏转器双驱动器为2D扫描提供了最佳的射频驱动器控制。

标准和定制声光偏转器

多种标准偏转器可用于266–1500nm的波长。

我们为批量OEM应用提供定制的声光偏转器解决方案或高速多通道偏转器。