为高功率CO?激光器应用选择合适的调制器——AOM VS EOM

在快速发展的微电子制造领域，对过孔钻孔的更高生产效率和精度的需求从未如此之大。这转化为市场对更复杂制造工具的需求，例如高精度声光调制器（AOM）和电光调制器（EOM）。在这两种类别之间的选择完全取决于应用以及对您系统而言最关键的性能参数。Gooch & Housego（下文中简称G&H）是AOM和EOM解决方案的领先供应商，确保客户能为他们的高功率CO?激光器应用选择最佳技术，无论是使用EOM进行强力切割和钻孔，还是使用AOM进行高速、精密钻孔。

了解过孔钻孔

过孔钻孔是印刷电路板（PCB）制造中的一个关键工艺，通过在板上创建称为过孔的小孔来建立不同层之间的电气连接。这些过孔使得复杂的多层设计成为可能，这对于现代电子产品（如智能手机、5G基础设施和高性能计算器）至关重要。传统的机械钻孔方法难以生产出微型设备所需的越来越小的过孔，因此激光钻孔担此重任。高功率CO?激光器提供了满足行业需求所需的精度和速度，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）是一种利用声波来衍射并控制激光束强度、频率或者方向的设备。它由一个粘结在光学材料（如锗 Ge）上的压电换能器组成，当受到射频（RF）信号激励是会产生声波，这些声波会在材料中产生周期性的折射率变化，形成一个衍射光栅，从而调制通过的激光束。

AOM的关键特征包括：

快速调制速度，通常可以达到几十MHz；

衍射光束效率较高，允许精确地控制激光束；

低电压操控，提升更好的可靠性和抗反射能力；

光束整形的灵活性，支持强度、频率和光束方向的调制；

十倍更高消光比，由于衍射光束（开）和未衍射光束（关）之间有明显的分离，从而确保很少的不必要激光泄漏。

声光调制器（AOM）因其能够在很高重频下调制激光，被广泛应用于高速应用领域，如过孔钻孔、激光扫描和频率转换。

适用于9.4/10.6um的AOMI-M041-XXC11XXX-P5-GH77

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、强度或偏振态的装置。电场通过普克尔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的关键特征包括：

上升时间快，能够实现快速的开关，非常适合高速数据传输应用；

高光功率处理能力，使其非常适合需要强力激光钻孔和切割的应用；

更大通光孔径，以容纳更大的激光束；

通常价格较高，因为使用了本身更昂贵的晶体材料和更复杂的驱动电路。

电光调制器（EOM）常用于需要Q开关的应用，如科研用激光系统、军事激光和医疗用途。其可以调制大光斑的能力对于那些看重光子通量的应用场景非常合适。

G&H普克尔盒

选择您合适的调制器：声光vs.电光

声光调制器（AOM）和电光调制器（EOM）各有其独特的优势。它们是否适用取决于具体的系统需求。虽然电光调制器（EOM）提供快速的上升时间，并且支持大口径光束，发热问题也较少，但声光调制器（AOM）在持续速度、调制灵活性和成本效益方面表现出色。

AOM与EOM在高功率CO?激光应用中的关键差异

消光比与对比度控制

AOM提供更优越的消光比，因为它们在空间上将衍射的一级光与零级光分离，从而确保很少的不必要激光泄漏。

EOM依赖于偏振变化而非空间光束分离，这可能导致部分激光功率通过系统。在低功率水平下，这种微小的泄漏可能对您的系统设计并不重要，但在高功率水平下，它可能会引入不希望的能量。

调制速度与重复率

AOM以MHz的重频运行，使其非常适合高精度应用，如高速过孔钻孔。

虽然EOM具有更快的上升时间，但它们通常以kHz的调制速度运行，这使它们不太适合需要快速开关循环的应用。

分束和效率注意事项

将一个光束分成多个光束会降低每个光束所需的功率，这为AOM在多光束配置中表现出色提供了强有力的理由。

与市场中替代品相比，G&H的AOM和EOM解决方案均提供了优异的传输和效率，无论选择何种技术，都能确保优化的性能。

热管理与工程考量

恰当的冷却设计可以缓解AOMs和EOMs中的热问题。

AOM的设计必须考虑声阻抗匹配以及材料的热膨胀，以防止机械应力。此外，光路和声路的对准是获得有效且精确结果的关键步骤。

EOM需要精心设计，以避免光吸收和热失控，尤其是在高占空比下脉冲时。此外，过度脉冲可能会在电光调制器中引起“振铃”效应，这是一种现象，即在快速变化的施加电压后，光信号出现不希望的振荡。这在高调制频率下尤其成问题，可能会降低信号质量。

可处理功率和孔径尺寸

G&H 提供的大孔径 AOM 设备专为在不超出损伤阈值的情况下处理更高功率而设计。由于增加了块状材料的热稳定性和强大的冷却配置，EOM可以处理高功率激光束。

为了保持效率，更大的光束需要更高的射频功率。将孔径尺寸从10mm增加到20mm会使射频能量需求增加一倍，从而影响成本和热管理。光束越大，上升时间越慢。AOM 以其块状晶体设计中的厚度和横截面积而被人所知，因此 AOM 是相对较大光束直径的合适选择。这种特性允许光与声波之间的相互作用可以在晶体内的更大的空间内发生。

尽管 EOM 避免了射频功率的代价，但它们也带来了自己的挑战，例如随着孔径尺寸的增大，半波电压要求增加。

昊量光电为您的应用提供合适的解决方案

昊量光电为您提供来自英国Gooch & Housego公司AOM和EOM两种产品以及技术，确保您能够获得针对特定需求量身定制的最佳解决方案。如果需要最大功率来进行强力切割和钻孔，EOM 可能是最佳选择。然而，如果优先考虑精度、高速调制和成本效益，AOM 则具有显著优势。

G&H的AOM 用于世界前列的过孔钻孔工具中，确保了可靠性与精度。凭借强大的AOM 和 EOM 解决方案组合，确保客户为其高功率CO?激光应用获得性能匹配的技术。