为高功率 CO2激光应用选择合适的调制器：G&H 提供满足各种需求的解决方案

在快速发展的微电子制造领域，对通孔钻孔的高吞吐量和高精度需求空前高涨。这转化为市场对更精密制造工具的需求，例如高精度声光调制器(AOM) 和电光调制器(EOM)。选择哪一类调制器完全取决于应用需求以及对您和您的系统而言最重要的性能属性。G&H 是领先的 AOM 和 EOM 解决方案供应商，确保客户能够为其高功率 CO2激光应用选择最佳技术，无论是使用 EOM 进行强力切割和钻孔，还是使用 AOM 进行高速、高精度钻孔。

在印刷电路板 (PCB) 制造中，过孔钻孔是一项关键工艺。该工艺通过创建称为过孔的小孔，在电路板的不同层之间建立电气连接。这些过孔使得复杂的多层设计成为可能，而这些设计对于现代电子产品（包括智能手机、5G 基础设施和高性能计算）至关重要。传统的机械钻孔方法难以满足微型设备日益缩小的过孔尺寸需求，因此激光钻孔成为更优的解决方案。高功率 CO2激光器能够提供满足行业需求的精度和速度，但为您的激光系统选择合适的调制器对于优化性能和效率至关重要。

什么是声光调制器（AOM）？

声光调制器（AOM）是一种利用声波衍射并控制激光束强度、频率或方向的装置。它由一个压电换能器和一个光学材料（例如锗）组成，当受到射频（RF）信号激励时，该换能器会产生声波。这些声波会在材料的折射率上产生周期性变化，形成衍射光栅，从而调制通过的激光束。

AOM 的主要特点包括：

• 快速调制速度，通常可达数十兆赫兹；

• 高效的光束衍射，可对激光进行精确控制；

• 更低的电压运行，提高了可靠性和抗反向反射能力；

• 光束整形灵活，可对强度、频率和光束方向进行调制；

• 由于衍射光束（开）和未衍射光束（关）之间的明显分离，消光比提高了十倍，从而确保了最小的激光泄漏。

由于声光调制器能够以极高的重复频率调制激光，因此被广泛应用于高速应用，例如通孔钻孔、激光扫描和频率偏移。

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什么是电光调制器（EOM）？

电光调制器（EOM）是一种通过在电光晶体上施加电场来调制激光束的相位、强度或偏振的装置。电场通过泡克尔斯效应改变晶体的折射率，从而实现对激光特性的精确控制。

EOM 的主要特征包括：

• 快速上升时间，可实现快速开/关切换，是高速数据传输应用的理想选择；

• 能够处理高光功率，使其非常适合需要强力激光钻孔和切割的应用；

• 可以采用更大的孔径，以容纳更大的激光束；

• 通常来说，由于使用了本身价格更高的晶体材料和更复杂的驱动电路，因此价格更高。

电光调制器（EOM）常用于需要Q开关的应用领域，例如科研激光系统、军用激光器和医疗应用。它们能够调制大孔径光束，因此非常适合那些对光子通量要求极高的应用。

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选择合适的调制器：声光调制器与电光调制器

声光调制器（AOM）和电光调制器（EOM）各有优势。哪种更适合特定应用取决于具体的系统需求。EOM 具有上升时间快、支持大孔径且发热量小的优点，而 AOM 则在持续高速、调制灵活性和成本效益方面表现卓越。

高功率CO2激光应用中AOM和EOM的主要区别

消光比和对比度控制

• 声光调制器（AOM）具有优异的消光比，因为它们在空间上将衍射的一级光束与零级光束分离，从而确保最小的激光泄漏。

• 电光调制器（EOM）依赖于偏振变化而非空间光束分离，这可能导致残余激光功率通过系统。在低功率水平下，这种微小的泄漏可能对系统设计影响不大，但在高功率水平下，它会将不必要的能量引入到运行中。

调制速度和重复频率

• 声光调制器（AOM）以兆赫兹的重复频率运行，使其成为高速通孔钻孔等精密应用的理想选择。

• 虽然电光调制器 (EOM) 的上升时间更快，但它们通常以千赫兹调制速度运行，因此不太适合需要快速开/关循环的应用。
  

分束与效率考量

• 将一束光分成多束光可以降低每束光所需的功率，这为AOM提供了强有力的论据，AOM在多束光配置中表现出色。

• 与市场上的其他解决方案相比，G&H 的 AOM 和 EOM 解决方案均提供更优异的传输和效率，无论选择何种技术，都能确保最佳性能。

热管理和工程考虑因素

• 合理的冷却设计可以缓解AOM和EOM的热挑战。

• 声光调制器（AOM）的设计必须考虑声阻抗匹配和材料的热膨胀，以防止机械应力。此外，光路和声路的对准是获得有效、精确结果的关键步骤。

• 电光调制器（EOM）需要精心设计，以避免光吸收和热失控，尤其是在高占空比脉冲模式下。此外，过度脉冲会导致EOM出现“振铃”效应，即在施加电压快速变化后，光信号出现不必要的振荡。这在高调制频率下尤其成问题，并会降低信号质量。

功率处理能力和孔径尺寸

• G&H 提供大孔径声光调制器 (AOM)，其设计旨在处理更高功率，且不会超过损伤阈值。电光调制器 (EOM) 由于具有更高的材料热稳定性和更强大的冷却配置，因此能够处理高功率激光束。

• 更大的光束需要更高的射频功率才能维持效率。将孔径从 10 毫米增加到 20 毫米会使射频能量需求翻倍，从而影响成本和散热管理。光束越大，上升时间越长。声光调制器 (AOM) 因其厚实且横截面积大而采用体晶体设计，是相对较大光束直径的理想选择。这种特性使得光波和声波之间的相互作用能够在晶体内部更广阔的空间内发生。

• 虽然 EOM 避免了射频功率损耗，但它们也带来了自身的挑战，例如随着孔径尺寸的增大，半路电压要求也会增加。

G&H 为您的应用提供合适的解决方案

G&H 同时提供 AOM 和 EOM 技术，确保客户获得量身定制的最佳解决方案。如果需要最大功率进行强力切割和钻孔，EOM 可能是最佳选择。然而，如果精度、高速调制和成本效益是优先考虑因素，AOM 则具有显著优势。

我们的声光调制器 (AOM) 应用于全球性能最高的通孔钻孔工具中，提供无与伦比的可靠性和精度。凭借强大的电光调制器 (EOM) 和声光调制器 (AOM) 解决方案组合，G&H 确保客户能够为其高功率二氧化碳激光应用获得性能最佳的技术。

武汉新特光电是英国G&H在中国的授权官方合作伙伴，负责G&H品牌声光器件和电光器件在中国的技术选型、项目实施与全生命周期服务，并提供整套器件集成解决方案，为您提供一站式的产品应用与技术服务！立即联系我们，讨论您的应用需求，并找到最适合您系统的调制器。