為高功率 CO2激光應用選擇合適的調制器：G&H 提供滿足各種需求的解決方案

在快速發(fā)展的微電子制造領域，對通孔鉆孔的高吞吐量和高精度需求空前高漲。這轉化為市場對更精密制造工具的需求，例如高精度聲光調制器(AOM) 和電光調制器(EOM)。選擇哪一類調制器完全取決于應用需求以及對您和您的系統(tǒng)而言最重要的性能屬性。G&H 是領先的 AOM 和 EOM 解決方案供應商，確保客戶能夠為其高功率 CO2激光應用選擇最佳技術，無論是使用 EOM 進行強力切割和鉆孔，還是使用 AOM 進行高速、高精度鉆孔。

在印刷電路板 (PCB) 制造中，過孔鉆孔是一項關鍵工藝。該工藝通過創(chuàng)建稱為過孔的小孔，在電路板的不同層之間建立電氣連接。這些過孔使得復雜的多層設計成為可能，而這些設計對于現(xiàn)代電子產(chǎn)品（包括智能手機、5G 基礎設施和高性能計算）至關重要。傳統(tǒng)的機械鉆孔方法難以滿足微型設備日益縮小的過孔尺寸需求，因此激光鉆孔成為更優(yōu)的解決方案。高功率 CO2激光器能夠提供滿足行業(yè)需求的精度和速度，但為您的激光系統(tǒng)選擇合適的調制器對于優(yōu)化性能和效率至關重要。

什么是聲光調制器（AOM）？

聲光調制器（AOM）是一種利用聲波衍射并控制激光束強度、頻率或方向的裝置。它由一個壓電換能器和一個光學材料（例如鍺）組成，當受到射頻（RF）信號激勵時，該換能器會產(chǎn)生聲波。這些聲波會在材料的折射率上產(chǎn)生周期性變化，形成衍射光柵，從而調制通過的激光束。

AOM 的主要特點包括：

• 快速調制速度，通常可達數(shù)十兆赫茲；

• 高效的光束衍射，可對激光進行精確控制；

• 更低的電壓運行，提高了可靠性和抗反向反射能力；

• 光束整形靈活，可對強度、頻率和光束方向進行調制；

• 由于衍射光束（開）和未衍射光束（關）之間的明顯分離，消光比提高了十倍，從而確保了最小的激光泄漏。

由于聲光調制器能夠以極高的重復頻率調制激光，因此被廣泛應用于高速應用，例如通孔鉆孔、激光掃描和頻率偏移。

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什么是電光調制器（EOM）？

電光調制器（EOM）是一種通過在電光晶體上施加電場來調制激光束的相位、強度或偏振的裝置。電場通過泡克爾斯效應改變晶體的折射率，從而實現(xiàn)對激光特性的精確控制。

EOM 的主要特征包括：

• 快速上升時間，可實現(xiàn)快速開/關切換，是高速數(shù)據(jù)傳輸應用的理想選擇；

• 能夠處理高光功率，使其非常適合需要強力激光鉆孔和切割的應用；

• 可以采用更大的孔徑，以容納更大的激光束；

• 通常來說，由于使用了本身價格更高的晶體材料和更復雜的驅動電路，因此價格更高。

電光調制器（EOM）常用于需要Q開關的應用領域，例如科研激光系統(tǒng)、軍用激光器和醫(yī)療應用。它們能夠調制大孔徑光束，因此非常適合那些對光子通量要求極高的應用。

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選擇合適的調制器：聲光調制器與電光調制器

聲光調制器（AOM）和電光調制器（EOM）各有優(yōu)勢。哪種更適合特定應用取決于具體的系統(tǒng)需求。EOM 具有上升時間快、支持大孔徑且發(fā)熱量小的優(yōu)點，而 AOM 則在持續(xù)高速、調制靈活性和成本效益方面表現(xiàn)卓越。

高功率CO2激光應用中AOM和EOM的主要區(qū)別

消光比和對比度控制

• 聲光調制器（AOM）具有優(yōu)異的消光比，因為它們在空間上將衍射的一級光束與零級光束分離，從而確保最小的激光泄漏。

• 電光調制器（EOM）依賴于偏振變化而非空間光束分離，這可能導致殘余激光功率通過系統(tǒng)。在低功率水平下，這種微小的泄漏可能對系統(tǒng)設計影響不大，但在高功率水平下，它會將不必要的能量引入到運行中。

調制速度和重復頻率

• 聲光調制器（AOM）以兆赫茲的重復頻率運行，使其成為高速通孔鉆孔等精密應用的理想選擇。

• 雖然電光調制器 (EOM) 的上升時間更快，但它們通常以千赫茲調制速度運行，因此不太適合需要快速開/關循環(huán)的應用。
  

分束與效率考量

• 將一束光分成多束光可以降低每束光所需的功率，這為AOM提供了強有力的論據(jù)，AOM在多束光配置中表現(xiàn)出色。

• 與市場上的其他解決方案相比，G&H 的 AOM 和 EOM 解決方案均提供更優(yōu)異的傳輸和效率，無論選擇何種技術，都能確保最佳性能。

熱管理和工程考慮因素

• 合理的冷卻設計可以緩解AOM和EOM的熱挑戰(zhàn)。

• 聲光調制器（AOM）的設計必須考慮聲阻抗匹配和材料的熱膨脹，以防止機械應力。此外，光路和聲路的對準是獲得有效、精確結果的關鍵步驟。

• 電光調制器（EOM）需要精心設計，以避免光吸收和熱失控，尤其是在高占空比脈沖模式下。此外，過度脈沖會導致EOM出現(xiàn)“振鈴”效應，即在施加電壓快速變化后，光信號出現(xiàn)不必要的振蕩。這在高調制頻率下尤其成問題，并會降低信號質量。

功率處理能力和孔徑尺寸

• G&H 提供大孔徑聲光調制器 (AOM)，其設計旨在處理更高功率，且不會超過損傷閾值。電光調制器 (EOM) 由于具有更高的材料熱穩(wěn)定性和更強大的冷卻配置，因此能夠處理高功率激光束。

• 更大的光束需要更高的射頻功率才能維持效率。將孔徑從 10 毫米增加到 20 毫米會使射頻能量需求翻倍，從而影響成本和散熱管理。光束越大，上升時間越長。聲光調制器 (AOM) 因其厚實且橫截面積大而采用體晶體設計，是相對較大光束直徑的理想選擇。這種特性使得光波和聲波之間的相互作用能夠在晶體內部更廣闊的空間內發(fā)生。

• 雖然 EOM 避免了射頻功率損耗，但它們也帶來了自身的挑戰(zhàn)，例如隨著孔徑尺寸的增大，半路電壓要求也會增加。

G&H 為您的應用提供合適的解決方案

G&H 同時提供 AOM 和 EOM 技術，確保客戶獲得量身定制的最佳解決方案。如果需要最大功率進行強力切割和鉆孔，EOM 可能是最佳選擇。然而，如果精度、高速調制和成本效益是優(yōu)先考慮因素，AOM 則具有顯著優(yōu)勢。

我們的聲光調制器 (AOM) 應用于全球性能最高的通孔鉆孔工具中，提供無與倫比的可靠性和精度。憑借強大的電光調制器 (EOM) 和聲光調制器 (AOM) 解決方案組合，G&H 確保客戶能夠為其高功率二氧化碳激光應用獲得性能最佳的技術。

武漢新特光電是英國G&H在中國的授權官方合作伙伴，負責G&H品牌聲光器件和電光器件在中國的技術選型、項目實施與全生命周期服務，并提供整套器件集成解決方案，為您提供一站式的產(chǎn)品應用與技術服務！立即聯(lián)系我們，討論您的應用需求，并找到最適合您系統(tǒng)的調制器。